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 kg d'oranges coûtent DH, alors kg en coûtent : le prix se déduit de la masse en multipliant par , quelle que soit la quantité achetée. Prix, pourcentages, échelles et vitesses sont quatre lectures de cette même règle.
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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 DH le kilogramme. Dresser le tableau des prix pour , et kg.
- Pour kg : DH.
- Pour kg : DH.
- Pour kg : DH.
- Le même nombre, , permet de passer chaque fois de la masse au prix : c'est le coefficient de proportionnalité.
| Masse (kg) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Prix (DH) |
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 : . Le résultat est le même quelle que soit la colonne choisie, et c'est précisément ce qui caractérise la proportionnalité.
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 kg coûtent DH et kg coûtent DH, alors kg coûtent DH.
Compléter un tableau
Un tableau de proportionnalité contient les colonnes et . Trouver la valeur manquante.
- Le coefficient vaut .
- La valeur cherchée vaut donc .
- On pouvait aussi remarquer que et que la colonne est la moitié de la première : .
Remarque
Le coefficient a souvent un sens concret : ici , dans l'exemple des oranges 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
- Calculer le quotient de la seconde valeur par la première pour chaque colonne.
- Si tous les quotients sont égaux, le tableau est un tableau de proportionnalité, et ce quotient commun est le coefficient.
- 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 ?
- Tableau A, colonnes , , : les quotients valent , et . Le tableau est proportionnel, de coefficient .
- Tableau B, colonnes , , : les quotients valent , et . 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 . L'aire ne l'est pas : si le côté double, le périmètre double, mais l'aire est multipliée par .
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 et , alors .
Méthode
Calculer une quatrième proportionnelle
- Ranger les quatre valeurs dans un tableau à deux lignes et deux colonnes, en respectant les grandeurs.
- Écrire l'égalité des produits en croix.
- Isoler l'inconnue en divisant par le nombre qui la multiplie.
Exemple guidé
Si cahiers coûtent DH, combien coûtent cahiers ?
- Le tableau a pour colonnes et .
- Produit en croix : .
- Donc DH.
- Vérification par le coefficient : un cahier coûte DH, et 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 : signifie . Appliquer à une quantité revient donc à la multiplier par .
Appliquer un pourcentage
Calculer de DH.
- DH.
- Autre chemin : de valent , et en valent la moitié, soit . Total : DH.
Méthode
Augmenter ou diminuer d'un pourcentage
- Calculer d'abord le montant de l'augmentation ou de la réduction, en appliquant le pourcentage à la valeur de départ.
- Ajouter ce montant pour une augmentation, le soustraire pour une réduction.
Une hausse et une baisse
Un article coûte DH. Calculer son prix après une hausse de , puis le prix d'un article à DH après une remise de .
- Hausse : DH, donc le nouveau prix est DH.
- Remise : DH, donc le prix payé est DH.
Méthode
Calculer un pourcentage à partir de deux nombres
- Former le quotient de la partie par le total.
- Multiplier ce quotient par pour l'exprimer en pourcentage.
Quel pourcentage ?
Dans une classe de élèves, sont inscrits au club de sport. Quel pourcentage cela représente-t-il ?
- .
- , donc des élèves sont inscrits.
Attention
Un pourcentage se rapporte toujours à un total précis : d'une classe de élèves et d'une classe de 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 signifie que cm sur la carte représente cm dans la réalité.
De la carte au terrain
Sur une carte à l'échelle , deux villes sont distantes de cm. Quelle est la distance réelle ?
- cm.
- On convertit : cm m km.
Du terrain au plan
Un terrain mesure m de long. Quelle longueur le représente sur un plan à l'échelle ?
- m cm.
- cm.
Remarque
Une échelle inférieure à correspond à une réduction, ce qui est le cas de toutes les cartes. Une échelle supérieure à 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.
Attention
Les unités doivent être cohérentes : une vitesse en km/h exige une distance en kilomètres et une durée en heures. Une durée de h min s'écrit h et non h.
Trois calculs de vitesse
Un car parcourt km en h min. Un train roule à km/h pendant h. Une voiture parcourt km à km/h.
- Vitesse du car : h min h, donc km/h.
- Distance du train : km.
- Durée du trajet en voiture : h.
Méthode
Convertir une durée en heures décimales
- Diviser le nombre de minutes par .
- Ajouter le résultat au nombre d'heures.
- Ainsi h min donnent , soit 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.
Le taxi
Un taxi facture DH de prise en charge, puis DH par kilomètre. La situation est-elle proportionnelle ?
- Pour km : DH. Pour km : DH. Pour km : DH.
- Les quotients valent , et : ils ne sont pas égaux, donc la situation n'est pas proportionnelle.
- Sur le graphique, les points sont bien alignés, mais la droite coupe l'axe vertical en et non en : c'est la prise en charge qui casse la proportionnalité.
| Situation | Proportionnelle ? | Pourquoi |
|---|---|---|
| Prix et quantité achetée | oui | chaque kilogramme coûte le même prix |
| Périmètre et côté d'un carré | oui | |
| Aire et côté d'un carré | non | le côté doublé quadruple l'aire |
| Prix d'un taxi et distance | non | la prise en charge est fixe |
| Âge et taille | non | la croissance n'est pas régulière |
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la proportionnalité ?
Comment savoir si un tableau est un tableau de proportionnalité ?
Comment utiliser le produit en croix ?
Comment calculer un pourcentage d'une quantité ?
Que signifie une échelle de ?
Pourquoi le prix d'un taxi n'est-il pas proportionnel à la distance ?
Comment calculer le coefficient de proportionnalité ?
Comment calculer une quatrième proportionnelle ?
Comment reconnaître une situation de proportionnalité sur un graphique ?
Comment calculer une vitesse moyenne ?
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 :
Réponse incorrecte
C'est la définition même : ce nombre constant s'appelle le coefficient de proportionnalité. Deux grandeurs peuvent augmenter ensemble sans être proportionnelles, comme l'âge et la taille.
Q2Si kg d'oranges coûtent DH, combien coûtent kg ?
Réponse incorrecte
Le coefficient vaut DH par kilogramme, donc DH.
Q3Comment calcule-t-on le coefficient de proportionnalité ?
Réponse incorrecte
, et ce quotient doit donner le même résultat dans toutes les colonnes.
Q4Le tableau de colonnes , est-il proportionnel ?
Réponse incorrecte
alors que : un seul quotient différent suffit à écarter la proportionnalité.
Q5Que signifie l'égalité des produits en croix ?
Réponse incorrecte
On multiplie en diagonale : le numérateur de l'une par le dénominateur de l'autre.
Q6Dans , combien vaut ?
Réponse incorrecte
, donc . On vérifie : .
Q7Combien vaut de ?
Réponse incorrecte
. On peut aussi calculer , soit , plus , soit .
Q8 d'une quantité, c'est :
Réponse incorrecte
.
Q9Un article à DH subit une remise de . Le prix payé est :
Réponse incorrecte
La remise vaut DH, donc le prix payé est DH. DH est le montant de la remise, pas le prix.
Q10Un article à DH augmente de . Son nouveau prix est :
Réponse incorrecte
La hausse vaut DH, donc le nouveau prix est DH.
Q11Dans une classe de élèves, font du sport. Cela représente :
Réponse incorrecte
, soit .
Q12Comment s'écrit h min en heures décimales ?
Réponse incorrecte
minutes, c'est la moitié d'une heure : . Les minutes se comptent sur , jamais sur .
Q13Un car parcourt km en h min. Sa vitesse moyenne est :
Réponse incorrecte
km/h.
Q14Quelle relation donne la distance parcourue ?
Réponse incorrecte
La distance est le produit de la vitesse par la durée, avec des unités cohérentes.
Q15Une voiture parcourt km à km/h. Elle met :
Réponse incorrecte
h.
Q16Sur une carte à l'échelle , cm représente :
Réponse incorrecte
cm valent m, c'est-à-dire km.
Q17Sur une carte au , cm représentent :
Réponse incorrecte
cm, soit m, soit km.
Q18Une échelle inférieure à correspond à :
Réponse incorrecte
C'est le cas de toutes les cartes : l'objet dessiné est plus petit que l'objet réel.
Q19Sur un graphique, une situation est proportionnelle si les points sont :
Réponse incorrecte
Les deux conditions comptent. Une droite qui coupe l'axe vertical ailleurs qu'en zéro signale une part fixe.
Q20Le prix d'un taxi avec prise en charge fixe est-il proportionnel à la distance ?
Réponse incorrecte
La part fixe empêche le quotient prix par distance d'être constant : pour DH de prise en charge et DH le kilomètre, une course de km revient à DH le kilomètre et une course de km à DH le kilomètre.
Q21Le périmètre d'un carré est-il proportionnel à son côté ?
Réponse incorrecte
Le coefficient de proportionnalité est : doubler le côté double le périmètre.
Q22L'aire d'un carré est-elle proportionnelle à son côté ?
Réponse incorrecte
: pour l'aire vaut , pour elle vaut . Le quotient n'est pas constant.
Q23Une hausse de suivie d'une baisse de :
Réponse incorrecte
DH passent à DH, puis la baisse porte sur DH et vaut DH : le prix final est DH.
Q24Deux remises successives de puis équivalent à une remise de :
Réponse incorrecte
Sur DH : DH. La remise totale vaut DH sur , soit .
Q25Dans un tableau de proportionnalité, peut-on additionner deux colonnes ?
Réponse incorrecte
Si kg coûtent DH et kg coûtent DH, alors kg coûtent DH.
Q26Quatre cahiers coûtent DH. Dix cahiers coûtent :
Réponse incorrecte
Un cahier coûte DH, donc dix cahiers coûtent DH. Par produit en croix : .
Q27Comment appelle-t-on la valeur inconnue d'un tableau de proportionnalité dont on connaît les trois autres ?
Réponse incorrecte
Le produit en croix est la méthode ; la quatrième proportionnelle est le nombre cherché.
Q28Un article passe de DH à DH. La réduction est de :
Réponse incorrecte
La baisse vaut DH, rapportée au prix de départ : .
Q29Sur candidats, ont réussi. Le taux de réussite est :
Réponse incorrecte
, soit .
Q30Une recette pour personnes demande g de farine. Pour personnes, il faut :
Réponse incorrecte
Le coefficient vaut , donc g.
Q31Un plan est au . Une pièce de cm sur le plan mesure en réalité :
Réponse incorrecte
cm, soit m.
Q32Un terrain de m se dessine, au , sur :
Réponse incorrecte
m cm, et cm.
Q33Un robinet remplit litres en minutes. Son débit est :
Réponse incorrecte
litres par minute.
Q34Deux robinets de débits et L/min ouverts ensemble donnent :
Réponse incorrecte
Ce sont les débits qui s'additionnent, pas les durées.
Q35Un gain de DH est partagé proportionnellement aux mises , et . Le troisième reçoit :
Réponse incorrecte
La mise totale vaut , donc le coefficient vaut : le troisième reçoit DH.
Q36Un car fait km à km/h puis km à km/h. Sa vitesse moyenne globale est :
Réponse incorrecte
Elle se calcule sur les totaux : km/h. Moyenner les deux vitesses donnerait , ce qui est faux puisque les étapes ont des durées différentes.
Q37 kg à DH ou kg à DH : quelle offre est la moins chère au kilogramme ?
Réponse incorrecte
et : la seconde est moins chère de DH par kilogramme.
Q38Une carte au : cm représentent :
Réponse incorrecte
cm, soit m.
Q39Un mélange de kg à DH/kg et kg à DH/kg revient à :
Réponse incorrecte
Le prix total vaut DH pour kg, soit DH/kg. La moyenne simple, , ignore qu'il y a plus de thé cher que de thé bon marché.
Q40Le coût par élève d'une sortie peut-il augmenter quand le nombre de participants diminue ?
Réponse incorrecte
C'est exactement ce qui empêche cette situation d'être proportionnelle : une part du coût ne dépend pas du nombre de participants.
Votre note
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Le chapitre est à revoir en entier
Ne recommencez pas le quiz tout de suite : relisez d'abord tout le cours, en refaisant sur votre cahier chaque exemple guidé au lieu de le lire. Enchaînez avec les exercices « facile », correction masquée, puis revenez ici. C'est en une seule séance de travail que la note change.
À revoir : 20 questions manquées
Deux grandeurs sont proportionnelles lorsque :
Bonne réponseon passe de l'une à l'autre en multipliant toujours par le même nombre
C'est la définition même : ce nombre constant s'appelle le coefficient de proportionnalité. Deux grandeurs peuvent augmenter ensemble sans être proportionnelles, comme l'âge et la taille.
Si kg d'oranges coûtent DH, combien coûtent kg ?
Bonne réponse DH
Le coefficient vaut DH par kilogramme, donc DH.
Comment calcule-t-on le coefficient de proportionnalité ?
Bonne réponseen divisant une valeur de la seconde ligne par la valeur correspondante de la première
, et ce quotient doit donner le même résultat dans toutes les colonnes.
Le tableau de colonnes , est-il proportionnel ?
Bonne réponsenon,
alors que : un seul quotient différent suffit à écarter la proportionnalité.
Que signifie l'égalité des produits en croix ?
Bonne réponse équivaut à
On multiplie en diagonale : le numérateur de l'une par le dénominateur de l'autre.
Dans , combien vaut ?
Bonne réponse
, donc . On vérifie : .
Combien vaut de ?
Bonne réponse
. On peut aussi calculer , soit , plus , soit .
d'une quantité, c'est :
Bonne réponseson quart
.
Un article à DH subit une remise de . Le prix payé est :
Bonne réponse DH
La remise vaut DH, donc le prix payé est DH. DH est le montant de la remise, pas le prix.
Un article à DH augmente de . Son nouveau prix est :
Bonne réponse DH
La hausse vaut DH, donc le nouveau prix est DH.
Dans une classe de élèves, font du sport. Cela représente :
Bonne réponse
, soit .
Comment s'écrit h min en heures décimales ?
Bonne réponse h
minutes, c'est la moitié d'une heure : . Les minutes se comptent sur , jamais sur .
Un car parcourt km en h min. Sa vitesse moyenne est :
Bonne réponse km/h
km/h.
Quelle relation donne la distance parcourue ?
Bonne réponse
La distance est le produit de la vitesse par la durée, avec des unités cohérentes.
Une voiture parcourt km à km/h. Elle met :
Bonne réponse h
h.
Sur une carte à l'échelle , cm représente :
Bonne réponse km
cm valent m, c'est-à-dire km.
Sur une carte au , cm représentent :
Bonne réponse km
cm, soit m, soit km.
Une échelle inférieure à correspond à :
Bonne réponseune réduction
C'est le cas de toutes les cartes : l'objet dessiné est plus petit que l'objet réel.
Sur un graphique, une situation est proportionnelle si les points sont :
Bonne réponsealignés, la droite passant par l'origine
Les deux conditions comptent. Une droite qui coupe l'axe vertical ailleurs qu'en zéro signale une part fixe.
Le prix d'un taxi avec prise en charge fixe est-il proportionnel à la distance ?
Bonne réponsenon
La part fixe empêche le quotient prix par distance d'être constant : pour DH de prise en charge et DH le kilomètre, une course de km revient à DH le kilomètre et une course de km à DH le kilomètre.
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
FacileCes tableaux sont-ils des tableaux de proportionnalité ?
- Colonnes , , .
- Colonnes , , .
Correction
1. Les quotients valent , et . Ils sont tous égaux : le tableau est proportionnel, de coefficient .
2. Les quotients valent , et . Le deuxième diffère des autres : le tableau n'est pas proportionnel.
Exercice 2
FacileDonner le coefficient de proportionnalité de chaque tableau.
- kg coûtent DH.
- m de tissu coûtent DH.
- stylos coûtent DH.
Correction
1. DH par kilogramme.
2. DH par mètre.
3. DH par stylo.
Exercice 3
FacileUn tableau de proportionnalité relie la masse en kilogrammes au prix en dirhams. On sait que kg coûtent DH.
- Calculer le coefficient.
- Combien coûtent kg ?
- Combien coûtent kg ?
Correction
1. DH par kilogramme.
2. DH.
3. DH.
Exercice 4
FacileCalculer la valeur de dans chaque égalité.
Correction
1. , donc .
2. , donc .
3. , donc .
Exercice 5
FacileQuatre cahiers coûtent DH.
- Combien coûte un cahier ?
- Combien coûtent cahiers ?
Correction
1. DH.
2. DH.
Exercice 6
Facile- Calculer de .
- Calculer de .
- Calculer de .
- Calculer de .
Correction
1. .
2. .
3. .
4. .
Exercice 7
FacileRelier chaque pourcentage à la fraction correspondante.
Correction
1. , soit la moitié.
2. , soit le quart.
3. , soit le cinquième.
4. , soit le dixième.
Exercice 8
Facile- Un car parcourt km en h. Quelle est sa vitesse moyenne ?
- Un train roule à km/h pendant h. Quelle distance parcourt-il ?
- Une voiture parcourt km à km/h. Combien de temps met-elle ?
Correction
1. km/h.
2. km.
3. h.
Exercice 9
FacileÉcrire chaque durée en heures décimales.
- h min
- h min
- min
- h min
Correction
1. , donc h.
2. , donc h.
3. h.
4. , donc environ h.
Attention
h min s'écrit h et jamais h : les minutes se comptent sur , pas sur .
Exercice 10
Facile- Sur une carte à l'échelle , que représente cm ?
- Et cm ?
Correction
1. cm représente cm, soit m, soit km.
2. cm représentent km.
Exercice 11
MoyenDire si chaque situation relève de la proportionnalité, et justifier.
- Le prix payé et la quantité d'essence achetée.
- L'âge d'un élève et sa taille.
- Le périmètre d'un carré et la longueur de son côté.
- 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 ans ne mesure pas le double d'un enfant de ans, et la croissance s'arrête à l'âge adulte.
3. Proportionnel. : le coefficient est .
4. Non proportionnel. . Pour , l'aire vaut ; pour , elle vaut , soit quatre fois plus alors que le côté n'a fait que doubler.
Exercice 12
MoyenUne recette pour personnes demande g de farine, œufs et cl de lait.
- Quelles quantités faut-il pour personnes ?
- Quelles quantités faut-il pour personnes ?
- Quelles quantités faut-il pour personnes ?
Correction
1. On double : g de farine, œufs et cl de lait.
2. Le coefficient vaut : g de farine, œufs (soit ou en pratique) et cl de lait.
3. Le coefficient vaut : g de farine, œufs et cl de lait, soit 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- Un article coûte DH et augmente de . Quel est son nouveau prix ?
- Un article coûte DH et bénéficie d'une remise de . Quel est le prix payé ?
- Un salaire de DH augmente de . Quel est le nouveau salaire ?
Correction
1. Hausse : DH. Nouveau prix : DH.
2. Remise : DH. Prix payé : DH.
3. Hausse : DH. Nouveau salaire : DH.
Exercice 14
Moyen- Dans une classe de élèves, font du sport. Quel pourcentage cela représente-t-il ?
- Sur candidats, ont réussi. Quel est le pourcentage de réussite ?
- Un article passe de DH à DH. Quel est le pourcentage de réduction ?
Correction
1. , donc .
2. , donc .
3. La baisse vaut DH. Rapportée au prix de départ : , soit .
Attention
Une réduction se calcule toujours par rapport au prix de départ, jamais par rapport au prix d'arrivée.
Exercice 15
MoyenUne carte est à l'échelle .
- Deux villes sont distantes de cm sur la carte. Quelle est la distance réelle en kilomètres ?
- Deux autres villes sont réellement distantes de km. Quelle distance les sépare sur la carte ?
Correction
1. cm, soit m, soit km.
2. km cm. Sur la carte : cm.
Exercice 16
MoyenUn plan est dessiné à l'échelle . Une pièce y mesure cm sur cm.
- Quelles sont les dimensions réelles de la pièce ?
- Quelle est son aire réelle ?
- Un couloir mesure réellement m. Quelle est sa longueur sur le plan ?
Correction
1. cm m, et cm m.
2. m².
3. m cm, donc cm sur le plan.
Remarque
Les longueurs se divisent par , mais les aires, elles, se divisent par : l'aire sur le plan vaut cm², bien loin de m² divisés par .
Exercice 17
MoyenLa distance entre Casablanca et Marrakech est d'environ km.
- Un car roule à km/h. Combien de temps met-il ?
- Un train met h min. Quelle est sa vitesse moyenne ?
- Une voiture part à h et roule à km/h. À quelle heure arrive-t-elle ?
Correction
1. h.
2. h min h, donc km/h.
3. h, soit h min. Elle arrive donc à h .
Exercice 18
MoyenCompléter ce tableau de proportionnalité dont la première ligne est la durée en heures et la seconde la distance en kilomètres.
Colonnes connues : et , , .
Correction
Le coefficient vaut : le mobile parcourt km par heure.
Pour h : km.
Pour km : h.
Pour h : km.
Exercice 19
MoyenUn taxi facture DH de prise en charge, puis DH par kilomètre parcouru.
- Calculer le prix d'une course de km, de km, puis de km.
- La situation est-elle proportionnelle ? Justifier.
- Que faudrait-il changer pour qu'elle le devienne ?
Correction
1. km : DH. km : DH. km : DH.
2. Les quotients valent , et : ils diffèrent, donc la situation n'est pas proportionnelle.
3. Il suffirait de supprimer la prise en charge. Le prix vaudrait alors DH par kilomètre, et le tableau serait proportionnel de coefficient .
Exercice 20
MoyenDeux marchands vendent le même riz :
- Marchand A : kg pour DH.
- Marchand B : kg pour DH.
- Calculer le prix au kilogramme chez chacun.
- Quel marchand est le moins cher ?
- Combien économise-t-on en achetant kg chez le moins cher ?
Correction
1. Chez A : DH/kg. Chez B : DH/kg.
2. Le marchand B est le moins cher, de DH par kilogramme.
3. Sur kg : DH d'économie. On paie DH au lieu de DH.
Exercice 21
MoyenDire, pour chaque description de graphique, si la situation est proportionnelle.
- Les points sont alignés sur une droite passant par l'origine.
- Les points sont alignés sur une droite qui coupe l'axe vertical en .
- 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
MoyenTrois amis se partagent un gain de DH proportionnellement à leur mise : DH, DH et DH.
- Quelle est la mise totale ?
- Combien reçoit chacun ?
- Vérifier que le total est correct.
Correction
1. DH.
2. Le coefficient vaut : le premier reçoit DH, le deuxième DH, le troisième DH.
3. DH.
Exercice 23
DifficileUn manteau coûte DH. Le magasin applique une première remise de , puis une seconde remise de sur le prix déjà réduit.
- Calculer le prix après la première remise.
- Calculer le prix final.
- La remise totale est-elle de ? Justifier.
- Quel pourcentage de remise a réellement été accordé ?
Correction
1. Remise : DH. Prix intermédiaire : DH.
2. Seconde remise : DH. Prix final : DH.
3. Non. Une remise de donnerait DH, ce qui est inférieur aux DH réellement payés. La seconde remise ne porte pas sur DH mais sur DH.
4. La remise totale vaut DH, soit , c'est-à-dire .
Remarque
Les pourcentages ne s'additionnent pas quand ils s'appliquent successivement : chacun se calcule sur un total différent.
Exercice 24
DifficileUn car effectue Rabat-Fès, soit km, à la vitesse moyenne de km/h, puis Fès-Oujda, soit km, à km/h.
- Calculer la durée de chaque étape.
- Calculer la durée totale du trajet.
- Calculer la vitesse moyenne sur l'ensemble du trajet.
- Cette vitesse moyenne est-elle la moyenne des deux vitesses ? Commenter.
Correction
1. Première étape : h. Seconde étape : h.
2. Durée totale : h.
3. Distance totale : km. Vitesse moyenne : km/h.
4. La moyenne des deux vitesses vaudrait 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
DifficileUn épicier mélange kg de thé à DH le kilogramme avec kg de thé à DH le kilogramme.
- Calculer le prix total du mélange.
- Calculer le prix au kilogramme du mélange.
- Ce prix est-il la moyenne de et ? Expliquer.
- Quelle masse de thé à DH faudrait-il ajouter aux kg initiaux pour obtenir un mélange à DH le kilogramme ?
Correction
1. DH.
2. La masse totale vaut kg, donc le prix au kilogramme vaut DH.
3. La moyenne simple serait 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 DH est justement celui de la question 2 : il faut donc ajouter kg. On peut le vérifier : chaque kilogramme cher apporte DH au-dessus de , chaque kilogramme bon marché DH en dessous, et .
Exercice 26
DifficileUne citerne de litres se remplit en minutes avec un premier robinet.
- Quel est le débit de ce robinet, en litres par minute ?
- Combien de temps faut-il pour remplir litres ?
- Un second robinet, deux fois moins rapide, est ouvert seul. Combien de temps met-il à remplir la citerne ?
- Les deux robinets sont ouverts ensemble. Combien de temps faut-il alors ?
Correction
1. litres par minute.
2. minutes.
3. Son débit vaut litres par minute, donc il lui faut minutes.
4. Ensemble, les débits s'additionnent : litres par minute. La citerne est alors remplie en minutes.
Remarque
Ce sont les débits qui s'additionnent, jamais les durées : et minutes ne donnent rien d'utile si on les additionne ou si on en prend la moyenne.
Exercice 27
DifficileDire si chaque affirmation est vraie ou fausse, et le justifier.
- Si les points d'un graphique sont alignés, la situation est proportionnelle.
- Une hausse de suivie d'une baisse de ramène au prix de départ.
- L'aire d'un carré est proportionnelle à la longueur de son côté.
- Sur une carte au , cm représentent 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 DH passe à DH, puis la baisse de porte sur DH et vaut DH : le prix final est DH.
3. Faux. : quand le côté double, l'aire quadruple. C'est le périmètre, et non l'aire, qui est proportionnel au côté.
4. Vrai. cm, soit m, soit km.
Exercice 28
DifficileUn agriculteur récolte tonnes de blé sur un champ de hectares.
- Calculer le rendement, en tonnes par hectare.
- Quelle récolte peut-il espérer sur hectares au même rendement ?
- Il vend le blé DH la tonne. Quelle recette tire-t-il des hectares ?
- Ses charges s'élèvent à DH par hectare. Le champ de hectares est-il rentable ?
Correction
1. tonnes par hectare.
2. tonnes.
3. DH.
4. Les charges valent DH, ce qui dépasse la recette de DH. Le champ n'est pas rentable : la perte s'élève à DH.
Exercice 29
DifficileSur un plan, un stade mesure cm de long. Le stade réel mesure m.
- Convertir la longueur réelle en centimètres.
- Calculer l'échelle du plan.
- Sur ce plan, quelle est la largeur d'une pelouse large de m ?
- Une piste dessinée sur cm mesure combien en réalité ?
Correction
1. m cm.
2. L'échelle vaut : cm sur le plan représente cm, soit m.
3. m cm, donc cm sur le plan.
4. cm, soit m.
Exercice 30
DifficileUne sortie est organisée pour élèves. Le car coûte DH, l'entrée du site DH par élève, et l'établissement prend en charge du coût total.
- Calculer le coût total de la sortie.
- Calculer la part prise en charge par l'établissement.
- Quelle somme chaque élève doit-il payer ?
- Si finalement seuls élèves participent, le car restant au même prix, quelle somme chaque élève devra-t-il payer ?
Correction
1. Entrées : DH. Coût total : DH.
2. DH.
3. Reste à payer : DH, soit DH par élève.
4. Entrées : DH. Coût total : DH. Prise en charge : DH. Reste : DH, soit 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.
