Proportionnalité
1) Reconnaittre une situation de proportionnalité
Définition
Deux grandeurs sont proportionnelles si les valeurs de l'une s'obtiennent en multipliant les valeurs de l'autre par un même nombre, appelé coefficient de proportionnalité.
Exemple 1 :
Une situation de proportionnalité
Les sandwichs sont vendus à l'unité, du prix unitaire de 6€.
Marie achète trois sandwichs, le prix à payer est de : `3 xx 6€ = 18€`
Paul achète dix sandwichs, le prix à payer est de : `10 xx 6€ = 60€`
Le coefficient de proportionnalité est `6€`
Paul achète des sandwichs, il paye `30€`, on fait `30€` divisé par `6€` pour retrouver le nombre de sandwich acheté, ainsi il a acheté : `30 -: 6 = 5` sandwich
On peut regrouper les données dans un tableau (appelé tableau de proportionnalité):
| Nombre de sandwich | 0 | 1 | 3 | 5 | `xx 6` |
| Prix (en €) | 0 | 6 | 18 | 30 |
Si on fait la division de chaque nombre de la deuxième ligne par la première ligne, on obtient le coefficient de proportionnalité.
`6-:1=6` , `18 -:3=6` et `30-:5=6`
Exemple 2 :
Une situation de non proportionnalité
Des cartes pokémons sont vendus à l'unité 1,20€ et 10€ le paquet de 10 cartes.
Si Pierre achète 5 cartes, le prix à payer est de : `5 xx 1,20€ = 6€`
Si Pierre achète 10 cartes, le prix à payer n'est pas de : `10 xx 1,20€ = 12€` mais `10€`
| Nombre de cartes achetées | 1 | 5 | `xx 1.20` | Nombre de cartes achetées | 10 | `xx 1` |
| Prix (en €) | 1.20 | 6 | Prix (en €) | 10 |
Si on fait la division de chaque nombre de la deuxième ligne par la première ligne, on obtient pas forcément le même nombre.
`1.20-:1=1.20` , `6 -:5=1.20` et `10-:10=1`
2) Calculer une quatrième proportionnelle
Propriété
Dans un tableau proportionnalité à quatre cases,lorsqu'on connait trois valeurs, on peut calculer la quatrième valeur, appelée quatrième proportionnelle.
Méthode 1 :
Lien entre les colonnnes :
- On peut ajouter ou soustraire des colonnes pour obtenir une nouvelle colonne
- On peut multiplier ou diviser par un nombre pour obtenir une nouvelle colonne
A la cantine tous les repas sont au même prix.
Aline paye 20 repas 64€
Agathe paye 3 repas 9,60€
Combien coûtent 23 repas ? 6 repas ? 10 repas ? 49 repas ?
Solution
| `+` | |||
| Nombre de repas | 20 | 3 | `20+3=23` |
| Prix (en €) | 64 | 9,60 | `64+9,6=73,6` |
| `xx2` | ||
| Nombre de repas | 3 | 6 |
| Prix (en €) | 9,60 | 19,20 |
| `-:2` | ||
| Nombre de repas | 20 | 10 |
| Prix (en €) | 64 | 32 |
| `xx2` | `xx3` | ||||
| Nombre de repas | 20 | 40 | 3 | 9 | `40+9=49` |
| Prix (en €) | 64 | 128 | 9,60 | 28,80 | `128+28,80=156,80` |
En résumé : 23 repas pour 73€60, 6 repas pour 19€20, 10 repas pour 32€ et 49 repas pour 156€80
Méthode 2 :
Passage à l'unité :
Le retour à l'unité est parfois jusdicieux.
Mathéo marche toujours à la même vitesse
En 3h, il parcourt 12km.
Combien va t-il parcourir en 2h ? en 7h ?
Solution
Comment passer de 3h en 1h, soit on soustrait 2h (`3h-2h=1h`)ou bien on divise par 3 (`3h -:3=1h`)
Mais on ne connait pas la distance parcourut en 2h, donc la solution de la division est la bonne.
| `-:3` | |||
| Temps de marche (en h) | 3 | 1 | |
| Distance parcourue (en km) | 12 | 4 | |
| `xx 2` | |||
| Temps de marche (en h) | 1 | 2 | |
| Distance parcourue (en km) | 4 | 8 | |
| `xx 7` | |||
| Temps de marche (en h) | 1 | 7 | |
| Distance parcourue (en km) | 4 | 28 | |
En résumé : 8km en 2h et 28km en 7h
3) Utiliser une échelle
Définition
Dans une représentation à l'échelle les longueurs représentées et les longueurs réelles sont proportionnelles.
L'échelle est le coefficient de proportionnalité, elle est égale au quotient `"longueur représentée"/"longueur réelle"` où les longueurs sont exprimées dans la même unité.En d'autre terme, une unité en réelle sera représentée par la valeur de l'échelle sur le dessin.
Exemple 1:

Sur cette carte de La Réunion, le segment en bas à gauche indique : 20km et la règle 16cm
L'échelle est donc le nombre `"longueur représentée"/"longueur réelle"={16cm}/{20km}`
On convertit dans la même unité, cela donne à l'aide de la calculatrice :`{16cm}/{20km}=``{16cm}/{2000000cm}=``{16}/{2000000}=``1/125000`
Cela veut dire : 1cm représentée vaut en longueur réelle 125000cm=1,25km
Calculer la distance en vol d'oiseau (ligne droite) St-Denis/St-Benoit puis St-Denis/St-Paul
Solution
L'échelle est `1/125000`
La distance en vol d'oiseau St-Denis/St-Benoit est de 28cm en longueur représentée, elle vaut donc en réalité `28xx1,25km=35km`
La distance en vol d'oiseau St-Denis/St-Paul est de 19cm en longueur représentée, elle vaut donc en réalité `19xx1,25km=23,75km`
Exemple 2:
Quelle sera la mesure d'un carré de 100cm de coté à l'échelle `1/20`
Solution
D'après la définition de l'échelle, 1cm représentée correspond en réalité à une longueur de 20cm ou encore 1cm en réalité sera représentée par la longueur `1/20 cm`
Ainsi 100cm en realité sera représentée par la longueur `100 xx 1/20 cm=5cm`, le carré représenté aura donc comme mesure 5cm de coté.
4) Appliquer un taux de pourcentage
Définition
Un pourcentage est une proportion par rapport à 100. Il traduit une situation de proportionalité.
Exemple : Calculer le pourcentage de billes bleues dans ce sac.
Solution
D'après la définition, on se ramène proportionnellement à tout le sac à une quantité de 100.
D'où le tableau de proportionnalité, ci-dessous:
| Nombre de bille dans le sac | Bleu : 2 | Vert : 5 | Rouge : 1 | Total : 8 | `xx 12.5` |
| Pourcentage (%) | 25 | 62.5 | 12.5 | 100 |
Calcul: le coefficient de proportionnalité est `L2 -: L1 = 100 -:8 = 12.5`
Il y a donc 25% de billes bleues dans le sac.