Proportionnalité
Données et probabilités Cours de mathématiques de 6e (sixième) · chapitre 15 · Situations de proportionnalité · Échelle
Version interactive : dans l'application, les points des figures se déplacent, les figures se construisent pas à pas à la règle et au compas et un quiz s'invente à chaque essai.
Ouvrir le chapitre interactifmenu_book Le cours
Situations de proportionnalité
Grandeurs proportionnelles
Exemple : le côté et le périmètre d'un carré
La longueur du côté et le périmètre d'un carré sont des grandeurs proportionnelles : le périmètre d'un carré s'obtient en multipliant la longueur de son côté par 4. Le coefficient de proportionnalité est donc 4.
Contre-exemple : la chute d'un ballon
Voici la distance parcourue par un ballon en chute libre. En 1 seconde, il parcourt 5 m, donc le coefficient serait 5. En 2 secondes, il parcourt 20 m, donc le coefficient serait 10. Ces deux coefficients sont différents : la durée de chute et la distance parcourue ne sont donc pas proportionnelles.
Tableau de proportionnalité
Exemple : la consommation d'une voiture
À la vitesse de 70 km/h, une voiture consomme 5 L aux 100 km. La consommation de carburant et la distance parcourue sont proportionnelles.
À cette vitesse, quand la voiture parcourt une distance de 1 km, elle consomme 0,05 L (5 L : 100). On peut regrouper ces résultats dans un tableau de proportionnalité :
| Distance parcourue (en km) | 100 | 1 | 15 |
| Consommation (en L) | 5 | 0,05 | 7 |
À cette vitesse, la consommation en litres de carburant est égale au produit du nombre de kilomètres parcourus par 0,05, qui est le coefficient de proportionnalité.
Dans cette situation, ce coefficient permet de calculer la consommation à partir de la distance parcourue : par exemple, pour 15 km, la consommation sera L.
Règle 2Exemple : la confiture de kiwis
2 kg de kiwis contiennent 64 g de sucre, et 5 kg de kiwis contiennent 160 g de sucre. Détermine la masse de sucre contenue dans 7 kg puis dans 13 kg de kiwis.
On résume ces données dans un tableau de proportionnalité :
| Masse de kiwis (en kg) | 2 | 5 | 15 | 7 | 13 |
| Masse de sucre (en g) | 64 | 160 | 480 | 224 | 416 |
- On obtient d'abord la colonne 15 kg en multipliant la colonne 5 kg par 3 : .
- 7 kg = 2 kg + 5 kg, donc la masse de sucre pour 7 kg est g.
- 13 kg = 15 kg − 2 kg, donc la masse de sucre pour 13 kg est g.
Échelle
Une échelle s'écrit sous la forme d'une fraction : le numérateur a représente un nombre d'unités sur le plan, et le dénominateur b représente le nombre de la même unité en réalité. Par exemple, une échelle de (on dit aussi « au 1/1000e ») signifie que 1 cm sur le plan représente 1 000 cm, soit 10 m, en réalité.
Exemple : le plan de la chambre de Léa
Voici le plan de la chambre de Léa, dessiné à l'échelle . Quelle est la longueur réelle de la chambre, sachant qu'elle mesure 12 cm sur le plan ? Et quelle est la largeur réelle du lit, sachant qu'il mesure 6 cm sur le plan ?
Pour déterminer la longueur réelle de la chambre...
- ① on mesure la longueur sur le plan : 12 cm
- ② l'échelle est , donc 1 cm sur le plan représente 25 cm en réalité, donc 12 cm représentent cm
La longueur réelle de la chambre est donc 300 cm, soit 3 m.
Pour déterminer la largeur réelle du lit...
- ① on mesure la largeur sur le plan : 6 cm
- ② l'échelle est , donc 6 cm représentent cm
La largeur réelle du lit est donc 150 cm, soit 1,5 m.
On peut récapituler ceci dans un tableau :
| Distance sur le plan (en cm) | 1 | 12 | 6 |
| Distance réelle (en cm) | 25 | 300 | 150 |
draw Méthode
Dans l'application, cette méthode est animée étape par étape (règle, équerre, compas, rapporteur).
Grandeur et unité
DéfinitionPar exemple, une température est une grandeur, et elle peut s'exprimer dans l'unité °C (degré Celsius).
Jeu : associe chaque grandeur à son unité
0 / 6 paires trouvées.
Évolution d'une grandeur
MéthodeExemple : une voiture consomme 5 L pour parcourir 100 km. Quelle est sa consommation pour 250 km ?
Autre méthode : l'association dans un tableau
MéthodeExemple : on connaît les paires (5 ; 100) et (3 ; 60). On cherche la valeur de B associée à A = 8.
Autre exemple : toujours avec (5 ; 100) et (3 ; 60), on cherche cette fois la valeur de A associée à B = 40.
edit Exercices et rédaction
Rédaction type : « Utiliser la proportionnalité »
Exercices
| Masse (kg) | 2 | 5 | 7 |
| Prix (€) | 6 | … | … |
public Maths & la vie
Dans l'application, ces activités sont interactives : on dessine, on écoute, on joue.
Maths et cuisine
Adapter une recette
Les plus vieilles recettes du monde… babyloniennes
Les plus anciennes recettes écrites que l'on connaisse ont près de 4 000 ans : ce sont des tablettes d'argile de Mésopotamie (l'Irak actuel), conservées à l'université Yale, aux États-Unis. On y lit des recettes de ragoûts. Les Babyloniens étaient aussi de grands calculateurs : ils comptaient en base 60, et c'est d'eux que viennent nos 60 minutes dans une heure… et nos minuteurs de cuisine !
Une livre ici, une autre livre là-bas
Avant la Révolution française, chaque région avait ses unités : la livre, l'once, la pinte… et une livre de Paris ne pesait pas autant qu'une livre de Lyon ! En 1795, le système métrique définit le gramme comme la masse d'un centimètre cube d'eau, et le litre comme le volume d'un décimètre cube. Une même recette peut enfin être refaite partout à l'identique.
« Une pincée », « un verre », « gros comme un œuf »
Pendant longtemps, les livres de cuisine donnaient des quantités approximatives. En 1896, l'Américaine Fannie Farmer publie un livre de recettes à Boston où toutes les mesures sont précises et prises « à ras bord ». On la surnomme « la mère des mesures exactes ». Aujourd'hui encore, les recettes américaines utilisent des tasses (les cups) et des cuillères… et des degrés Fahrenheit.
Fahrenheit, Celsius et le thermostat
L'Allemand Daniel Fahrenheit invente son échelle de température en 1724 : l'eau y gèle à 32 °F et bout à 212 °F. Le Suédois Anders Celsius propose la sienne en 1742… mais à l'envers : 0 pour l'eau qui bout et 100 pour la glace ! L'échelle est retournée peu après sa mort, pour devenir celle que nous utilisons. Sur les fours français, le thermostat donne à peu près la température divisée par 30 : thermostat 6, c'est environ 180 °C.
Le quatre-quarts : une recette en fractions
Le quatre-quarts breton porte son nom de sa recette : quatre ingrédients, chacun un quart de la pâte. Beurre, sucre, farine et œufs ont exactement la même masse. Pas besoin de livre de recettes : il suffit de peser les œufs !
Combien de pizzas différentes ?
Une pizzeria propose 8 garnitures. Pour chacune, on a deux choix : on la met ou non. Il y a donc 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 256 pizzas différentes (en comptant la pizza nature). Avec 20 garnitures, il y en aurait plus d'un million : à chaque garniture en plus, le nombre de pizzas double !
Maths et sciences
À quelle distance est l'orage ?
Archimède et la couronne du roi (vers 250 avant J.-C.)
Le roi de Syracuse soupçonne son orfèvre d'avoir mélangé de l'argent à l'or de sa couronne. Il demande au savant Archimède de le vérifier… sans abîmer la couronne. Selon la légende, Archimède trouve la solution dans son bain, en voyant l'eau monter quand il s'y plonge, et court dans la rue en criant « Eurêka ! » (j'ai trouvé !). En plongeant la couronne dans l'eau, on mesure son volume ; si elle était en or pur, elle déplacerait autant d'eau qu'un lingot d'or de même masse. La couronne déplaçait plus d'eau : l'orfèvre avait triché !
Ératosthène mesure la Terre avec une ombre (vers 240 avant J.-C.)
À Syène, en Égypte, le jour le plus long de l'année, le Soleil éclaire le fond des puits à midi : il est exactement au-dessus. Le même jour, à Alexandrie, plus au nord, un bâton vertical fait une petite ombre : les rayons du Soleil arrivent avec un angle d'environ 7°, un cinquantième de tour complet. Ératosthène en déduit que le tour de la Terre mesure 50 fois la distance d'Alexandrie à Syène : environ 40 000 km. C'est presque la vraie valeur !
Archimède compte les grains de sable de l'Univers
Combien faudrait-il de grains de sable pour remplir tout l'Univers ? Dans un petit livre, L'Arénaire, Archimède invente une façon d'écrire des nombres immenses, en les regroupant par « myriades de myriades ». Il trouve un nombre qui s'écrit avec un 1 suivi de 63 zéros !
Galilée, la bille et le pendule
Vers 1583, à la cathédrale de Pise, le jeune Galilée observe un lustre qui se balance et mesure ses oscillations avec son pouls : elles durent toujours le même temps, qu'elles soient grandes ou petites. Plus tard, avec ses billes sur un plan incliné, il découvre que en deux fois plus de temps, la bille parcourt quatre fois plus de distance. Galilée écrit que le grand livre de la nature « est écrit dans la langue des mathématiques ».
Coups de canon pour mesurer la vitesse du son (1738)
Comment mesurer la vitesse du son ? En 1738, des savants de l'Académie des sciences tirent au canon, la nuit, entre Montmartre et Montlhéry, près de Paris. De l'autre côté, on voit l'éclair du canon tout de suite et on chronomètre le temps avant d'entendre la détonation. Ils trouvent environ 337 mètres par seconde, très proche de la valeur d'aujourd'hui : 340 mètres par seconde dans l'air.
Le mètre, mesuré sur la Terre (1792-1799)
Pendant la Révolution, les astronomes Delambre et Méchain mesurent pendant sept ans la distance entre Dunkerque et Barcelone, avec des triangles. But : définir une unité de longueur valable pour tous, le mètre, égal à un dix-millionième de la distance entre le pôle Nord et l'équateur. Le litre et le kilogramme en découlent : un litre, c'est un cube de 10 cm de côté ; un kilogramme, la masse d'un litre d'eau.
Pour s'entraîner : quiz générés à chaque essai, figures manipulables et constructions animées.
Faire le quiz