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4e · Chapitre 6 · Proportionnalité

Proportionnalité et grandeurs quotients

30 exercices corrigés

1 Reconnaître une situation de proportionnalité

Deux grandeurs sont proportionnelles quand on obtient les valeurs de l'une en multipliant celles de l'autre par un même nombre, le coefficient de proportionnalité.

Exemple

\(1\) kg de pommes coûte \(2{,}50\) €.

Masse (kg) 1 2 4 5
Prix (€) 2,50 5 10 12,50

On passe de la 1re ligne à la 2e en multipliant par \(2{,}5\) : c'est un tableau de proportionnalité.

À retenir — le graphique

Deux grandeurs sont proportionnelles si et seulement si leur représentation graphique est formée de points alignés avec l'origine du repère.

2 Calculer une quatrième proportionnelle

Propriété — égalité des produits en croix

Dans un tableau de proportionnalité

\(a\) \(c\)
\(b\) \(d\)

on a \(a \times d = b \times c\).

Méthode — le produit en croix

\(5\) kg de pommes coûtent \(12{,}50\) €. Combien coûtent \(3\) kg ?

Masse (kg) 5 3
Prix (€) 12,50 \(x\)

\(5 \times x = 12{,}50 \times 3\), donc \(x = \dfrac{12{,}50 \times 3}{5} = 7{,}50\) €.

Astuce

Les autres méthodes (passage à l'unité, coefficient, linéarité) restent valables. Choisis la plus rapide !

3 Les pourcentages

Un pourcentage traduit une situation de proportionnalité : \(t\,\%\) signifie « \(t\) pour \(100\) ».

À retenir
  • appliquer un pourcentage : \(t\,\%\) de \(A\) \(= \dfrac{t}{100} \times A\) ;
  • calculer un pourcentage : la part \(p\) représente \(\dfrac{p}{A} \times 100\) pour cent du total \(A\) ;
  • retrouver le total : si \(t\,\%\) du total vaut \(p\), on résout \(\dfrac{t}{100} \times A = p\).
Exemples
  • \(15\,\%\) de \(240\) € : \(0{,}15 \times 240 = 36\) €.
  • \(18\) élèves sur \(24\) : \(\dfrac{18}{24} \times 100 = 75\,\%\).
  • Augmenter \(80\) € de \(15\,\%\) : \(80 + 0{,}15 \times 80 = 80 + 12 = 92\) €.
Pour aller plus loin

Contenu facultatif, non exigible.

En 3e, tu remarqueras qu'augmenter de \(15\,\%\) revient à multiplier par \(1{,}15\) (coefficient multiplicateur).

4 Les grandeurs quotients

Une grandeur quotient est obtenue en divisant deux grandeurs. Son unité s'écrit avec « / » (« par »).

La vitesse moyenne

\[v = \frac{d}{t} \qquad d = v \times t \qquad t = \frac{d}{v}\] Si \(d\) est en km et \(t\) en h, \(v\) est en km/h.

0,5 1 1,5 2 2,5 3 30 60 90 120 150 180 O Distance (km) Durée (h) en 1,5 h : 90 km d = 60 × t
À vitesse constante (60 km/h), la distance est proportionnelle à la durée : le graphique est une droite qui passe par l'origine.
Attention aux durées

\(1{,}5\) h \(= 1\) h \(30\) min (et non \(1\) h \(50\) min !). Pour convertir, on utilise \(1\) h \(= 60\) min : \(0{,}25\) h \(= 0{,}25 \times 60 = 15\) min ; \(\;40\) min \(= \dfrac{40}{60}\) h \(= \dfrac{2}{3}\) h.

Convertir une vitesse

\(36\) km/h \(= \dfrac{36\,000 \text{ m}}{3\,600 \text{ s}} = 10\) m/s. Pour passer des m/s aux km/h, on multiplie par \(3{,}6\).

D'autres grandeurs quotients
  • le débit : volume écoulé par unité de temps (L/min, m³/h, Mo/s…) ;
  • la masse volumique : masse par unité de volume (g/cm³, kg/m³) ; l'eau : \(1\) g/cm³ ;
  • la consommation d'une voiture (L/100 km), le prix au kilo (€/kg)…
Piège

La vitesse moyenne sur un trajet en deux étapes n'est pas la moyenne des deux vitesses. On divise toujours la distance totale par la durée totale.


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