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MATHÉMATIQUES : PROPORTIONNALITÉ Séquence Niveau : V Conditions de travail : Face à face ou autoformation Pré requis : Niveau VI Support : Livret papier Sommaire I. TABLEAU DE PROPORTIONNALITÉ ......................................................................3 A. NOTION DE PROPORTIONNALITÉ ..................................................................3 B. COEFFICIENT DE PROPORTIONNALITÉ ........................................................5 C. LE PRODUIT EN CROIX ....................................................................................6 II. CONVERSION DES MONNAIES .............................................................................7 III. LES ÉCHELLES .......................................................................................................8 A. NOTION D’ÉCHELLE .........................................................................................8 B. DÉFINITION .......................................................................................................9 C. Agrandissement ou réduction .............................................................................9 IV. VITESSE ................................................................................................................ 12 A. Vitesse moyenne .............................................................................................. 12 B. Conversion ....................................................................................................... 13 C. Vitesses et mouvement uniforme ..................................................................... 13 V. POURCENTAGE .................................................................................................... 14 A. Prendre le pourcentage d’une valeur................................................................ 14 B. Trouver le pourcentage .................................................................................... 15 VI. FONCTION LINÉAIRE ........................................................................................... 16 VII. LES INDICES ......................................................................................................... 19 VIII. Exercices d’application proportionnalité ................................................................. 21 IX. PROPRIÉTÉS DES PROPORTIONS .................................................................. 24 X. PARTAGES PROPORTIONNELS.......................................................................... 25 XI. Exercices d’application : partage proportionnel ...................................................... 26 XII. L'INTÉRÊT SIMPLE ............................................................................................... 28 A. Définition........................................................................................................... 28 B. LA DURÉE DU PLACEMENT........................................................................... 28 C. CALCUL DE L'INTÉRÊT SIMPLE .................................................................... 29 D. LA VALEUR ACQUISE ..................................................................................... 30 APP Nice Cagnes 1/30 14/04/15 09 PROPORTIONNALITÉ RECOMMANDATIONS Il est conseillé de : • faire les exercices sur des feuilles de classeur • rédiger les solutions des exercices • justifier tous les calculs • noter les unités • encadrer les résultats par un cadre rouge • corriger immédiatement chaque exercice et demander de l’aide si on n’identifie pas l’origine de l’erreur • classer soigneusement ses feuilles dans un classeur en fin de séance. Il est impératif de soigner la présentation et de noter : • la référence du dossier, • le numéro de la page, • le numéro de l’exercice, ceci afin de faciliter la correction. APP Nice Cagnes 2/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ I. TABLEAU DE PROPORTIONNALITÉ A. NOTION DE PROPORTIONNALITÉ Exemple 1 : Le tableau suivant indique les quantités d’ingrédients nécessaires pour préparer des crêpes pour 2, 4, 6 ou 8 personnes : ère 1 Nombre de personnes Farine Œufs Lait Sucre colonne ème 2 colonne ème 3 colonne ème 4 colonne 2 250 g 3 4 500 g 6 6 750 g 9 8 1 000 g 12 50 cl 40 g 100 cl 80 g 150 cl 120 g 200 cl 160 g Examinons la 1ère colonne et la 2ème colonne de ce tableau. Nous constatons que : 4 personnes = 2 x 2 personnes Pour obtenir les quantités d’ingrédients nécessaires pour 4 personnes, nous avons dû multiplier par 2 (doubler) les quantités d’ingrédients nécessaires pour 2 personnes. Nous avons ainsi obtenu : 1ère colonne x 2 = 2ème colonne 250 g de farine 3 œufs 50 cl de lait 40 g de sucre x2= x2= x2= x2= C’est-à-dire : 500 g de farine 6 œufs 100 cl de lait 80 g de sucre De même pour la 3ème colonne : 6 personnes = 3 x 2 personnes Pour obtenir les quantités d’ingrédients nécessaires pour 6 personnes, nous avons dû multiplier par 3 (tripler) les quantités d’ingrédients nécessaires pour 2 personnes. Nous avons ainsi obtenu : 1ère colonne x 3 = 3ème colonne 250 g de farine 3 œufs 50 cl de lait 40 g de sucre x3= x3= x3= x3= C’est-à-dire : 750 g de farine 9 œufs 150 cl de lait 120 g de sucre Enfin pour obtenir les quantités d’ingrédients nécessaires pour 8 personnes, nous devons multiplier par 4 les quantités d’ingrédients nécessaires pour 2 personnes. APP Nice Cagnes 3/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Nous obtenons ainsi : 1ère colonne C’est-à-dire : 250 g de farine 3 œufs 50 cl de lait 40 g de sucre x 4 = 4ème colonne x4= x4= x4= x4= 1 000 g de farine 12 œufs 200 cl de lait 160 g de sucre En résumé, nous pouvons dire que : les quantités d’ingrédients sont proportionnelles au nombre de personnes. En effet, lorsque : le nombre de personnes est multiplié par 2, les quantités sont aussi multipliées par 2 le nombre de personnes est multiplié par 3, les quantités sont aussi multipliées par 3 le nombre de personnes est multiplié par 4, les quantités sont aussi multipliées par 4 le nombre de personnes est multiplié par 5, les quantités sont aussi multipliées par 5 et ainsi de suite… Exemple 2 : Considérons deux suites de nombres : * 1ère suite : (2 ; 5 ; 10 ; 25) * 2ème suite : (3 ; 7,5 ; 15 ; 37,5) Calculer les rapports suivants : 3 7.5 = 1,5 = 1,5 2 5 15 = 1,5 10 37.5 = 1,5 25 On constate que ce rapport est constant. Les deux suites de nombres considérées sont des suites de nombres proportionnels. Exercice 1. La consommation d'essence est-elle proportionnelle à la distance parcourue ? Justifiez votre réponse. Distance parcourue en kilomètres Nombre de litres d'essence 100 200 300 400 6 12 18 24 Exercice 2. Le prix est-il proportionnel à la masse ? Justifiez votre réponse. Masse en kg Prix payé en € APP Nice Cagnes 2 13 5 32.5 4/30 12 78 20 110 50 200 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ B. COEFFICIENT DE PROPORTIONNALITÉ Exemple : Le salaire d'un employé est donné par le tableau ci-dessous : x 56 Nombre d'heures de travail 1 2 5 30 Salaire en Euros 56 112 280 1680 : 56 Il est possible de passer de la première ligne à la deuxième ligne en x par 56. Le nombre 56 représente le coefficient de proportionnalité. Calcul du coefficient de proportionnalité : 56 112 280 1680 = = = = 56 1 2 5 30 Exercice 3. Quel est le coefficient de proportionnalité des suites des exercices 1 et 2 Exercice 4. a) La valeur de y est-elle proportionnelle à celle de x ? b) Calculer le coefficient de proportionnalité. x y 1 2.5 2 5 3 7.5 4 10 5 12.5 6 15 Exercice 5. La rémunération d'un représentant est proportionnelle à son chiffre d'affaire. Compléter le tableau : Mois Décembre Chiffre d’affaire Salaire APP Nice Cagnes 6 000 Janvier Février 50 000 75 000 5 000 5/30 Mars Avril 85 000 4 000 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ C. LE PRODUIT EN CROIX Dans un tableau proportionnel de quatre valeurs, les produits des valeurs en diagonales sont égaux, on appelle cela les produits en croix. Nous pouvons déduire de 3 des valeurs la quatrième, il s'agit de la règle de trois. Le produit en croix est une application de la proportionnalité. Il va nous permettre de répondre à des questions telles que : s'il faut 3 kg de peinture pour couvrir 12 m². Quelle masse de peinture M faut-il pour couvrir 36 m² ? Ce que je connais Ce que c’est Ce que je cherche kg 3 kg M Surface 12 m² 36 m² ATTENTION : il faut garder la même unité sur toute la ligne. M x 12 = 3 x 36 M (Masse de peinture pour couvrir 36 m²) = 3 x Exercice 6. Calculer les produits en croix ci-dessous : 36 12 = 3 x 3 = 9 kg 2 10 5 ? 7.5 ? 5 9 ? 6.6 12 11 85 2 ? 3.2 Exercice 7. Un piéton parcourt 350 mètres en 6 minutes. Combien parcourt-il en 30 minutes ? (s'il continue à marcher bien sûr !…) Ce que c’est Ce que je connais Ce que je cherche Mètres Minutes APP Nice Cagnes 6/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ II. CONVERSION DES MONNAIES On appelle change, l'opération qui consiste à échanger une certaine quantité de monnaie d'un pays contre l'équivalent en monnaie d'un autre pays. Les grandeurs sont proportionnelles. Exemple : Calculer en francs le prix d'une canette de boisson gazeuse coûtant actuellement 0,5 €. (taux fixé le 01/01/1999. 1 € = 6,55957 F) Ce que c’est Ce que je cherche Ce que je connais Euros (€) 1€ 0,5 € Francs (F.) 6.55957 F ? Le prix en francs est : 0,5 x 6.55957 = 3.28 F Exercice 8. Le SMIC mensuel brut pour 151heures s'élève à 1 286,09 €. (au 1er juillet 2004). Calculer le montant du SMIC mensuel brut en francs. Exercice 9. Calculer en francs le prix d’une calculatrice coûtant 40 €. Calculer en francs le prix d’un kilogramme de café coûtant 6,5 €. Calculer en francs le prix d’une voiture coûtant 9 999 €. Exercice 10. Vous voulez changer 300 € contre des dollars US. Les conditions sont les suivantes Cours de vente : 1 $ = 0,92 € Calculez combien vous allez recevoir de dollars. Ce que c’est Ce que je connais Ce que je cherche Euros (€) Dollars ($.) APP Nice Cagnes 7/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 11. Vous désirez vous rendre en Suisse et changer 500 €. Le cours est de 0,66052 € pour 1 franc suisse. Combien aurez-vous de francs suisses ? III. LES ÉCHELLES A. NOTION D’ÉCHELLE Lorsque sur un plan les distances sont proportionnelles aux distances réelles, on dit que le plan est « à l’échelle ». Le coefficient de proportionnalité permettant de passer des distances réelles aux distances sur le plan (exprimées avec la même unité) s’appelle l’échelle du plan. Sur un plan à l’échelle 1 , les distances sont 4 fois plus petites que dans la réalité. 4 1 cm sur le plan représente donc 4 cm dans la réalité. APP Nice Cagnes 8/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ B. DÉFINITION Une échelle est le rapport entre la mesure d'un objet réel et la mesure de sa représentation (carte géographique, maquette, etc.). Échelle = L'échelle est donnée : • sous forme d'une fraction: • ou sous forme décimale : Distance sur le plan Distance réelle (1/1000ème ou un millième) ; (1/5000ème ou un 5 millièmes) 1 2 = 0,5 Dire qu'un plan est à l'échelle 1/1000 signifie que 1 cm sur le plan représente 1000 cm de distance réelle ou bien que 1 m sur le plan représente 1000 m de distance réelle. Une échelle est toujours donnée sans unité. Attention : les distances doivent être exprimées dans la même unité. C. Agrandissement ou réduction Lorsque le coefficient de proportionnalité est strictement supérieur à 1 il s’agit d’un agrandissement. Lorsque le coefficient de proportionnalité est strictement compris entre 0 et 1 il s’agit d’une réduction. Exercice résolu : Sur un plan à l'échelle est 1/500ème un mur mesure 12,5 centimètres de longueur. Quelle sera sa longueur réelle ? Longueur = 12.5 cm Solution : calcul de la longueur sur le plan Ce que c’est Plan 1 cm 12,5 cm Réel 500 cm ? Longueur réelle = APP Nice Cagnes Ce que je cherche Ce que je connais 9/30 500×12,5 1 = 6250 cm = 62,50 m Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice résolu : Sur une carte de France la distance entre Paris et Nice est de 66 cm. A vol d’oiseau (en ligne droite) la distance réelle est de 798,6 km. Quelle est l’échelle de cette carte ? Solution : calcul de l’échelle : Ce que c’est Ce que je cherche Ce que je connais Plan 66 cm 1 cm Réel 79 860 000 cm 79 860 000 x 1 = 1 210 000 cm 66 1 L’échelle est donc 1 210 000 Longueur réelle = Exercice 12. a) Quelle est l'échelle d'un plan si 1 cm représente 1 m ? b) Quelle est l'échelle d'un plan si 1 cm représente 100 km ? Exercice 13. Compléter le tableau : Échelle 1/10ème 1/200ème 2 Km 100 m 1/5 000ème 1/10 000ème 1 cm sur le plan représente dans la réalité (en cm) Exercice 14. Compléter le tableau : 1 cm sur le plan représente dans la réalité 50 m 100 dam Trouver l’échelle APP Nice Cagnes 10/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 15. Sur le plan d'un village au 1/1 000ème, la mairie et l'église sont distantes de 5 cm. Calculer la distance réelle en mètres séparant ces deux édifices. Exercice 16. Voici le plan du dortoir dans une crèche. Longueur DORTOIR 1. On mesure la longueur du dortoir sur le plan et on trouve 6 cm. Ce dortoir mesure 12 mètres en réalité. Calculer l’échelle de ce plan. 2. On Mesure la largeur du dortoir sur le plan et on trouve 3 cm. En déduire la largeur réelle du dortoir. APP Nice Cagnes 11/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ IV. VITESSE A. Vitesse moyenne Définition : la vitesse moyenne d’un mobile sur un parcours est le quotient de la distance parcourue par la durée du parcours. distance parcourue v= vitesse moyenne 𝑑 𝑡 durée Attention : il faut penser à exprimer la durée en heures décimales ! Exemple : une voiture a parcouru 290 km en 3h30min. Quelle fut sa vitesse moyenne ? 290 3h30min = 3,5 h donc v = ≈ 83 km/h 3,5 Remarque : la voiture a pu parfois rouler à 50 km/h, parfois à 90 km/h sur certaines portions du trajet. A une vitesse moyenne donnée, la distance parcourue est proportionnelle à la durée du parcours. On peut donc utiliser le produit en croix pour faire des calculs de vitesse. La vitesse moyenne est alors la distance parcourue en 1 h Ce que c’est Ce que je cherche Ce que je connais Distance 290 km ? Temps 3,5 h 1h La vitesse moyenne = 290×1 3,5 ≈ 83 km/h Exercice 17. Un avion vole à une vitesse moyenne de 800 km/h pendant 7h 45min. Quelle distance parcourt-il ? A la même vitesse combien de temps lui faudra-t-il pour parcourir 9600 km ? APP Nice Cagnes 12/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ B. Conversion Une vitesse peut se mesurer en km/h ou en m/s : 1 km = 1 000 m et 1h = 3 600 s Exemple : Un piéton a une vitesse moyenne de 4,5 km/h. Quelle est sa vitesse moyenne en m/s ? 4,5 km = 4 500 m et 1h = 3 600 s Ce que c’est Ce que je cherche Ce que je connais Distance (m) 4 500 m Temps (s) 1 h = 3 600 s v= Exercice 18. 4500 3600 = 4,5 3,6 1s = 1,25 m/s La vitesse moyenne du guépard en course est de 30 m/s. Convertir en km/h. Astuce : pour convertir en km/h une vitesse donnée en m/s il faut la multiplier par 3 600 et la diviser par 1 000. Soit la multiplier par 𝟑𝟔𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎𝟎 Vitesse en km/h = Vitesse en m/s x 3,6 et Vitesse en m/s = C. Vitesses et mouvement uniforme = 3,6. Vitesse en km/h 3,6 Il peut arriver que la vitesse soit toujours la même tout le long du parcours. On parle alors de vitesse constante et de mouvement uniforme. Dans la plupart des cas, il est impossible de connaître la vitesse à chaque instant d'un trajet; de même, il est difficile d'imaginer qu'une vitesse soit rigoureusement constante. On utilise donc la notion de vitesse moyenne, et on considère alors que cette vitesse moyenne est constante sur l'ensemble du parcours. Exercice 19. Un train parcourt 196 km en 56 min. Quelle est sa vitesse en supposant qu’elle est constante ? Exercice 20. Une voiture roule pendant 3h 40 min. à la vitesse constante de 110 km/h. Quelle est la distance parcourue ? Exercice 21. Combien faudra-t-il de temps pour parcourir à pied 24 km, en marchand à la vitesse de 4,8 km/h ? APP Nice Cagnes 13/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 22. Une voiture roule à une vitesse constante v égale à 130 km/h. On dispose du tableau suivant : t (temps de parcours exprimé en heures) d (distance parcourue en kilomètres) 1 2 3 130 780 Compléter le tableau et donner une relation entre la distance d et le temps t. V. POURCENTAGE A. Prendre le pourcentage d’une valeur Dire que 5 % des élèves d’un collège sont roux c'est dire que : sur 100 élèves, 5 élèves sont roux. Le pourcentage est une grandeur proportionnelle. Il y a 360 élèves dans le collège. Combien sont roux ? On utilise donc un tableau de proportionnalité. Ce que c’est Ce que je cherche Ce que je connais Total 100 Élèves roux 5 360 Nombre d’élèves roux : 360 × 5 360×5 100 = 100 = 18 Prendre le pourcentage d’une valeur c’est multiplier la valeur par le pourcentage. Exercice 23. 60 % d’un salaire est consacré au logement. Calculer le prix du logement si le salaire est de 800 €. Exercice 24. L’emballage représente 3% de la masse totale d’un colis. Quelle est la masse de l’emballage si ce colis a une masse totale de 442 kg. APP Nice Cagnes 14/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 25. La TVA représente 19,6 % du prix hors taxe d’un produit. Calculer le montant de la TVA pour ce produit dont le prix H.T. est 1000 €. Exercice 26. Prendre 4,5 % de 20 500 €. B. Trouver le pourcentage Dans un autre établissement de 1 050 élèves, il y a 252 élèves bruns. Quel est le pourcentage d’élèves bruns ? Ce que c’est Ce que je cherche Ce que je connais Total 1 050 Élèves bruns 252 Pourcentage d’élèves bruns : 100 252×100 1050 = 24 donc 24,00 % Trouver quel pourcentage représente une quantité donnée par rapport à une quantité quantité donnée totale c’est faire le rapport quantité totale Exemple : 252 1050 = 0,24 = 24 % Exercice 27. Lors d’un examen, 329 candidats ont été admis sur 470 inscrits. Calculer le pourcentage d’admis sur le nombre d’inscrits. Exercice 28. Un fleuriste commande des fleurs à deux grossistes A et B. Grossistes Roses commandées Roses abîmées à la réception A 900 81 B 500 70 Quel grossiste parait le plus avantageux ? Pour chaque grossiste, calculer le nombre de roses abîmées pour 100 fleurs commandées. APP Nice Cagnes 15/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ VI. FONCTION LINÉAIRE Reprenons les deux suites de nombres de l’exemple 2. x 1,5 𝒙 𝒚 2 5 10 25 3 7.5 15 37,5 Traçons le graphique représentant ces suites de nombres proportionnels. On peut écrire : 3 = 1,5 x 2 7,5 = 1,5 x 5 …………37,5 = 1,5 x 25 Et par extension : 𝒚 = 𝟏, 𝟓𝒙 − 𝒚 = 𝟏, 𝟓𝒙 est l’équation de la droite qui représente les couples de nombres (𝒙 , 𝒚). C’est une fonction linéaire de coefficient 1,5. 𝒚 = 𝒂𝒙 est l’équation d’une droite. C’est une fonction linéaire. La droite qui représente une fonction linéaire passe toujours par l’origine. Le nombre 𝒂 s’appelle le coefficient de proportionnalité. Pour tout 𝒙 différent de 0, le coefficient de proportionnalité 𝒂 = 𝒚 𝒙 Propriété des fonctions linéaires : Si deux suites de nombres sont proportionnelles, alors elles sont représentées par une droite passant par l’origine (et réciproquement). Remarque : le coefficient de proportionnalité est le coefficient directeur (ou pente) de la droite. APP Nice Cagnes 16/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 APP Nice Cagnes 17/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 29. Complétez les tableaux et tracez les graphiques dans le même repère. Que remarquez-vous de la position des droites les unes par rapport aux autres ? x 0 1 2 5 7 0 1 2 5 7 0 1 2 5 7 0 1 2 5 7 0 1 2 5 7 y=1x x y=2x x y=3x x y=5x x y=0,5x Exercice 30. Tracez les graphiques correspondant aux tableaux des exercices 1 et 2. Écrire si c’est possible l’équation de la courbe représentée. A l’aide d’un des deux graphiques, donnez : − La distance parcourue pour une consommation de 20 l de carburant. − Le prix d’une masse de 10 kg. APP Nice Cagnes 18/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ VII. LES INDICES Les indices sont des nombres qui permettent de faire des comparaisons. Le calcul de l’indice permet de mesurer l’évolution du prix d’un produit à partir d’une année de référence. Exemple : l’indice des prix à la consommation était égal à 113 en 1996 (base 100 en 1990). Cet indice signifie que les prix ont augmenté de (113 – 100) % = 13 % entre 1990 et 1996. L’année de référence a toujours un indice de 100. Règle de calcul du prix à une époque t 𝑷𝒓𝒊𝒙𝒕 en fonction du prix à l’époque 0 𝑷𝒓𝒊𝒙𝟎 et de l’indice 𝑰𝒕/𝟎 : 𝑃𝑟𝑖𝑥𝑡 = Exercice résolu : 𝑃𝑟𝑖𝑥0 × 𝐼𝑡/0 100 Calculer le prix d’une plaquette de beurre de 250 g en 1990 (indice 100) coûtant 1,48 € en 1998. L’indice des prix à la consommation en 1998 est de 116. Année 1990 1998 Le prix en 1990 : Exercice résolu : Indice 100 116 Prix ? 1,48 100 x 1,48 ÷ 116 = 1,28 € Prix de vente d’un kilogramme de café en 1980 : 4,34 € Prix de vente d’un kilogramme de café en 1998 : 5,40 € Calculer l’indice du prix de vente d’un kilogramme de café en 1998, en prenant pour base le prix en 1980. Année 1980 1998 Indice 100 ? Prix 4,34 5,40 L’indice I 1998/1980 : 5,40 x 100 ÷ 4,34 = 124 (arrondi à l’unité prés) APP Nice Cagnes 19/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 31. Le prix du loyer d’un appartement type F3 en 1984 est de 363,80 €. Calculer le prix du loyer d’un appartement type F3 en 1998 si le montant du loyer est basé sur l’indice INSEE de la construction (784 en 1984 et 1058 en 1998). Année 1984 1998 Indice Prix Exercice 32. Le budget mensuel type d'une famille de 4 personnes a évolué comme suit : Année Budget en F 1974 2 630 1975 2 995 1976 3 225 1977 3 645 1978 3 990 1979 4 560 Calculer les indices simples du budget mensuel type de 1975 à 1979, base 100 en 1974 (résultats au dixième près par défaut). I 1975/1974 = I 1977/1974 = I 1979/1974 = I 1976/1974 = I 1978/1974 = Exercice 33. Compléter le tableau ci-dessous : Article A Article B Article C époque 0 19 € époque t 26 € 179,42 € 11,05 € I t/0 135 141,2 Exercice 34. Compléter le tableau ci-dessous : Époque 1970 1972 1974 1976 1978 1980 APP Nice Cagnes Prix du produit A 0,53 € 0,58 € Indice It / 1970 100 112 0,61 € 126 0,69 € 20/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 35. Un commerçant achète en 1982 une machine dont le prix brut hors taxe s’élève à 686,00 €. L’indice de 1981 (base 100 en 1978) était 132 et l’indice de 1982 est 136,5. Calculer le prix de la machine en 1981. VIII. Exercices d’application proportionnalité Exercice 36. 1. Une voiture roule à 85 km/h ; donner sa vitesse en mètres par seconde. (m/s) 2. Le débit d’une rivière est 27 m3 par seconde (m3 /s). Comment s ‘exprime ce débit en litres par minute ? 3. Un cycliste parcourt 13 km en 16 min. Quelle est sa vitesse en km/h ? 4. Une isolation thermique permet de réduire les frais de chauffage de 12%. Quelle était la dépense avant isolation si l’on paye après 649,44 €. Exercice 37. Sur une carte de l’I.G.N. au 1/25 000, la distance d correspond à une distance D sur le terrain. 1. Exprimer d en fonction de D , puis D en fonction de d. 2. A quelle distance sur le terrain correspond une distance de 12 cm sur la carte ? 3. A quelle distance sur la carte correspond une distance sur le terrain de 1,8 km ? Exercice 38. La masse d’un mètre d’un certain fil de fer est de 30 g. 1. Déterminer et représenter graphiquement l’application linéaire exprimant la masse en fonction de la longueur du fil. 2. Montrer comment sur ce graphique on peut lire la masse de 5 mètres de fil. 3. Montrer comment sur ce graphique on peut lire la longueur d’un fil pesant 235 g. Exercice 39. Une automobile consomme 6 litres d’essence pour parcourir 100 km à la vitesse de 90 km/h. On désigne par d la distance parcourue et par x la quantité d’essence utilisée. 1. Calculer la consommation d’essence pour 1 km. 2. Calculer la distance parcourue avec 1 litre d’essence. 3. Représenter graphiquement l’application linéaire donnant la distance en fonction de la quantité d’essence utilisée. 4. Montrer sur ce graphique la distance que l’on peut parcourir avec 14 litres. Montrer sur ce graphique la quantité d’essence nécessaire pour parcourir 420 km. APP Nice Cagnes 21/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 40. 1) Avant la mise en service du T.G.V,le train le plus rapide sur la ligne Paris-Lyon (511km) roulait à une vitesse moyenne de 146 km/h. a)Quelle était la durée du parcours ? b) Quelle était la distance parcourue en 3 h ? 4 2) Maintenant, le trajet en T.G.V ne dure que deux heures sur la nouvelle ligne qui est moins longue de 87 km. Quelle est la vitesse moyenne du T.G.V en km/h ?en m/s ? E A A Exercice 41. Dans une élection, un candidat a obtenu les résultats suivants : 1) Dans la commune A , il y a 2500 votants et il a obtenu 32% des voix. Quel est son nombre de voix ? 2) Dans la commune B, il a obtenu 792 voix soit 36% des voix. Quel est le nombre de votants ? 3) Dans la commune C, il a obtenu 750 voix sur 2500 votants. Quel est le pourcentage de voix obtenues ? Exercice 42. Pleins d’essence A une station service, le litre d’essence 98 sans plomb est affiché au prix de 1,05 euros. a) Reproduire et compléter le tableau suivant : Nombre de litres d’essence X 10 20 30 40 50 Montant en euros Y Noter aussi le coefficient de proportionnalité. b) Trouvez l’équation de la droite et tracez la. APP Nice Cagnes 22/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 43. Consommation en électricité, prix à payer. Sachant que le prix du kWh consommé est de 0,12 € : a) Reproduire et compléter le tableau : x y Périodes Consommation (kWh) Janv/Fév. Mars/Avril Mai/Juin Juillet/Août Sept/Oct. Nov/Déc. 840 620 460 380 540 700 Prix facturé (€) b) Montrer que ces grandeurs sont proportionnelles. c) Les représenter sur un graphique (Échelle : 2 cm pour 100 kWh, 2 cm pour 10 €) en plaçant les couples (x ; y) du tableau. d) Comment les points sont situés les uns par rapport aux autres ? e) Joindre tous les points consécutifs. Passe-t-on par l'origine 0 des axes ? De quel type de fonction s’agit-il ? Exercice 44. Un automobiliste roule à la vitesse moyenne de 90 km/h. a) Reproduire et compléter le tableau suivant, où d est la distance parcourue en kilomètres et t le temps exprimé en heure. t en heures 0,5 1 2 2,5 5 d en kilomètres b) Représenter ces données dans un graphique. c) Exprimer la distance d en fonction du temps. (Équation de la droite). APP Nice Cagnes 23/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ IX. PROPRIÉTÉS DES PROPORTIONS Exemple : Soient les suites de nombres suivantes : (9 ; 18) et (3,6 ; 7,2) Calculons 9 et 3,6 18 , nous trouvons le même résultat : 2,5 7,2 Donc ces deux rapports sont égaux. Nous pouvons donc écrire : Cette égalité s'appelle une proportion. Définition : 𝒂 Une proportion est égalité de deux rapports : 𝒃 = 9 3,6 = 18 7,2 𝒄 𝒅 Première propriété des proportions : le produit des extrêmes est égal au produit des moyens : Si Exemple : 𝒂 𝒃 = 𝒄 𝒅 alors a x d = b x c Le produit des extrêmes vaut : 9 x 7,2 = 64,8 Le produit des moyens vaut : 18 x 3,6 = 64,8 9 x 7,2 = 18 x 3,6 = 64,8 Deuxième propriété des proportions : Si la suite de nombres (a, b et c) est proportionnelle aux nombres (2 ,3 et 4), nous pouvons écrire : 𝒂 𝒃 𝒄 𝒂+𝒃+𝒄 𝒂+𝒃+𝒄 = = = = 𝟐 𝟑 𝟒 𝟐+𝟑+𝟒 𝟗 Exemple : Considérons la proportion 9 3,6 = Donc APP Nice Cagnes 18 7,2 = 2,5 et 3,6 = 9 18 7,2 = 9+18 3,6+7,2 9+18 3,6+7,2 24/30 9 3,6 = = et 18 , 7,2 27 10,8 = 2,5 27 10,8 = 2,5 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 45. Vérifier que les nombres (9 ; 7) et (4,5 ; 3,5) forment une proportion et dans le cas où c’est vrai, vérifier les deux propriétés Même question pour : (10 ; 3) et (15 ; 4,5). X. PARTAGES PROPORTIONNELS Exemple : On souhaite partager entre trois personnes une somme de 1 360 € proportionnellement aux nombres 3, 5 et 8. On appelle a, b et c les trois parts. D'après la deuxième propriété des suites proportionnelles : 𝒂 𝒃 𝒄 𝒂+𝒃+𝒄 𝒂+𝒃+𝒄 = = = = 𝟏𝟔 𝟑 𝟓 𝟖 𝟑+𝟓+𝟖 De plus on sait que a +b + c = 1 360 € D’où 𝒂 𝒃 𝒄 𝒂+𝒃+𝒄 = 𝟓 = 𝟖 = 𝟑+𝟓+𝟖 = 𝟑 Donc : 𝒂 𝟑 𝒃 𝟓 𝒄 𝟖 𝒂+𝒃+𝒄 = 85 a = 85 x 3 = 255 € 𝟏𝟔 = 𝟏𝟑𝟔𝟎 𝟏𝟔 = 85 = 85 b = 85 x 5 = 425 € = 85 c = 85 x 8 = 680 € Exercice 46. Une société partage 100 000 € de bénéfice proportionnellement aux parts des associés : 500 000 €, 600 000 €, 800 000 €. Quelle est la part de chacun ? Exercice 47. Quatre personnes ont acheté en commun un studio en montagne coûtant 499 200 €. Quelle somme devra payer chaque propriétaire si leur participation est proportionnelle au nombre de semaines d'occupation du studio : 4, 9, 12 et 27 semaines ? APP Nice Cagnes 25/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 48. Un employeur partage une prime de 24 960 € entre ses 5 salariés proportionnellement à leur ancienneté. Calculer la prime de chaque salarié. Salarié Ancienneté A 2 B 4 C 6 D 8 E 10 Exercice 49. Le périmètre d'un triangle est 105 m. Calculer les longueurs x, y, z, des côtés de ce triangle sachant que la suite des côtés (x, y, z) est proportionnelle à la suite des nombres (3, 5, 7). Compléter le tableau ci-dessous : Calculer le coefficient de proportionnalité. Calculer x, y, z. x y z 3 5 7 périmètre 15 XI. Exercices d’application : partage proportionnel Exercice 50. Un chef d'entreprise partage une prime de fin d'année d'un montant de 8 000 € entre 3 employés, Mr CHOSE, Madame MACHIN et Mr BIDULE proportionnellement à leur ancienneté de service. Sachant qu'ils ont respectivement une ancienneté de 13 ans, 8 ans et 19 ans, calculer la prime de chacun. Exercice 51. 3 ménagères ont fait venir de Marseille un colis de savon qui revient à 150 €. Que devra payer chaque ménagère sachant que la 1ère a pris 20 kg de savon, la 2ème 16 kg et la 3ème 44 kg ? APP Nice Cagnes 26/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 52. Deux cultivateurs veulent faire transporter un même nombre de sacs de pommes de terre, le premier à 20 km, le second à 28 km. Dans ce but, ils louent une voiture à frais communs et le voiturier réclame 86,40 € pour le transport. Combien chaque cultivateur doit-il payer ? Exercice 53. Quatre parieurs, jean, Pierre, Paul et Jacques ont gagné en jouant aux courses de chevaux. La somme de leurs mises est égale à 200 €. Sachant que les gains sont proportionnels aux mises, calculer les mises de chacun. On donne: Gain de Jean: 10 000 €. Gain de Pierre: 6 250 €. Gain de Paul: la moitié de celui de Jean. Gain de Jacques: 3 750 €. Exercice 54. 3 communes s'entendent pour faire construire un pont à frais communs et répartissent la dépense proportionnellement au nombre de leurs habitants. Le devis du pont qui s'élevait à 19 020 € a subi une majoration de 5 %. Sachant que la première commune compte 149 habitants, la seconde 257 et la troisième 862, quelle sera la part contributive de chacune d'elles ? Exercice 55. 3 petits cultivateurs achètent en commun une moissonneuse-lieuse pour le prix de 4 200,00 €. Comme ils paient comptant on leur fait une remise de 6 %. Ils règlent leur achat proportionnellement à l'importance de leurs exploitations. Le premier possède 5 ha, le 2ème 7 ha et le 3ème autant que les 2 premiers réunis. Combien chacun doit-il payer ? APP Nice Cagnes 27/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ XII. L'INTÉRÊT SIMPLE A. Définition L'intérêt simple est le revenu d'une somme d'argent prêtée ou placée (à la banque par exemple). Le montant de l'intérêt dépend : - de la somme placée appelée : Capital - de la durée du placement - du taux d'intérêt (par exemple 10 % signifie que 100 € placés pendant 1 an vont rapporter 10 € d'intérêts). B. LA DURÉE DU PLACEMENT L'usage est d'employer l'année commerciale : 12 x 30 jours = 360 jours (au lieu de 365 j) Mais, si une date est exprimée d'une date à une autre, on compte les mois pour leur valeur réelle. Exemple : Durée de placement depuis le 20 mai jusqu'au 25 juillet. en mai : 31 - 20 = 11 jours en juin : en juillet : Total 11 jours + 1 = = = = 12 jours 30 jours 25 jours 67 jours Exercice 56. Calculer la durée d'un placement depuis le 2 août jusqu'au 28 octobre. APP Nice Cagnes 28/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ C. CALCUL DE L'INTÉRÊT SIMPLE 1 - La durée du placement est exprimée en années : I = C x t x a I C t a = = = = intérêt capital taux du placement exprimé en % nombre d'années Exemple : Calculer l'intérêt produit par un capital de 6 000 € placé à 4,5 % pendant 2 ans. I = C x t x a I = 6 000 x 4,5 x 2 100 I = 540 € Exercice 57. Calculer l'intérêt produit par un capital de 1 000 € placé à 15 % pendant 3 ans. 2 - La durée du placement est exprimée en mois : I = I C t m = = = = CxtXm 12 intérêt capital taux du placement exprimé en % nombre de mois Exercice 58. Calculer l'intérêt produit par un capital de 2 500 € placé à 17,5 % pendant 7 mois. 3 - La durée du placement est exprimée en jours : I= I C t n = = = = APP Nice Cagnes Cxtxn 360 intérêt capital taux du placement exprimé en % nombre de jours 29/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET 09 PROPORTIONNALITÉ Exercice 59. Calculer l'intérêt produit par un capital de 885 € placé à 16,5 % du 8 août au 15 septembre. Exercice 60. Un capital de 1 150 € placé à intérêts simples pendant 8 mois a produit un intérêt de 92 €. Quel était le taux de placement ? Exercice 61. Calculer le capital qui produit un intérêt de 80 € lorsqu’il est placé à 12 % pendant 240 jours. D. LA VALEUR ACQUISE A = C + I A = Valeur Acquise I = intérêt C = capital Exercice 62. Calculer la valeur acquise par un capital de 11 550 € placé à 10,5 % pendant 25 jours. Exercice 63. Calculer la valeur acquise par un capital de 550 € placé à 3,5 % pendant 4 mois. Exercice 64. La valeur acquise par un capital de 22 825 €, placé au taux de 17,6 % par an, est de 23 204,40 €. 1 - Calculer le montant de l'intérêt produit en un an. 2 - Calculer (en jours) la durée du placement correspondant à la valeur acquise de 23 204,40 €. APP Nice Cagnes 30/30 Mise à jour le 14/04/15 par BRUNO DUBONNET