Proportionnalité : corrigés des exercices de maths en 5ème.

Exercice 1 : tableau de propotionnalité
Exercice 1 :

Dans le premier tableau :
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}
\hline
7 11 13 21 25 \\
\hline
56 88 104 168 200 \\
\hline
\end{array}
\]

Vérifions si le rapport entre les valeurs est constant :
\[
\frac{56}{7} = 8, \quad \frac{88}{11} = 8, \quad \frac{104}{13} = 8, \quad \frac{168}{21} = 8, \quad \frac{200}{25} = 8
\]

Le coefficient de proportionnalité est donc \[k = 8\]. Le premier tableau est proportionnel.

Dans le deuxième tableau :
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}
\hline
4 7 3,4 12 100 \\
\hline
29,8 52,15 62,58 89 745 \\
\hline
\end{array}
\]

Vérifions si le rapport entre les valeurs est constant :
\[
\frac{29,8}{4} = 7,45, \quad \frac{52,15}{7} \approx 7,45, \quad \frac{62,58}{3,4} \approx 18,41, \quad \frac{89}{12} \approx 7,42, \quad \frac{745}{100} = 7,45
\]

Le rapport n’est pas constant. Le deuxième tableau n’est donc pas proportionnel.

Exercice 2 :

Sachant que le tableau suivant est proportionnel :
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}
\hline
3,2 8 2 3 14 \\
\hline
2,4 6, 2,7 6 \\
\hline
\end{array}
\]

Trouvons les coefficients de proportionnalité :
\[
k = \frac{2,4}{3,2} = 0,75
\]

Pour compléter les cases vides, nous devons appliquer le coefficient \[k = 0,75\] aux valeurs correspondantes dans la première ligne du tableau.

Complétons le tableau :

Pour la case correspondant à la colonne « 8 »:
\[
8 \times 0,75 = 6
\]
Pour la case correspondant à la colonne « 2 »:
\[
2 \times 0,75 = 1,5
\]
Pour la case correspondant à la colonne « 14 »:
\[
14 \times 0,75 = 10,5
\]

Ainsi, le tableau complété est :
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}
\hline
3,2 8 2 3 14 \\
\hline
2,4 6 1,5 2,25 10,5 \\
\hline
\end{array}
\]

Exercice 2 : proportionnalité et vitesse
Pour déterminer qui a rejoint l’Arcelle en premier, nous allons comparer les vitesses de Françoise et de Georges.

\[\]Calcul de la vitesse de Françoise :\[\]

Françoise parcourt une distance de 2750 mètres en 5 minutes. Nous devons convertir le temps en secondes pour avoir une vitesse en mètres par seconde.

\[
\text{Temps en secondes} = 5 \text{ minutes} \times 60 \text{ secondes par minute} = 300 \text{ secondes}
\]

\[
\text{Vitesse de Françoise} = \frac{\text{distance}}{\text{temps}} = \frac{2750 \text{ m}}{300 \text{ s}} \approx 9.17 \text{ m/s}
\]

\[\]Calcul de la vitesse de Georges :\[\]

Georges parcourt une distance de 1800 mètres en 4 minutes. Nous devons également convertir le temps en secondes.

\[
\text{Temps en secondes} = 4 \text{ minutes} \times 60 \text{ secondes par minute} = 240 \text{ secondes}
\]

\[
\text{Vitesse de Georges} = \frac{\text{distance}}{\text{temps}} = \frac{1800 \text{ m}}{240 \text{ s}} = 7.5 \text{ m/s}
\]

Pour savoir qui a rejoint l’Arcelle en premier, on peut aussi regarder directement le temps mis :

– \[\]Françoise\[\] : 5 minutes
– \[\]Georges\[\] : 4 minutes

Georges a donc rejoint l’Arcelle en premier.

Exercice 3 : proportionnalité et calculs
En mathématiques, une situation de proportionnalité entre deux grandeurs signifie que l’une est le produit de l’autre par un nombre constant (le coefficient de proportionnalité).

Examinons les forfaits proposés par la station :
– 1 jour (9h à 17h) = 30€
– 1/2 journée (à partir de 12h) = 25,50€
– 1/2 journée a.M. (à partir de 13h) = 22,50€

Pour savoir si ces tarifs représentent une situation de proportionnalité, nous devons vérifier si les tarifs pour la moitié de journée représentent effectivement la moitié du tarif pour une journée complète.

1. Calculons le tarif proportionnel pour une 1/2 journée basée sur une journée complète :

\[ \text{Tarif d’une journée complète} = 30 \, \text{€} \]
\[ \text{Tarif proportionnel d’une 1/2 journée} = \frac{30 \, \text{€}}{2} = 15 \, \text{€} \]

2. Comparons cela avec les tarifs réellement proposés pour une 1/2 journée :
– 1/2 journée (à partir de 12h) = 25,50€
– 1/2 journée a.M. (à partir de 13h) = 22,50€

Nous pouvons voir que 25,50€ et 22,50€ ne sont pas égaux à 15€. Donc, les tarifs de 1/2 journée ne sont pas proportionnels au tarif de la journée complète.

Évaluons aussi en termes d’heures :

1. Une journée complète est de 8 heures (de 9h à 17h).

2. Tarifs horaires basés sur une journée complète :
\[ \text{Tarif horaire pour une journée complète} = \frac{30 \, \text{€}}{8 \, \text{heures}} = 3,75 \, \text{€/heure} \]

3. Vérifions les tarifs horaires pour les demi-journées :
– De 12h à 17h (5 heures) pour 25,50€ :
\[ \text{Tarif horaire} = \frac{25,50 \, \text{€}}{5 \, \text{heures}} = 5,10 \, \text{€/heure} \]

– De 13h à 17h (4 heures) pour 22,50€ :
\[ \text{Tarif horaire} = \frac{22,50 \, \text{€}}{4 \, \text{heures}} = 5,625 \, \text{€/heure} \]

En conclusion, les tarifs de 1/2 journée (25,50€ et 22,50€) ne sont pas directement proportionnels au tarif de la journée complète (30€), ni en termes absolus ni en termes de tarifs horaires. Ainsi, ce cas ne traduit pas une situation de proportionnalité car les tarifs des demi-journées ne peuvent pas être obtenus en multipliant ceux d’une journée complète par un même coefficient constant.

Exercice 4 : calcul de la quatrième proportionnelle
1. Il faut 14 mailles pour fabriquer un tricot de 8 cm de largeur.
Sachant que le nombre de mailles est proportionnel à la largeur du tricot :

\[
\frac{14 \text{ mailles}}{8 \text{ cm}} = \frac{x \text{ mailles}}{36 \text{ cm}}
\]

En résolvant pour \( x \) :

\[
x = \frac{14 \times 36}{8}
\]

\[
x = \frac{504}{8}
\]

\[
x = 63 \text{ mailles}
\]

Marie a donc besoin de 63 mailles pour fabriquer un tricot de 36 cm de largeur.

2. Une règle en acier a un volume de 20 cm\(^3\) et une masse de 148 grammes.
La masse de l’acier est également proportionnelle à son volume.

La densité de l’acier est donc :

\[
\frac{148 \text{ g}}{20 \text{ cm}^3} = 7.4 \text{ g/cm}^3
\]

Pour trouver la masse d’une règle de 35 cm\(^3\) :

\[
\text{Masse} = 7.4 \text{ g/cm}^3 \times 35 \text{ cm}^3
\]

\[
\text{Masse} = 259 \text{ g}
\]

La masse d’une règle de 35 cm\(^3\) en acier est donc de 259 grammes.

Exercice 5 : tableau de proportionnalité
1°)

Nous avons un coefficient de proportionnalité de 4. Soit \( y \) le résultat que nous voulons trouver et \( x \) la valeur initiale. La relation de proportionnalité est donnée par l’équation :

\[ y = 4x \]

Pour chaque cellule du tableau :

– Première colonne : Si \( 4x = 6 \), alors \( x = \frac{6}{4} = 1.5 \)
– Troisème colonne : Si \( 4x = 0 \), alors \( x = 0 \)
– Troisième ligne, première colonne : Si \( x = 12 \), alors \( y = 4 \times 12 = 48 \)
– Troisième ligne, quatrième colonne : Si \( x = 15 \), alors \( y = 4 \times 15 = 60 \)
– Troisième ligne, dernière colonne : Si \( y = 7 \), alors \( x = \frac{7}{4} = 1.75 \)

Le tableau complété est donc :

\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
\hline
1.5 12 0 15 1.75 \\
6 4 0 60 7 \\
\hline
\end{array}
\]

2°)

Pour les trois tableaux, nous cherchons un opérateur multiplicatif.

– Premier tableau :
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|}
\hline
4 6 8 12 \\
2 3 4 3 \\
\hline
\end{array}
\]

Il n’y a pas de coefficient de proportionnalité constant entre les deux lignes.

– Deuxième tableau :
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|}
\hline
13 14 2 3 \\
4 5 6 9 \\
\hline
\end{array}
\]

Il n’y a pas de coefficient de proportionnalité constant entre les deux colonnes.

– Troisième tableau :
\[
\begin{array}{|c|c|c|}
\hline
3 4 2 \\
9 12 12 \\
\hline
\end{array}
\]

Pas de coefficient constant de proportionnalité.

Ainsi, aucun des trois tableaux ne possède un opérateur multiplicatif constant comme dans les questions précédentes.

Exercice 6 : reconnaître un tableau de proportionnalité
Pour vérifier si les tableaux sont des tableaux de proportionnalité, nous devons vérifier si le rapport entre les valeurs des deux lignes reste constant.

Pour le premier tableau :

\[
\begin{array}{|c|c|c|}
\hline
2 3 5 \\
6 9 15 \\
\hline
\end{array}
\]

Calculons les rapports :
\[
\frac{6}{2} = 3, \quad \frac{9}{3} = 3, \quad \frac{15}{5} = 3
\]

Le rapport est constant et égal à 3. Donc, le premier tableau est un tableau de proportionnalité.

Pour le deuxième tableau :

\[
\begin{array}{|c|c|c|}
\hline
5 2 10 \\
12 5 24 \\
\hline
\end{array}
\]

Calculons les rapports :
\[
\frac{12}{5} = 2.4, \quad \frac{5}{2} = 2.5, \quad \frac{24}{10} = 2.4
\]

Les rapports ne sont pas constants (2.4, 2.5 et 2.4). Donc, le deuxième tableau n’est pas un tableau de proportionnalité.

Exercice 7 : est-ce un tableau de proportionnalité
\begin{align*}
\text{Première ligne :} \quad 3 \quad 6 \quad 9 \quad 2 \quad 5 \quad 10 \quad 12 \\
\text{Deuxième ligne :} \quad 2 \quad 4 \quad 5 \quad 5 \quad 12,5 \quad 25 \quad 30 \\
\\
\text{Les proportions :} \quad \frac{3}{2} = 1.5 \quad (3, 6) \quad \text{et} \quad \frac{6}{4} = 1.5 \quad (6, 4) \\
\quad \frac{6}{4} = 1.5 \quad (6, 4) \quad \text{et} \quad \frac{9}{5} \approx 1.8 \quad (9, 5) \\
\quad \frac{5}{2.5} = 2 \quad (5, 2.5) \quad \text{et} \quad \frac{10}{5} = 2 \quad (10, 5) \\
\quad \frac{10}{12.5} = 0.8 \quad (10, 12.5) \quad \text{et} \quad \frac{12}{25} = 0.48 \quad (12, 25) \\
\\
\text{Troisième ligne :} \quad 4 \quad 6 \quad 10 \quad 1 \quad 2 \quad 3 \quad 4 \\
\text{Quatrième ligne :} \quad 2,5 \quad 3,75 \quad 6 \quad 3 \quad 4 \quad 5 \quad 6 \\
\\
\text{Les proportions :} \quad \frac{4}{2.5} = 1.6 \quad (4, 2.5) \quad \text{et} \quad \frac{6}{3.75} \approx 1.6 \quad (6, 3.75) \\
\quad \frac{6}{3.75} \approx 1.6 \quad (6, 3.75) \quad \text{et} \quad \frac{10}{6} \approx 1.67 \quad (10, 6) \\
\quad \frac{1}{3} \approx 0.33 \quad (1, 3)\quad \text{et} \quad \frac{2}{4} = 0.5 \quad (2, 4) \\
\quad \frac{2}{4} = 0.5 \quad (2, 4)\quad \text{et} \quad \frac{3}{5} = 0.6 \quad (3, 5) \\
\quad \frac{3}{5} = 0.6 \quad (3, 5) \quad \text{et} \quad \frac{4}{6} = 0.67 \quad (4, 6)
\end{align*}

Exercice 8 : plan d’un couloir et échelle
a. Exprimer ces deux dimensions en cm.

\[
10 \, \text{m} = 10 \times 100 \, \text{cm} = 1000 \, \text{cm}
\]

La dimension sur le plan est déjà donnée en cm : \(20 \, \text{cm}\).

b. Déterminer l’échelle de ce plan.

L’échelle d’un plan est le rapport entre la dimension réelle et la dimension sur le plan. Donc, nous avons :

\[
\text{Échelle} = \frac{\text{dimension réelle}}{\text{dimension sur le plan}} = \frac{1000 \, \text{cm}}{20 \, \text{cm}} = 50
\]

L’échelle du plan est donc de 1:50.

Exercice 9 : echelle d’un agrandissement
Pour déterminer l’échelle utilisée pour l’agrandissement, nous devons comparer les longueurs des côtés des deux carrés.

Soient \( c_1 \) et \( c_2 \) les côtés des deux carrés. On nous donne :
\( c_1 = 4 \) cm et \( c_2 = 6 \) cm.

L’échelle est donnée par le rapport entre les longueurs des côtés du grand carré sur le petit carré. On calcule donc ce rapport :

\[ \text{Échelle} = \frac{c_2}{c_1} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2} = 1,5 \]

L’échelle utilisée est donc \( 1,5 \), ce qui signifie que chaque côté du carré initial a été agrandi par un facteur de 1,5.

Exercice 10 : maquette de bateau
Pour calculer l’échelle de la maquette du bateau, nous devons comparer la longueur de la maquette à la longueur réelle du bateau.

La longueur de la maquette est de \( 21 \, \text{cm} \).

La longueur réelle du bateau est de \( 52,5 \, \text{m} \).

Convertissons la longueur réelle du bateau en centimètres pour avoir des unités comparables.

\[ 1 \, \text{m} = 100 \, \text{cm} \]

Ainsi,

\[ 52,5 \, \text{m} = 52,5 \times 100 \, \text{cm} = 5250 \, \text{cm} \]

L’échelle de la maquette est le rapport entre la longueur de la maquette et la longueur réelle du bateau.

\[ \text{Échelle} = \frac{\text{Longueur de la maquette}}{\text{Longueur réelle du bateau}} \]

Substituons les valeurs :

\[ \text{Échelle} = \frac{21 \, \text{cm}}{5250 \, \text{cm}} \]

Simplifions le rapport :

\[ \text{Échelle} = \frac{21}{5250} \]

Divisons le numérateur et le dénominateur par leur plus grand commun diviseur (GCD), qui est \( 21 \):

\[ \text{Échelle} = \frac{21 : 21}{5250 : 21} = \frac{1}{250} \]

Donc, l’échelle de la maquette est \( 1:250 \).

Voir Corrigés 11 à 20 ...
Voir Corrigés 21 à 30 ...
Voir Corrigés 31 à 40 ...
Voir Corrigés 41 à 50 ...
Voir Corrigés 51 à 60 ...

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