Randonnée en montagne : échelle, vitesse et pourcentage

Sur une carte de randonnée à l'échelle $ \dfrac{1}{50\,000} $, le chemin balisé reliant un refuge à un sommet a une longueur de $ 10 $ cm.

  1. Donner la signification de l'échelle $ \dfrac{1}{50\,000} $.
  2. Calculer la longueur réelle du chemin, en kilomètres.
  3. Un randonneur marche à la vitesse moyenne de $ 4 $ km/h. Calculer la durée totale de la marche, en heures et minutes.
  4. Après $ 45 $ minutes de marche à cette vitesse, calculer le pourcentage du chemin parcouru.
  5. À ce moment-là, à quelle distance du refuge se trouve le randonneur sur la carte ?

Corrigé

  1. L'échelle $ \dfrac{1}{50\,000} $ signifie que $ 1 $ centimètre sur la carte représente $ 50\,000 $ centimètres dans la réalité, soit $ 500 $ mètres (ou $ 0{,}5 $ km) sur le terrain.
  2. On multiplie la longueur sur la carte par $ 50\,000 $ :
    $ 10 \times 50\,000 = 500\,000 $

    La distance réelle est de $ 500\,000 $ cm. On convertit en kilomètres :
    $ 500\,000 $ cm $ = 5\,000 $ m $ = $ $ 5 $ km.

  3. La durée de marche est proportionnelle à la distance parcourue. À $ 4 $ km/h, le randonneur parcourt $ 4 $ km en $ 1 $ heure. Pour $ 5 $ km :
    $ \dfrac{5}{4} = 1{,}25 $

    La durée est de $ 1{,}25 $ heure. Comme $ 0{,}25 $ h $ = 0{,}25 \times 60 = 15 $ min, la durée totale est de $ 1 $ h $ 15 $ min.

  4. En $ 45 $ minutes, soit $ \dfrac{45}{60} = \dfrac{3}{4} $ heure, le randonneur parcourt :
    $ 4 \times \dfrac{3}{4} = 3 $ km.

    Le pourcentage du chemin parcouru est :
    $ \dfrac{3}{5} \times 100 = 60 $

    Le randonneur a parcouru $\mathbf{60\,\%}$ du chemin.

  5. La distance parcourue dans la réalité est $ 3 $ km $ = 300\,000 $ cm. Sur la carte, on divise par $ 50\,000 $ :
    $ \dfrac{300\,000}{50\,000} = 6 $

    Le randonneur se trouve à $ 6 $ cm du refuge sur la carte.

Pour réviser : Utiliser une échelle

Recette de crêpes : adapter les quantités par proportionnalité

Une recette de crêpes pour $ 6 $ personnes nécessite les ingrédients suivants :

  • $ 300 $ g de farine,
  • $ 60 $ cL de lait,
  • $ 6 $ œufs,
  • $ 30 $ g de sucre.

Yasmine prépare des crêpes pour $ 10 $ invités. Les quantités d'ingrédients sont proportionnelles au nombre de personnes.

  1. Calculer le coefficient permettant de passer de $ 6 $ à $ 10 $ personnes.
  2. En déduire les quantités de chaque ingrédient nécessaires pour $ 10 $ personnes.
  3. Yasmine ne dispose que de $ 5 $ œufs. Pour combien de personnes au maximum peut-elle réaliser des crêpes en respectant les proportions de la recette initiale ?

Corrigé

  1. Pour passer de $ 6 $ à $ 10 $ personnes, on multiplie par :
    $ \dfrac{10}{6} = \dfrac{5}{3} $

    Le coefficient cherché est $\mathbf{\dfrac{5}{3}}$ (environ $ 1{,}67 $).

  2. On multiplie chaque quantité par $ \dfrac{5}{3} $ :

    Farine : $ 300 \times \dfrac{5}{3} = \dfrac{300 \times 5}{3} = \dfrac{1\,500}{3} = $ $ 500 $ g.

    Lait : $ 60 \times \dfrac{5}{3} = \dfrac{300}{3} = $ $ 100 $ cL, soit $ 1 $ litre.

    Œufs : $ 6 \times \dfrac{5}{3} = \dfrac{30}{3} = $ $\mathbf{10}$ œufs.

    Sucre : $ 30 \times \dfrac{5}{3} = \dfrac{150}{3} = $ $ 50 $ g.

  3. La recette initiale prévoit $ 6 $ œufs pour $ 6 $ personnes, soit un œuf par personne. Avec $ 5 $ œufs, Yasmine peut donc préparer la recette pour $ 5 $ personnes au maximum.

Pour réviser : Calculer une quatrième proportionnelle

Tissu au mètre : reconnaître un tableau de proportionnalité

Dans une mercerie, un commerçant relève les prix payés par quatre clients pour différentes longueurs d'un même tissu. Il obtient le tableau suivant.

Longueur (m) $ 2 $ $ 3 $ $ 5 $ $ 8 $
Prix (euros) $ 9 $ $ 13{,}50 $ $ 22{,}50 $ $ 36 $
  1. Le prix payé est-il proportionnel à la longueur de tissu achetée ? Justifier en calculant les quotients.
  2. Si oui, donner le coefficient de proportionnalité et indiquer ce qu'il représente.
  3. Calculer le prix de $ 12 $ mètres de ce tissu.

Corrigé

  1. On calcule le quotient $ \dfrac{\text{prix}}{\text{longueur}} $ pour chaque colonne :
    $ \dfrac{9}{2} = 4{,}5 $
    $ \dfrac{13{,}50}{3} = 4{,}5 $
    $ \dfrac{22{,}50}{5} = 4{,}5 $
    $ \dfrac{36}{8} = 4{,}5 $

    Tous les quotients sont égaux à $ 4{,}5 $ : le prix est bien proportionnel à la longueur de tissu.

  2. Le coefficient de proportionnalité est $\mathbf{4{,}5}$. Il représente le prix d'un mètre de tissu, soit $ 4{,}50 $ euros le mètre.
  3. Pour $ 12 $ mètres, le prix est :
    $ 12 \times 4{,}5 = 54 $

    Douze mètres de tissu coûtent $ 54 $ euros.

Pour réviser : Reconnaître une situation de proportionnalité

QCM : Calculer une quatrième proportionnelle

[enonce]
Ce QCM porte sur le calcul d'une quatrième proportionnelle : retour à l'unité, coefficient, produit en croix et propriétés de linéarité. Choisir la bonne réponse parmi les 4 propositions.
[/enonce]

[etape]
$3$ kg de pommes coûtent $9$ €. Combien coûtent $5$ kg ?
[qcm]
[option]$11$ €[/option]
[option correct="true"]$15$ €[/option]
[option]$45$ €[/option]
[option]$1{,}80$ €[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Le coefficient est $\dfrac{9}{3} = 3$ (prix d'un kg). Donc $5$ kg coûtent $5 \times 3 = 15$ €.[/reponse]
[reponse motif="$11$ €"]Non.
La somme $9 + 2 = 11$ revient à ajouter $2$ kg supplémentaires sans utiliser le coefficient. Calculer d'abord le prix d'un kilogramme.[/reponse]
[reponse motif="$45$ €"]Non.
$45 = 9 \times 5$. Le coefficient n'est pas $5$ : il faut d'abord calculer le prix d'un seul kg.[/reponse]
[reponse motif="$1{,}80$ €"]Non.
Cela correspond à $\dfrac{9}{5}$ : la division a été faite par la mauvaise valeur. Le retour à l'unité passe par $\dfrac{9}{3}$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer d'abord le prix d'un kilogramme (retour à l'unité), puis multiplier par la masse cherchée.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
$8$ stylos coûtent $20$ €. Combien coûtent $3$ stylos ?
[qcm]
[option]$15$ €[/option]
[option]$8{,}33$ €[/option]
[option correct="true"]$7{,}50$ €[/option]
[option]$53{,}33$ €[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Par retour à l'unité : un stylo coûte $\dfrac{20}{8} = 2{,}50$ €. Donc $3$ stylos coûtent $3 \times 2{,}50 = 7{,}50$ €.[/reponse]
[reponse motif="$15$ €"]Non.
$15 = 20 - 5$ revient à soustraire $5$ stylos directement du prix. Le prix ne se soustrait pas en gardant la même unité que le nombre de stylos.[/reponse]
[reponse motif="$8{,}33$ €"]Non.
$8{,}33 \approx \dfrac{25}{3}$. Le calcul correct est $\dfrac{20}{8} \times 3$, pas l'inverse.[/reponse]
[reponse motif="$53{,}33$ €"]Non.
Cela revient à $\dfrac{20 \times 8}{3}$ : la division et la multiplication ont été inversées dans le produit en croix.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer d'abord le prix d'un stylo en divisant $20$ par $8$, puis multiplier par $3$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
$5$ litres de peinture permettent de couvrir $40\,\text{m}^2$. Quelle surface couvrent $12$ litres ?
[qcm]
[option]$80\,\text{m}^2$[/option]
[option]$47\,\text{m}^2$[/option]
[option correct="true"]$96\,\text{m}^2$[/option]
[option]$15\,\text{m}^2$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Par produit en croix avec le tableau de proportionnalité (volume / surface) : $\dfrac{12 \times 40}{5} = \dfrac{480}{5} = 96\,\text{m}^2$.[/reponse]
[reponse motif="$80\,\text{m}^2$"]Non.
$80 = 40 \times 2$ correspond à $10$ litres, pas à $12$ litres. Reprendre le produit en croix.[/reponse]
[reponse motif="$47\,\text{m}^2$"]Non.
$47 = 40 + 7$ revient à ajouter une quantité au hasard. Dans un tableau de proportionnalité, on multiplie par le coefficient.[/reponse]
[reponse motif="$15\,\text{m}^2$"]Non.
$15 = \dfrac{12 \times 5}{40}$ : la valeur cherchée et la valeur connue ont été inversées dans le produit en croix.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Utiliser le produit en croix : surface cherchée $= \dfrac{12 \times 40}{5}$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
On sait que $4$ kg de farine coûtent $6$ € et que $7$ kg coûtent $10{,}50$ €. Combien coûtent $11$ kg ?
[qcm]
[option correct="true"]$16{,}50$ €[/option]
[option]$16$ €[/option]
[option]$1{,}50$ €[/option]
[option]$66$ €[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
On utilise la propriété d'additivité : $11 = 4 + 7$, donc le prix de $11$ kg vaut $6 + 10{,}50 = 16{,}50$ €.[/reponse]
[reponse motif="$16$ €"]Non.
Le résultat semble arrondi ou tronqué. Reprendre la somme exacte $6 + 10{,}50$.[/reponse]
[reponse motif="$1{,}50$ €"]Non.
$1{,}50$ € est le prix d'un seul kilogramme ($\dfrac{6}{4} = 1{,}50$). Pour $11$ kg, multiplier ensuite par $11$.[/reponse]
[reponse motif="$66$ €"]Non.
$66 = 6 \times 11$ : ce calcul reviendrait à dire que $1$ kg coûte $6$ €, ce qui n'est pas le cas (un kg coûte $1{,}50$ €).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Remarquer que $11 = 4 + 7$ permet d'utiliser l'additivité dans un tableau de proportionnalité.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
$2$ ouvriers fabriquent $30$ pièces en une journée. Avec le même rythme par personne, combien fabriquent $6$ ouvriers en une journée ?
[qcm]
[option]$36$ pièces[/option]
[option]$15$ pièces[/option]
[option correct="true"]$90$ pièces[/option]
[option]$60$ pièces[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
On a multiplié le nombre d'ouvriers par $3$ ($6 = 2 \times 3$). Par linéarité multiplicative, le nombre de pièces est aussi multiplié par $3$ : $30 \times 3 = 90$ pièces.[/reponse]
[reponse motif="$36$ pièces"]Non.
$36 = 30 + 6$ revient à ajouter le nombre d'ouvriers au nombre de pièces. Ces deux quantités ne s'additionnent pas (unités différentes).[/reponse]
[reponse motif="$15$ pièces"]Non.
$15 = \dfrac{30}{2}$ donne le nombre de pièces par ouvrier, pas le total pour $6$ ouvriers.[/reponse]
[reponse motif="$60$ pièces"]Non.
$60 = 30 \times 2$ correspond à $4$ ouvriers ($2 \times 2$), pas à $6$. Comparer le rapport entre $2$ et $6$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Comparer les nombres d'ouvriers ($6$ vaut $3$ fois $2$) puis multiplier le nombre de pièces par le même coefficient.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Pour $9$ adultes, il faut $1{,}8$ kg de viande. Combien faut-il pour $4$ adultes ?
[qcm]
[option]$0{,}45$ kg[/option]
[option correct="true"]$0{,}8$ kg[/option]
[option]$2{,}25$ kg[/option]
[option]$0{,}2$ kg[/option]
[reponse statut="correct"]Parfait !
Par retour à l'unité : un adulte mange $\dfrac{1{,}8}{9} = 0{,}2$ kg. Pour $4$ adultes : $4 \times 0{,}2 = 0{,}8$ kg.
On peut aussi utiliser le produit en croix : $\dfrac{4 \times 1{,}8}{9} = \dfrac{7{,}2}{9} = 0{,}8$ kg.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}45$ kg"]Non.
$0{,}45 = \dfrac{1{,}8}{4}$ : la division a été faite par le mauvais nombre. C'est par $9$ qu'il faut diviser pour obtenir la quantité par adulte.[/reponse]
[reponse motif="$2{,}25$ kg"]Non.
$2{,}25 = \dfrac{9}{4}$ ne correspond pas au problème. Repérer où placer $1{,}8$ dans le produit en croix.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}2$ kg"]Non.
$0{,}2$ kg est la quantité nécessaire pour un seul adulte ($\dfrac{1{,}8}{9}$). Pour $4$ adultes, multiplier ensuite par $4$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Diviser d'abord $1{,}8$ par $9$ pour obtenir la quantité par adulte, puis multiplier par $4$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

QCM : Reconnaître une situation de proportionnalité

[enonce]
Ce QCM porte sur la reconnaissance d'une situation de proportionnalité et le calcul du coefficient de proportionnalité. Choisir la bonne réponse parmi les 4 propositions.
[/enonce]

[etape]
Le tableau ci-dessous est-il un tableau de proportionnalité ?

Masse (kg) $2$ $4$ $6$
Prix (€) $5$ $10$ $15$

[qcm]
[option correct="true"]Oui, le coefficient est $2{,}5$.[/option]
[option]Oui, le coefficient est $2$.[/option]
[option]Non, les quotients ne sont pas égaux.[/option]
[option]Oui, le coefficient est $0{,}4$.[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
On calcule les quotients de la 2e ligne par la 1re : $\dfrac{5}{2} = 2{,}5$, $\dfrac{10}{4} = 2{,}5$, $\dfrac{15}{6} = 2{,}5$. Tous les quotients sont égaux donc c'est un tableau de proportionnalité, de coefficient $2{,}5$.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $2$."]Non.
Le coefficient se calcule en divisant la 2e ligne par la 1re, et non en regardant le rapport entre deux colonnes consécutives. Recalculer $\dfrac{5}{2}$.[/reponse]
[reponse motif="Non, les quotients ne sont pas égaux."]Non.
Vérifier les trois quotients : ils sont tous égaux à la même valeur, le tableau est bien proportionnel.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $0{,}4$."]Non.
Le rapport a été calculé dans le mauvais sens (1re ligne divisée par la 2e). Le coefficient permet de passer de la 1re ligne à la 2e en multipliant.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour reconnaître un tableau de proportionnalité, calculer tous les quotients $\dfrac{\text{prix}}{\text{masse}}$ et vérifier qu'ils sont égaux.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Dans le tableau de proportionnalité ci-dessous, quel est le coefficient de proportionnalité (de la 1re vers la 2e ligne) ?

Volume (L) $3$ $7$
Masse (kg) $4{,}5$ $10{,}5$

[qcm]
[option]$3$[/option]
[option]$0{,}666...$[/option]
[option correct="true"]$1{,}5$[/option]
[option]$4{,}5$[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Le coefficient s'obtient en divisant une valeur de la 2e ligne par la valeur correspondante de la 1re : $\dfrac{4{,}5}{3} = 1{,}5$. On vérifie : $\dfrac{10{,}5}{7} = 1{,}5$.[/reponse]
[reponse motif="$3$"]Non.
La valeur $3$ est juste une donnée de la 1re ligne, pas un coefficient. Calculer le quotient $\dfrac{4{,}5}{3}$.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}666...$"]Non.
Le rapport a été calculé dans le mauvais sens : c'est $\dfrac{3}{4{,}5}$ qui a été calculé. Le coefficient va de la 1re ligne vers la 2e (multiplication).[/reponse]
[reponse motif="$4{,}5$"]Non.
La valeur $4{,}5$ est une donnée de la 2e ligne. Le coefficient s'obtient par un quotient $\dfrac{\text{2e ligne}}{\text{1re ligne}}$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Le coefficient de proportionnalité s'obtient en divisant une valeur de la 2e ligne par la valeur correspondante de la 1re ligne.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Parmi les situations suivantes, laquelle est une situation de proportionnalité ?
[qcm]
[option]La taille d'un enfant en fonction de son âge.[/option]
[option correct="true"]Le périmètre d'un carré en fonction de la longueur de son côté.[/option]
[option]L'aire d'un carré en fonction de la longueur de son côté.[/option]
[option]Le prix d'un abonnement de téléphone à $20$ € par mois plus $0{,}10$ € par minute.[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Si le côté d'un carré mesure $c$, alors son périmètre vaut $4 \times c$. On multiplie toujours par $4$ : c'est bien une situation de proportionnalité, de coefficient $4$.[/reponse]
[reponse motif="La taille d'un enfant en fonction de son âge."]Non.
Un enfant ne grandit pas du même nombre de centimètres chaque année. Le rapport $\dfrac{\text{taille}}{\text{âge}}$ change avec l'âge.[/reponse]
[reponse motif="L'aire d'un carré en fonction de la longueur de son côté."]Non.
L'aire vaut $c \times c$ : quand on double le côté, l'aire est multipliée par $4$, pas par $2$.[/reponse]
[reponse motif="Le prix d'un abonnement de téléphone à $20$ € par mois plus $0{,}10$ € par minute."]Non.
À cause des $20$ € fixes, le prix n'est pas le produit du temps d'appel par un même nombre. Pour $0$ minute on paie déjà $20$ €.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Une situation est proportionnelle quand on passe d'une grandeur à l'autre en multipliant toujours par le même nombre, sans frais fixe ni écart variable.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Le tableau ci-dessous est un tableau de proportionnalité. Quelle est la valeur manquante ?

Nombre de cahiers $4$ $7$
Prix (€) $10$ $?$

[qcm]
[option]$13$[/option]
[option]$14$[/option]
[option correct="true"]$17{,}5$[/option]
[option]$28$[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Le coefficient de proportionnalité vaut $\dfrac{10}{4} = 2{,}5$. Le prix de $7$ cahiers est donc $7 \times 2{,}5 = 17{,}5$ €.[/reponse]
[reponse motif="$13$"]Non.
La valeur a été obtenue par addition ($10 + 3$) en suivant l'écart de la 1re ligne. Dans un tableau de proportionnalité, on multiplie par le coefficient, on n'ajoute pas l'écart.[/reponse]
[reponse motif="$14$"]Non.
Le résultat correspond à un coefficient de $2$, ce qui ne correspond pas aux données : recalculer $\dfrac{10}{4}$.[/reponse]
[reponse motif="$28$"]Non.
Cela revient à multiplier $4 \times 7$. Le coefficient n'est pas $4$ : il s'obtient en divisant la 2e ligne par la 1re.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer d'abord le coefficient $\dfrac{10}{4}$, puis multiplier $7$ par ce coefficient.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Le tableau ci-dessous est-il un tableau de proportionnalité ?

Durée (min) $2$ $5$ $8$
Distance (km) $3$ $7{,}5$ $13$

[qcm]
[option]Oui, le coefficient est $1{,}5$.[/option]
[option correct="true"]Non, car $\dfrac{13}{8}$ n'est pas égal aux deux autres quotients.[/option]
[option]Oui, car $2 + 5 + 8 = 15$ et $3 + 7{,}5 + 13 = 23{,}5$.[/option]
[option]Non, car les nombres de la 1re ligne ne sont pas multiples les uns des autres.[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
On calcule les trois quotients : $\dfrac{3}{2} = 1{,}5$, $\dfrac{7{,}5}{5} = 1{,}5$, $\dfrac{13}{8} = 1{,}625$. Le troisième quotient diffère : ce n'est pas un tableau de proportionnalité.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $1{,}5$."]Non.
Le coefficient $1{,}5$ ne fonctionne que pour les deux premières colonnes. Vérifier la troisième : $\dfrac{13}{8}$ n'est pas $1{,}5$.[/reponse]
[reponse motif="Oui, car $2 + 5 + 8 = 15$ et $3 + 7{,}5 + 13 = 23{,}5$."]Non.
La somme des valeurs n'a aucun rapport avec la proportionnalité. Il faut comparer les quotients colonne par colonne.[/reponse]
[reponse motif="Non, car les nombres de la 1re ligne ne sont pas multiples les uns des autres."]Non.
Les valeurs d'une ligne n'ont pas besoin d'être multiples pour qu'un tableau soit proportionnel. C'est l'égalité des quotients colonne par colonne qui compte.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour conclure, calculer tous les quotients $\dfrac{\text{2e ligne}}{\text{1re ligne}}$ et vérifier s'ils sont tous égaux.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Sachant que $\dfrac{a}{6} = \dfrac{15}{18}$, quelle est la valeur de $a$ ?
[qcm]
[option correct="true"]$5$[/option]
[option]$3$[/option]
[option]$45$[/option]
[option]$2{,}5$[/option]
[reponse statut="correct"]Parfait !
Par produit en croix : $a \times 18 = 6 \times 15$, donc $18a = 90$ et $a = \dfrac{90}{18} = 5$.[/reponse]
[reponse motif="$3$"]Non.
La valeur $3$ correspond à la simplification de $\dfrac{15}{18}$ par $5$ uniquement au numérateur. Reposer le produit en croix : $a \times 18 = 6 \times 15$.[/reponse]
[reponse motif="$45$"]Non.
Cela revient à multiplier $6 \times 15$ sans diviser par $18$. Le produit en croix donne $a = \dfrac{6 \times 15}{18}$.[/reponse]
[reponse motif="$2{,}5$"]Non.
Le rapport $\dfrac{15}{18}$ a peut-être été inversé. Reprendre : si $\dfrac{a}{6} = \dfrac{15}{18}$, alors $a$ vaut $6$ multiplié par le même quotient.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Utiliser le produit en croix : si $\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d}$, alors $a \times d = b \times c$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]