Variación Directa

Álgebra

La variación directa describe una relación en la que dos variables son proporcionales: y = kx, donde k es la constante de variación y la gráfica siempre pasa por el origen.

Formula

y = kx
Visualization

Definition

La variación directa describe dos cantidades que cambian juntas a una razón constante, cuando una se duplica, la otra también se duplica, siguiendo la ecuación $y = kx$ para alguna constante no nula $k$, la constante de variación; la gráfica siempre es una línea que pasa por el origen, ya que $x = 0$ obliga a $y = k \cdot 0 = 0$, y la razón $y/x = k$ permanece igual en todas partes sobre esa línea. Es un caso especial de una función lineal con $b = 0$, que requiere tanto una relación lineal como el paso por el origen. Formalmente, $y = kx$ es una aplicación lineal de $\mathbb{R}$ a $\mathbb{R}$ con término constante cero, un morfismo de $\mathbb{R}$-módulos; la idea se extiende a la variación de potencia ($y = kx^n$) y a la variación conjunta ($y = kxz$), todas compartiendo la misma estructura de proporcionalidad, y este es el ejemplo más simple de una ley de escala usada en toda la física y la ingeniería.

Example

Ganar $\$12$ por hora significa que el pago $y$ y las horas $x$ satisfacen $y = 12x$: $3$ horas paga $\$36$, $5$ horas paga $\$60$, y la razón pago/horas siempre es $12$. Si $y = 15$ cuando $x = 3$, entonces $k = 15/3 = 5$, así que $y = 5x$, y cuando $x = 7$, $y = 35$. La fuerza gravitacional $F = Gm_1m_2/r^2$ combina la variación conjunta (directamente con $m_1$ y $m_2$) con la variación inversa (inversamente con $r^2$), cada parte con su propia constante de proporcionalidad.

Key Insight

La variación directa siempre pasa por el origen; si una línea no pasa por el origen, no es variación directa, así que $y = 3x + 2$ es lineal pero no es variación directa debido a su intersección distinta de cero. En física e ingeniería, esta misma idea sustenta las leyes de escala y el análisis dimensional, permitiéndote predecir cómo escalan las cantidades con los parámetros fundamentales sin resolver las ecuaciones completas.