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La proportionnalité

Deux grandeurs sont proportionnelles lorsque l'on passe de l'une à l'autre en multipliant toujours par le même nombre, appelé coefficient de proportionnalité. Si 3 kg d'oranges coûtent 21 DH, alors 5 kg en coûtent 35 : le prix se déduit de la masse en multipliant par 7, quelle que soit la quantité achetée. Prix, pourcentages, échelles et vitesses sont quatre lectures de cette même règle.

Mis à jour le

Carte de la leçon sur la proportionnalité en 1AC : une droite qui monte régulièrement depuis le coin d'un quadrillage léger et passe par trois points régulièrement espacés.
Les points d'une situation proportionnelle sont alignés avec l'origine, comme sur cette carte : c'est la traduction graphique du coefficient de proportionnalité, qui reste le même d'une grandeur à l'autre. Programme de 1AC, semestre 1.

À la fin de ce chapitre, vous saurez

  • Reconnaître une situation de proportionnalité, et savoir justifier qu'une situation n'en est pas une
  • Compléter un tableau de proportionnalité et calculer son coefficient
  • Calculer une quatrième proportionnelle par le produit en croix
  • Appliquer et calculer un pourcentage
  • Utiliser une échelle pour passer d'une distance sur un plan à une distance réelle
  • Calculer une vitesse moyenne, une distance ou une durée
  • Reconnaître une situation de proportionnalité sur un graphique

PrérequisLes opérations sur les nombres décimaux · Les fractions et la simplification · Les unités de longueur, de masse et de durée

Qu'est-ce que la proportionnalité ?

Au marché, le prix payé dépend de la quantité achetée : deux fois plus d'oranges, deux fois plus à payer. Cette régularité porte un nom, et elle se reconnaît à une propriété précise.

Définition

Grandeurs proportionnelles : Deux grandeurs sont proportionnelles lorsque l'on obtient les valeurs de la seconde en multipliant celles de la première par un même nombre, toujours le même. Ce nombre s'appelle le coefficient de proportionnalité.

Le prix des oranges

Des oranges sont vendues 7 DH le kilogramme. Dresser le tableau des prix pour 1, 3 et 5 kg.

  1. Pour 1 kg : 1×7=7 DH.
  2. Pour 3 kg : 3×7=21 DH.
  3. Pour 5 kg : 5×7=35 DH.
  4. Le même nombre, 7, permet de passer chaque fois de la masse au prix : c'est le coefficient de proportionnalité.
Masse (kg)1358
Prix (DH)7213556
Un tableau de proportionnalité : chaque prix s'obtient en multipliant la masse par 7.
Le coefficient de proportionnalité dans un tableauDeux lignes de valeurs sont écrites l'une au-dessus de l'autre : les masses 1, 3, 5 et 8 kilogrammes, et les prix correspondants 7, 21, 35 et 56 dirhams. Une flèche relie chaque masse à son prix et porte la même indication, multiplier par 7.Masse (kg)1358Prix (DH)7213556× 7× 7× 7× 7coefficient de proportionnalité : 7 DH par kilogramme
Le coefficient de proportionnalité dans un tableau. Dans un tableau de proportionnalité, on passe de la première ligne à la seconde en multipliant toujours par le même nombre : ce nombre est le coefficient de proportionnalité, ici 7 dirhams par kilogramme.

Le tableau de proportionnalité et son coefficient

Propriété

Calculer le coefficient

Dans un tableau de proportionnalité, le coefficient s'obtient en divisant une valeur de la seconde ligne par la valeur correspondante de la première : k=213=7. Le résultat est le même quelle que soit la colonne choisie, et c'est précisément ce qui caractérise la proportionnalité.

y=k×xetk=yx
Le coefficient k relie les deux lignes du tableau, dans les deux sens.

Propriété

Deux propriétés utiles

Dans un tableau de proportionnalité, on peut additionner deux colonnes pour en obtenir une troisième, et on peut multiplier une colonne par un nombre. Si 3 kg coûtent 21 DH et 5 kg coûtent 35 DH, alors 8 kg coûtent 21+35=56 DH.

Compléter un tableau

Un tableau de proportionnalité contient les colonnes (4;10) et (6;?). Trouver la valeur manquante.

  1. Le coefficient vaut k=104=2,5.
  2. La valeur cherchée vaut donc 6×2,5=15.
  3. On pouvait aussi remarquer que 6=4+2 et que la colonne (2;5) est la moitié de la première : 10+5=15.

Remarque

Le coefficient a souvent un sens concret : ici 2,5, dans l'exemple des oranges 7 DH par kilogramme. Lui donner son nom, « prix par kilogramme », aide à vérifier qu'on ne l'a pas calculé à l'envers.

Comment reconnaître une situation de proportionnalité ?

Méthode

Tester la proportionnalité d'un tableau

  1. Calculer le quotient de la seconde valeur par la première pour chaque colonne.
  2. Si tous les quotients sont égaux, le tableau est un tableau de proportionnalité, et ce quotient commun est le coefficient.
  3. S'il suffit d'un seul quotient différent, la situation n'est pas proportionnelle, et cette colonne est le contre-exemple à citer.

Deux tableaux à tester

Ces tableaux sont-ils des tableaux de proportionnalité ?

  1. Tableau A, colonnes (2;9), (5;22,5), (8;36) : les quotients valent 4,5, 4,5 et 4,5. Le tableau est proportionnel, de coefficient 4,5.
  2. Tableau B, colonnes (2;10), (4;18), (6;30) : les quotients valent 5, 4,5 et 5. Le deuxième diffère, donc le tableau n'est pas proportionnel.

Beaucoup de situations du quotidien ne sont pas proportionnelles, et savoir les écarter est aussi important que savoir calculer.

  • Proportionnel : le prix payé et la quantité achetée, la distance parcourue et la durée à vitesse constante, le périmètre d'un carré et la longueur de son côté.
  • Non proportionnel : l'âge d'une personne et sa taille, l'aire d'un carré et la longueur de son côté, le prix d'un taxi comportant une prise en charge fixe.

Attention

Le piège classique est l'aire du carré. Le périmètre est proportionnel au côté, puisque P=4×c. L'aire ne l'est pas : si le côté double, le périmètre double, mais l'aire est multipliée par 4.

La quatrième proportionnelle et le produit en croix

Définition

Quatrième proportionnelle : Lorsqu'on connaît trois valeurs d'un tableau de proportionnalité et qu'on cherche la quatrième, cette valeur inconnue s'appelle la quatrième proportionnelle.

Propriété

Le produit en croix

Dans un tableau de proportionnalité, les produits en croix sont égaux : si les colonnes sont (a;b) et (c;d), alors a×d=b×c.

ab=cd    a×d=b×c
Le produit en croix transforme une égalité de quotients en une égalité de produits, bien plus facile à résoudre.
Le produit en croixUn tableau à deux lignes et deux colonnes contient 4 et 10 cahiers sur la première ligne, 26 dirhams et un prix inconnu x sur la seconde. Deux flèches se croisent en diagonale entre les quatre cases : elles relient 4 à x et 26 à 10, et indiquent que les deux produits obtenus sont égaux.Cahiers410Prix (DH)26x4 × x = 26 × 10 = 260donc x = 260 ÷ 4 = 65 DH
Le produit en croix. Dans un tableau de proportionnalité, les produits en croix sont égaux : si 4 cahiers coûtent 26 dirhams, alors 4 × x = 26 × 10, donc x = 260 ÷ 4 = 65 dirhams.

Méthode

Calculer une quatrième proportionnelle

  1. Ranger les quatre valeurs dans un tableau à deux lignes et deux colonnes, en respectant les grandeurs.
  2. Écrire l'égalité des produits en croix.
  3. Isoler l'inconnue en divisant par le nombre qui la multiplie.

Exemple guidé

Si 4 cahiers coûtent 26 DH, combien coûtent 10 cahiers ?

  1. Le tableau a pour colonnes (4;26) et (10;x).
  2. Produit en croix : 4×x=26×10=260.
  3. Donc x=2604=65 DH.
  4. Vérification par le coefficient : un cahier coûte 26÷4=6,50 DH, et 10×6,50=65 DH.

Remarque

Le passage par l'unité, ici le prix d'un seul cahier, est souvent la méthode la plus sûre. Le produit en croix est plus rapide, mais il exige de ranger correctement le tableau au départ.

Les pourcentages

Définition

Pourcentage : Un pourcentage est une proportion exprimée sur 100 : t % signifie t100. Appliquer t % à une quantité revient donc à la multiplier par t100.

t % de N=N×t100
Un pourcentage n'est rien d'autre qu'un coefficient de proportionnalité écrit sur cent.

Appliquer un pourcentage

Calculer 15 % de 240 DH.

  1. 240×15100=3600100=36 DH.
  2. Autre chemin : 10 % de 240 valent 24, et 5 % en valent la moitié, soit 12. Total : 24+12=36 DH.
Quinze pour cent d'une quantitéUne bande représentant 240 dirhams est partagée en vingt parts égales, chacune valant 5 pour cent du total. Les trois premières parts sont coloriées : elles représentent 15 pour cent de la somme, soit 36 dirhams.240 DH, soit 100 %36 DH, soit 15 %240 × 15 ÷ 100 = 36
Quinze pour cent d'une quantité. Appliquer un pourcentage à une quantité, c'est la multiplier par ce pourcentage sur cent : 15 % de 240 DH valent 240 × 15 ÷ 100 = 36 DH.

Méthode

Augmenter ou diminuer d'un pourcentage

  1. Calculer d'abord le montant de l'augmentation ou de la réduction, en appliquant le pourcentage à la valeur de départ.
  2. Ajouter ce montant pour une augmentation, le soustraire pour une réduction.

Une hausse et une baisse

Un article coûte 350 DH. Calculer son prix après une hausse de 20 %, puis le prix d'un article à 80 DH après une remise de 25 %.

  1. Hausse : 350×20100=70 DH, donc le nouveau prix est 350+70=420 DH.
  2. Remise : 80×25100=20 DH, donc le prix payé est 8020=60 DH.

Méthode

Calculer un pourcentage à partir de deux nombres

  1. Former le quotient de la partie par le total.
  2. Multiplier ce quotient par 100 pour l'exprimer en pourcentage.

Quel pourcentage ?

Dans une classe de 40 élèves, 18 sont inscrits au club de sport. Quel pourcentage cela représente-t-il ?

  1. 1840=0,45.
  2. 0,45×100=45, donc 45 % des élèves sont inscrits.

Attention

Un pourcentage se rapporte toujours à un total précis : 50 % d'une classe de 30 élèves et 50 % d'une classe de 40 élèves ne représentent pas le même nombre d'élèves. Deux pourcentages ne se comparent que s'ils portent sur le même total.

Les échelles

Définition

Échelle : L'échelle d'un plan ou d'une carte est le quotient d'une distance mesurée sur le document par la distance réelle correspondante, les deux exprimées dans la même unité. Une échelle de 1200000 signifie que 1 cm sur la carte représente 200000 cm dans la réalité.

eˊchelle=distance sur le plandistance reˊelle
Les deux distances doivent impérativement être converties dans la même unité avant de former le quotient.
Une échelle relie la carte au terrainUne courte double flèche représente 3,5 centimètres mesurés sur une carte. Une double flèche beaucoup plus longue représente les 7 kilomètres correspondants sur le terrain. Une flèche courbe reliant les deux porte l'indication multiplier par 200 000.3,5 cm sur la carte7 km sur le terrain× 200 0001 cm sur la carte représente 200 000 cm, soit 2 km
Une échelle relie la carte au terrain. L'échelle d'une carte est le quotient d'une distance sur le document par la distance réelle correspondante : à l'échelle 1/200 000, un centimètre sur la carte représente 200 000 centimètres, soit 2 kilomètres.

De la carte au terrain

Sur une carte à l'échelle 1200000, deux villes sont distantes de 3,5 cm. Quelle est la distance réelle ?

  1. 3,5×200000=700000 cm.
  2. On convertit : 700000 cm =7000 m =7 km.

Du terrain au plan

Un terrain mesure 48 m de long. Quelle longueur le représente sur un plan à l'échelle 1400 ?

  1. 48 m =4800 cm.
  2. 4800÷400=12 cm.

Remarque

Une échelle inférieure à 1 correspond à une réduction, ce qui est le cas de toutes les cartes. Une échelle supérieure à 1 correspond à un agrandissement, comme le dessin d'un composant électronique.

La vitesse moyenne

Définition

Vitesse moyenne : La vitesse moyenne d'un mobile est le quotient de la distance parcourue par la durée du parcours. C'est le coefficient de proportionnalité entre la durée et la distance, lorsque l'on suppose l'allure régulière.

v=dtd=v×tt=dv
Une seule relation, lue dans les trois sens selon la grandeur cherchée.

Attention

Les unités doivent être cohérentes : une vitesse en km/h exige une distance en kilomètres et une durée en heures. Une durée de 1 h 30 min s'écrit 1,5 h et non 1,30 h.

Trois calculs de vitesse

Un car parcourt 90 km en 1 h 30 min. Un train roule à 120 km/h pendant 2,5 h. Une voiture parcourt 240 km à 80 km/h.

  1. Vitesse du car : 1 h 30 min =1,5 h, donc v=901,5=60 km/h.
  2. Distance du train : d=120×2,5=300 km.
  3. Durée du trajet en voiture : t=24080=3 h.

Méthode

Convertir une durée en heures décimales

  1. Diviser le nombre de minutes par 60.
  2. Ajouter le résultat au nombre d'heures.
  3. Ainsi 2 h 15 min donnent 15÷60=0,25, soit 2,25 h.

La représentation graphique d'une situation de proportionnalité

Propriété

Reconnaître la proportionnalité sur un graphique

Une situation est proportionnelle si et seulement si les points du graphique sont alignés sur une droite qui passe par l'origine du repère. Les deux conditions sont nécessaires : des points alignés sur une droite ne passant pas par l'origine ne traduisent pas une proportionnalité.

La représentation graphique d'une situation proportionnelleDans un repère, l'axe horizontal porte les masses d'oranges en kilogrammes et l'axe vertical les prix en dirhams. Les points correspondant à 1 kilogramme pour 7 dirhams, 3 kilogrammes pour 21 dirhams et 5 kilogrammes pour 35 dirhams sont alignés sur une droite qui passe par l'origine du repère.0123456071421283542masse (kg)prix (DH)les points sont alignés avec l'origine
La représentation graphique d'une situation proportionnelle. Une situation est proportionnelle si et seulement si les points de son graphique sont alignés sur une droite qui passe par l'origine du repère : les deux conditions sont nécessaires.

Le taxi

Un taxi facture 8 DH de prise en charge, puis 4 DH par kilomètre. La situation est-elle proportionnelle ?

  1. Pour 1 km : 8+4=12 DH. Pour 2 km : 8+8=16 DH. Pour 5 km : 8+20=28 DH.
  2. Les quotients valent 12, 8 et 5,6 : ils ne sont pas égaux, donc la situation n'est pas proportionnelle.
  3. Sur le graphique, les points sont bien alignés, mais la droite coupe l'axe vertical en 8 et non en 0 : c'est la prise en charge qui casse la proportionnalité.
SituationProportionnelle ?Pourquoi
Prix et quantité achetéeouichaque kilogramme coûte le même prix
Périmètre et côté d'un carréouiP=4×c
Aire et côté d'un carrénonle côté doublé quadruple l'aire
Prix d'un taxi et distancenonla prise en charge est fixe
Âge et taillenonla croissance n'est pas régulière
Savoir écarter une situation non proportionnelle est aussi utile que savoir calculer un coefficient.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que la proportionnalité ?

Deux grandeurs sont proportionnelles lorsqu'on passe de l'une à l'autre en multipliant toujours par le même nombre, appelé coefficient de proportionnalité. Si 3 kg d'oranges coûtent 21 DH, le coefficient vaut 7 DH par kilogramme, et 5 kg coûtent donc 35 DH.

Comment savoir si un tableau est un tableau de proportionnalité ?

On calcule, pour chaque colonne, le quotient de la valeur du bas par celle du haut. Si tous les quotients sont égaux, le tableau est proportionnel et ce quotient commun est le coefficient. Un seul quotient différent suffit à conclure que la situation n'est pas proportionnelle.

Comment utiliser le produit en croix ?

Dans un tableau de proportionnalité de colonnes (a;b) et (c;d), on a a×d=b×c. Pour trouver une valeur inconnue, on écrit cette égalité puis on divise par le nombre qui multiplie l'inconnue. Par exemple, si 4 cahiers coûtent 26 DH, alors 4×x=26×10, donc x=65 DH pour 10 cahiers.

Comment calculer un pourcentage d'une quantité ?

Appliquer t % à une quantité N revient à calculer N×t100. Ainsi 15 % de 240 DH valent 36 DH. Pour trouver un pourcentage à partir de deux nombres, on divise la partie par le total puis on multiplie par 100.

Que signifie une échelle de 1200000 ?

Elle signifie que 1 cm mesuré sur la carte représente 200000 cm dans la réalité, c'est-à-dire 2 km. Pour passer de la carte au terrain, on multiplie par 200000 ; pour passer du terrain à la carte, on divise, après avoir converti les deux distances dans la même unité.

Pourquoi le prix d'un taxi n'est-il pas proportionnel à la distance ?

Parce que la prise en charge est un montant fixe, payé quelle que soit la distance. Avec 8 DH de prise en charge et 4 DH le kilomètre, une course de 1 km revient à 12 DH le kilomètre et une course de 5 km à 5,6 DH le kilomètre : le quotient n'est pas constant. Sur un graphique, les points restent alignés mais la droite ne passe pas par l'origine.

Comment calculer le coefficient de proportionnalité ?

On divise une valeur de la seconde ligne du tableau par la valeur correspondante de la première : k=213=7. Le résultat est le même quelle que soit la colonne choisie, et c'est précisément ce qui caractérise un tableau de proportionnalité.

Comment calculer une quatrième proportionnelle ?

On range les quatre valeurs dans un tableau à deux lignes, on écrit l'égalité des produits en croix, puis on isole l'inconnue. Si 4 cahiers coûtent 26 DH, alors 4×x=26×10=260, donc 10 cahiers coûtent x=260÷4=65 DH.

Comment reconnaître une situation de proportionnalité sur un graphique ?

Les points doivent être alignés et la droite doit passer par l'origine du repère. Les deux conditions sont nécessaires : des points alignés sur une droite qui coupe l'axe vertical ailleurs qu'en zéro, comme le prix d'un taxi avec sa prise en charge, ne traduisent pas une proportionnalité.

Comment calculer une vitesse moyenne ?

On divise la distance parcourue par la durée du parcours, en gardant des unités cohérentes. Un car qui parcourt 90 km en 1 h 30 min roule à v=901,5=60 km/h, car 1 h 30 min s'écrit 1,5 h et non 1,30 h.

Quiz : 20 questions sur ce chapitre

20 questions tirées au hasard parmi les 40 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.

Q1Deux grandeurs sont proportionnelles lorsque :

Exercices corrigés

30 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.

Exercice 1

Facile

Ces tableaux sont-ils des tableaux de proportionnalité ?

  1. Colonnes (2;9), (5;22,5), (8;36).
  2. Colonnes (2;10), (4;18), (6;30).

Correction

1. Les quotients valent 92=4,5, 22,55=4,5 et 368=4,5. Ils sont tous égaux : le tableau est proportionnel, de coefficient 4,5.

2. Les quotients valent 5, 4,5 et 5. Le deuxième diffère des autres : le tableau n'est pas proportionnel.

Exercice 2

Facile

Donner le coefficient de proportionnalité de chaque tableau.

  1. 3 kg coûtent 21 DH.
  2. 4 m de tissu coûtent 70 DH.
  3. 8 stylos coûtent 28 DH.

Correction

1. k=213=7 DH par kilogramme.

2. k=704=17,50 DH par mètre.

3. k=288=3,50 DH par stylo.

Exercice 3

Facile

Un tableau de proportionnalité relie la masse en kilogrammes au prix en dirhams. On sait que 4 kg coûtent 10 DH.

  1. Calculer le coefficient.
  2. Combien coûtent 6 kg ?
  3. Combien coûtent 10 kg ?

Correction

1. k=104=2,5 DH par kilogramme.

2. 6×2,5=15 DH.

3. 10×2,5=25 DH.

Exercice 4

Facile

Calculer la valeur de x dans chaque égalité.

  1. 46=x9
  2. 3x=1220
  3. x7=1521

Correction

1. 6×x=4×9=36, donc x=6.

2. 12×x=3×20=60, donc x=5.

3. 21×x=7×15=105, donc x=5.

Exercice 5

Facile

Quatre cahiers coûtent 26 DH.

  1. Combien coûte un cahier ?
  2. Combien coûtent 10 cahiers ?

Correction

1. 26÷4=6,50 DH.

2. 10×6,50=65 DH.

Exercice 6

Facile
  1. Calculer 15 % de 240.
  2. Calculer 20 % de 350.
  3. Calculer 25 % de 80.
  4. Calculer 50 % de 126.

Correction

1. 240×15100=36.

2. 350×20100=70.

3. 80×25100=20.

4. 126÷2=63.

Exercice 7

Facile

Relier chaque pourcentage à la fraction correspondante.

  1. 50 %
  2. 25 %
  3. 20 %
  4. 10 %

Correction

1. 50 %=12, soit la moitié.

2. 25 %=14, soit le quart.

3. 20 %=15, soit le cinquième.

4. 10 %=110, soit le dixième.

Exercice 8

Facile
  1. Un car parcourt 180 km en 3 h. Quelle est sa vitesse moyenne ?
  2. Un train roule à 120 km/h pendant 2 h. Quelle distance parcourt-il ?
  3. Une voiture parcourt 240 km à 80 km/h. Combien de temps met-elle ?

Correction

1. v=1803=60 km/h.

2. d=120×2=240 km.

3. t=24080=3 h.

Exercice 9

Facile

Écrire chaque durée en heures décimales.

  1. 1 h 30 min
  2. 2 h 15 min
  3. 45 min
  4. 3 h 20 min

Correction

1. 30÷60=0,5, donc 1,5 h.

2. 15÷60=0,25, donc 2,25 h.

3. 45÷60=0,75 h.

4. 20÷600,333, donc environ 3,33 h.

Attention

1 h 30 min s'écrit 1,5 h et jamais 1,30 h : les minutes se comptent sur 60, pas sur 100.

Exercice 10

Facile
  1. Sur une carte à l'échelle 1100000, que représente 1 cm ?
  2. Et 4 cm ?

Correction

1. 1 cm représente 100000 cm, soit 1000 m, soit 1 km.

2. 4 cm représentent 4 km.

Exercice 11

Moyen

Dire si chaque situation relève de la proportionnalité, et justifier.

  1. Le prix payé et la quantité d'essence achetée.
  2. L'âge d'un élève et sa taille.
  3. Le périmètre d'un carré et la longueur de son côté.
  4. L'aire d'un carré et la longueur de son côté.

Correction

1. Proportionnel. Chaque litre coûte le même prix, donc le prix s'obtient en multipliant le volume par ce prix unitaire.

2. Non proportionnel. Un enfant de 10 ans ne mesure pas le double d'un enfant de 5 ans, et la croissance s'arrête à l'âge adulte.

3. Proportionnel. P=4×c : le coefficient est 4.

4. Non proportionnel. A=c×c. Pour c=2, l'aire vaut 4 ; pour c=4, elle vaut 16, soit quatre fois plus alors que le côté n'a fait que doubler.

Exercice 12

Moyen

Une recette pour 4 personnes demande 500 g de farine, 3 œufs et 40 cl de lait.

  1. Quelles quantités faut-il pour 8 personnes ?
  2. Quelles quantités faut-il pour 6 personnes ?
  3. Quelles quantités faut-il pour 10 personnes ?

Correction

1. On double : 1000 g de farine, 6 œufs et 80 cl de lait.

2. Le coefficient vaut 64=1,5 : 750 g de farine, 4,5 œufs (soit 4 ou 5 en pratique) et 60 cl de lait.

3. Le coefficient vaut 2,5 : 1250 g de farine, 7,5 œufs et 100 cl de lait, soit 1 litre.

Remarque

Le calcul est proportionnel, la cuisine ne l'est pas toujours : un nombre d'œufs se compte en entiers, et c'est le cuisinier qui arrondit.

Exercice 13

Moyen
  1. Un article coûte 350 DH et augmente de 20 %. Quel est son nouveau prix ?
  2. Un article coûte 80 DH et bénéficie d'une remise de 25 %. Quel est le prix payé ?
  3. Un salaire de 4500 DH augmente de 6 %. Quel est le nouveau salaire ?

Correction

1. Hausse : 350×20100=70 DH. Nouveau prix : 350+70=420 DH.

2. Remise : 80×25100=20 DH. Prix payé : 8020=60 DH.

3. Hausse : 4500×6100=270 DH. Nouveau salaire : 4770 DH.

Exercice 14

Moyen
  1. Dans une classe de 40 élèves, 18 font du sport. Quel pourcentage cela représente-t-il ?
  2. Sur 250 candidats, 200 ont réussi. Quel est le pourcentage de réussite ?
  3. Un article passe de 200 DH à 150 DH. Quel est le pourcentage de réduction ?

Correction

1. 1840=0,45, donc 45 %.

2. 200250=0,8, donc 80 %.

3. La baisse vaut 200150=50 DH. Rapportée au prix de départ : 50200=0,25, soit 25 %.

Attention

Une réduction se calcule toujours par rapport au prix de départ, jamais par rapport au prix d'arrivée.

Exercice 15

Moyen

Une carte est à l'échelle 1200000.

  1. Deux villes sont distantes de 3,5 cm sur la carte. Quelle est la distance réelle en kilomètres ?
  2. Deux autres villes sont réellement distantes de 50 km. Quelle distance les sépare sur la carte ?

Correction

1. 3,5×200000=700000 cm, soit 7000 m, soit 7 km.

2. 50 km =5000000 cm. Sur la carte : 5000000÷200000=25 cm.

Exercice 16

Moyen

Un plan est dessiné à l'échelle 1400. Une pièce y mesure 3 cm sur 4 cm.

  1. Quelles sont les dimensions réelles de la pièce ?
  2. Quelle est son aire réelle ?
  3. Un couloir mesure réellement 48 m. Quelle est sa longueur sur le plan ?

Correction

1. 3×400=1200 cm =12 m, et 4×400=1600 cm =16 m.

2. 12×16=192 m².

3. 48 m =4800 cm, donc 4800÷400=12 cm sur le plan.

Remarque

Les longueurs se divisent par 400, mais les aires, elles, se divisent par 400×400 : l'aire sur le plan vaut 3×4=12 cm², bien loin de 192 m² divisés par 400.

Exercice 17

Moyen

La distance entre Casablanca et Marrakech est d'environ 240 km.

  1. Un car roule à 80 km/h. Combien de temps met-il ?
  2. Un train met 2 h 30 min. Quelle est sa vitesse moyenne ?
  3. Une voiture part à 8 h et roule à 96 km/h. À quelle heure arrive-t-elle ?

Correction

1. t=24080=3 h.

2. 2 h 30 min =2,5 h, donc v=2402,5=96 km/h.

3. t=24096=2,5 h, soit 2 h 30 min. Elle arrive donc à 10 h 30.

Exercice 18

Moyen

Compléter ce tableau de proportionnalité dont la première ligne est la durée en heures et la seconde la distance en kilomètres.

Colonnes connues : (2;150) et (5;?), (?;600), (0,5;?).

Correction

Le coefficient vaut 1502=75 : le mobile parcourt 75 km par heure.

Pour 5 h : 5×75=375 km.

Pour 600 km : 600÷75=8 h.

Pour 0,5 h : 0,5×75=37,5 km.

Exercice 19

Moyen

Un taxi facture 8 DH de prise en charge, puis 4 DH par kilomètre parcouru.

  1. Calculer le prix d'une course de 1 km, de 2 km, puis de 5 km.
  2. La situation est-elle proportionnelle ? Justifier.
  3. Que faudrait-il changer pour qu'elle le devienne ?

Correction

1. 1 km : 8+4=12 DH. 2 km : 8+8=16 DH. 5 km : 8+20=28 DH.

2. Les quotients valent 121=12, 162=8 et 285=5,6 : ils diffèrent, donc la situation n'est pas proportionnelle.

3. Il suffirait de supprimer la prise en charge. Le prix vaudrait alors 4 DH par kilomètre, et le tableau serait proportionnel de coefficient 4.

Exercice 20

Moyen

Deux marchands vendent le même riz :

  • Marchand A : 3 kg pour 42 DH.
  • Marchand B : 5 kg pour 67,50 DH.
  1. Calculer le prix au kilogramme chez chacun.
  2. Quel marchand est le moins cher ?
  3. Combien économise-t-on en achetant 10 kg chez le moins cher ?

Correction

1. Chez A : 42÷3=14 DH/kg. Chez B : 67,50÷5=13,50 DH/kg.

2. Le marchand B est le moins cher, de 0,50 DH par kilogramme.

3. Sur 10 kg : 10×0,50=5 DH d'économie. On paie 135 DH au lieu de 140 DH.

Exercice 21

Moyen

Dire, pour chaque description de graphique, si la situation est proportionnelle.

  1. Les points sont alignés sur une droite passant par l'origine.
  2. Les points sont alignés sur une droite qui coupe l'axe vertical en 5.
  3. Les points ne sont pas alignés.

Correction

1. Oui. Les deux conditions sont réunies.

2. Non. Les points sont bien alignés, mais la droite ne passe pas par l'origine : il existe une part fixe, comme la prise en charge d'un taxi.

3. Non. Sans alignement, il ne peut y avoir de coefficient constant.

Exercice 22

Moyen

Trois amis se partagent un gain de 960 DH proportionnellement à leur mise : 2 DH, 3 DH et 5 DH.

  1. Quelle est la mise totale ?
  2. Combien reçoit chacun ?
  3. Vérifier que le total est correct.

Correction

1. 2+3+5=10 DH.

2. Le coefficient vaut 96010=96 : le premier reçoit 2×96=192 DH, le deuxième 3×96=288 DH, le troisième 5×96=480 DH.

3. 192+288+480=960 DH.

Exercice 23

Difficile

Un manteau coûte 600 DH. Le magasin applique une première remise de 20 %, puis une seconde remise de 10 % sur le prix déjà réduit.

  1. Calculer le prix après la première remise.
  2. Calculer le prix final.
  3. La remise totale est-elle de 30 % ? Justifier.
  4. Quel pourcentage de remise a réellement été accordé ?

Correction

1. Remise : 600×20100=120 DH. Prix intermédiaire : 600120=480 DH.

2. Seconde remise : 480×10100=48 DH. Prix final : 48048=432 DH.

3. Non. Une remise de 30 % donnerait 600180=420 DH, ce qui est inférieur aux 432 DH réellement payés. La seconde remise ne porte pas sur 600 DH mais sur 480 DH.

4. La remise totale vaut 600432=168 DH, soit 168600=0,28, c'est-à-dire 28 %.

Remarque

Les pourcentages ne s'additionnent pas quand ils s'appliquent successivement : chacun se calcule sur un total différent.

Exercice 24

Difficile

Un car effectue Rabat-Fès, soit 200 km, à la vitesse moyenne de 80 km/h, puis Fès-Oujda, soit 340 km, à 85 km/h.

  1. Calculer la durée de chaque étape.
  2. Calculer la durée totale du trajet.
  3. Calculer la vitesse moyenne sur l'ensemble du trajet.
  4. Cette vitesse moyenne est-elle la moyenne des deux vitesses ? Commenter.

Correction

1. Première étape : 20080=2,5 h. Seconde étape : 34085=4 h.

2. Durée totale : 2,5+4=6,5 h.

3. Distance totale : 200+340=540 km. Vitesse moyenne : 5406,583,1 km/h.

4. La moyenne des deux vitesses vaudrait 80+852=82,5 km/h, ce qui n'est pas le résultat trouvé. La vitesse moyenne se calcule toujours sur la distance totale et la durée totale, jamais en moyennant les vitesses, car les deux étapes n'ont pas la même durée.

Exercice 25

Difficile

Un épicier mélange 3 kg de thé à 120 DH le kilogramme avec 2 kg de thé à 95 DH le kilogramme.

  1. Calculer le prix total du mélange.
  2. Calculer le prix au kilogramme du mélange.
  3. Ce prix est-il la moyenne de 120 et 95 ? Expliquer.
  4. Quelle masse de thé à 95 DH faudrait-il ajouter aux 3 kg initiaux pour obtenir un mélange à 110 DH le kilogramme ?

Correction

1. 3×120+2×95=360+190=550 DH.

2. La masse totale vaut 5 kg, donc le prix au kilogramme vaut 5505=110 DH.

3. La moyenne simple serait 120+952=107,50 DH. Le résultat est plus élevé parce qu'il y a davantage de thé cher que de thé bon marché : la moyenne doit être pondérée par les masses.

4. Le mélange à 110 DH est justement celui de la question 2 : il faut donc ajouter 2 kg. On peut le vérifier : chaque kilogramme cher apporte 10 DH au-dessus de 110, chaque kilogramme bon marché 15 DH en dessous, et 3×10=2×15=30.

Exercice 26

Difficile

Une citerne de 1800 litres se remplit en 45 minutes avec un premier robinet.

  1. Quel est le débit de ce robinet, en litres par minute ?
  2. Combien de temps faut-il pour remplir 600 litres ?
  3. Un second robinet, deux fois moins rapide, est ouvert seul. Combien de temps met-il à remplir la citerne ?
  4. Les deux robinets sont ouverts ensemble. Combien de temps faut-il alors ?

Correction

1. 180045=40 litres par minute.

2. 60040=15 minutes.

3. Son débit vaut 20 litres par minute, donc il lui faut 180020=90 minutes.

4. Ensemble, les débits s'additionnent : 40+20=60 litres par minute. La citerne est alors remplie en 180060=30 minutes.

Remarque

Ce sont les débits qui s'additionnent, jamais les durées : 45 et 90 minutes ne donnent rien d'utile si on les additionne ou si on en prend la moyenne.

Exercice 27

Difficile

Dire si chaque affirmation est vraie ou fausse, et le justifier.

  1. Si les points d'un graphique sont alignés, la situation est proportionnelle.
  2. Une hausse de 10 % suivie d'une baisse de 10 % ramène au prix de départ.
  3. L'aire d'un carré est proportionnelle à la longueur de son côté.
  4. Sur une carte au 150000, 2 cm représentent 1 km.

Correction

1. Faux. Il faut de plus que la droite passe par l'origine. Le prix d'un taxi avec prise en charge donne des points alignés sans proportionnalité.

2. Faux. Un article à 100 DH passe à 110 DH, puis la baisse de 10 % porte sur 110 DH et vaut 11 DH : le prix final est 99 DH.

3. Faux. A=c×c : quand le côté double, l'aire quadruple. C'est le périmètre, et non l'aire, qui est proportionnel au côté.

4. Vrai. 2×50000=100000 cm, soit 1000 m, soit 1 km.

Exercice 28

Difficile

Un agriculteur récolte 8,4 tonnes de blé sur un champ de 3 hectares.

  1. Calculer le rendement, en tonnes par hectare.
  2. Quelle récolte peut-il espérer sur 7 hectares au même rendement ?
  3. Il vend le blé 3200 DH la tonne. Quelle recette tire-t-il des 7 hectares ?
  4. Ses charges s'élèvent à 9500 DH par hectare. Le champ de 7 hectares est-il rentable ?

Correction

1. 8,43=2,8 tonnes par hectare.

2. 7×2,8=19,6 tonnes.

3. 19,6×3200=62720 DH.

4. Les charges valent 7×9500=66500 DH, ce qui dépasse la recette de 62720 DH. Le champ n'est pas rentable : la perte s'élève à 3780 DH.

Exercice 29

Difficile

Sur un plan, un stade mesure 8 cm de long. Le stade réel mesure 120 m.

  1. Convertir la longueur réelle en centimètres.
  2. Calculer l'échelle du plan.
  3. Sur ce plan, quelle est la largeur d'une pelouse large de 75 m ?
  4. Une piste dessinée sur 2,4 cm mesure combien en réalité ?

Correction

1. 120 m =12000 cm.

2. L'échelle vaut 812000=11500 : 1 cm sur le plan représente 1500 cm, soit 15 m.

3. 75 m =7500 cm, donc 7500÷1500=5 cm sur le plan.

4. 2,4×1500=3600 cm, soit 36 m.

Exercice 30

Difficile

Une sortie est organisée pour 60 élèves. Le car coûte 3600 DH, l'entrée du site 25 DH par élève, et l'établissement prend en charge 15 % du coût total.

  1. Calculer le coût total de la sortie.
  2. Calculer la part prise en charge par l'établissement.
  3. Quelle somme chaque élève doit-il payer ?
  4. Si finalement seuls 50 élèves participent, le car restant au même prix, quelle somme chaque élève devra-t-il payer ?

Correction

1. Entrées : 60×25=1500 DH. Coût total : 3600+1500=5100 DH.

2. 5100×15100=765 DH.

3. Reste à payer : 5100765=4335 DH, soit 433560=72,25 DH par élève.

4. Entrées : 50×25=1250 DH. Coût total : 3600+1250=4850 DH. Prise en charge : 4850×15100=727,50 DH. Reste : 4850727,50=4122,50 DH, soit 4122,5050=82,45 DH par élève.

Remarque

Le coût par élève augmente alors que le coût total diminue : le prix du car, qui est fixe, se partage entre moins de participants. C'est exactement ce qui empêche cette situation d'être proportionnelle.