Flacons de parfum : agrandissement et volumes
Un parfumeur conditionne son parfum dans des flacons en forme de pyramide à base carrée. Le flacon standard a une base carrée de $4$ cm de côté et une hauteur de $6$ cm.
Pour fêter ses cinquante ans d'existence, la maison prévoit un flacon collector dont toutes les dimensions (côté de la base et hauteur) sont multipliées par $\dfrac{5}{2}$ par rapport au flacon standard.
- Calculer le volume du flacon standard, en cm³, puis en mL ($1$ cm³ $= 1$ mL).
- Donner les dimensions (côté de la base et hauteur) du flacon collector, en cm.
- Calculer le volume du flacon collector, en mL, en utilisant directement la formule du volume.
- Retrouver le volume du flacon collector en utilisant la propriété sur les volumes lors d'un agrandissement de coefficient $k = \dfrac{5}{2}$.
- Le flacon collector est vendu $250$ €. Calculer le prix au mL, arrondi au centime près.
On applique la formule du volume d'une pyramide. La base est un carré de côté $4$ cm, donc d'aire $4 \times 4 = 16$ cm². La hauteur vaut $6$ cm.
$V = \dfrac{16 \times 6}{3} = \dfrac{96}{3} = 32$
Le flacon standard a un volume de $32$ cm³, soit $32$ mL.
Toutes les dimensions sont multipliées par $\dfrac{5}{2} = 2{,}5$ :
- côté de la base : $4 \times \dfrac{5}{2} = \dfrac{20}{2} = 10$ cm
- hauteur : $6 \times \dfrac{5}{2} = \dfrac{30}{2} = 15$ cm
Le flacon collector mesure $10$ cm de côté à la base et $15$ cm de hauteur.
La base du flacon collector a pour aire $10 \times 10 = 100$ cm². On applique la formule du volume :
$V' = \dfrac{100 \times 15}{3} = \dfrac{1\,500}{3} = 500$
Le flacon collector a un volume de $500$ mL.
Lors d'un agrandissement de coefficient $k$, les volumes sont multipliés par $k^3$. Avec $k = \dfrac{5}{2}$ :
$k^3 = \left(\dfrac{5}{2}\right)^3 = \dfrac{5^3}{2^3} = \dfrac{125}{8}$
$V' = V \times k^3 = 32 \times \dfrac{125}{8} = \dfrac{32 \times 125}{8} = \dfrac{4\,000}{8} = 500$
On retrouve bien $V' = 500$ mL, ce qui confirme le résultat de la question 3.
Le prix au mL est :
$\dfrac{250}{500} = 0{,}50$
Le flacon collector est vendu $0{,}50$ € par mL.
Pour réviser : Calculer le volume d'une pyramide
Volume d’un presse-papier en forme de pyramide
Un presse-papier en marbre a la forme d'une pyramide à base carrée. Sa base est un carré de côté $6$ cm et sa hauteur mesure $h = 8$ cm.
- Calculer l'aire de la base, en cm².
- Calculer le volume du presse-papier, en cm³.
- Convertir ce volume en mm³ (rappel : $1$ cm³ $= 1\,000$ mm³).
La base est un carré de côté $6$ cm. Son aire vaut :
$\mathcal{A} = 6 \times 6 = 36$
L'aire de la base est $36$ cm².
On applique la formule du volume d'une pyramide :
$V = \dfrac{\mathcal{A} \times h}{3} = \dfrac{36 \times 8}{3} = \dfrac{288}{3} = 96$
Le volume du presse-papier est $96$ cm³.
On utilise la relation $1$ cm³ $= 1\,000$ mm³ :
$96$ cm³ $= 96 \times 1\,000 = 96\,000$ mm³
Le volume vaut $96\,000$ mm³.
Pour réviser : Calculer le volume d'une pyramide
Vrai/Faux : Calculs de volumes
[enonce]
Pour chaque affirmation suivante, vérifier si le calcul du volume proposé est exact. Indiquer si l'affirmation est Vraie ou Fausse.
[/enonce]
[etape]
Affirmation : Le volume d'une pyramide à base carrée de côté $5$ cm et de hauteur $9$ cm est $75$ cm³.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Aire de la base : $5 \times 5 = 25$ cm².
$V = \dfrac{25 \times 9}{3} = \dfrac{225}{3} = 75$ cm³. Le résultat est correct.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Vérifier le calcul : $V = \dfrac{5^2 \times 9}{3} = \dfrac{225}{3} = 75$ cm³.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $V = \dfrac{25 \times 9}{3} = 75$ cm³.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Affirmation : Le volume d'un cône de révolution de rayon $6$ cm et de hauteur $5$ cm vaut $60\pi$ cm³.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exact !
$V = \dfrac{\pi \times 6^2 \times 5}{3} = \dfrac{\pi \times 36 \times 5}{3} = \dfrac{180\pi}{3} = 60\pi$ cm³.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Reprendre le calcul : $\pi \times 36 \times 5 = 180\pi$, puis diviser par $3$ donne bien $60\pi$ cm³.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $V = \dfrac{\pi \times 36 \times 5}{3} = 60\pi$ cm³.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Affirmation : Le volume d'une pyramide à base rectangulaire de $4$ cm sur $3$ cm et de hauteur $10$ cm vaut $120$ cm³.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Aire de la base : $4 \times 3 = 12$ cm².
$V = \dfrac{12 \times 10}{3} = \dfrac{120}{3} = 40$ cm³ (pas $120$). L'affirmation oublie la division par $3$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le volume calculé sans diviser par $3$ donne $120$ cm³, mais la formule du volume d'une pyramide impose la division par $3$. Le bon résultat est $40$ cm³.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Le calcul correct donne $V = \dfrac{12 \times 10}{3} = 40$ cm³, et non $120$ cm³.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Affirmation : Un cône de révolution de diamètre $8$ cm et de hauteur $9$ cm a un volume exact de $192\pi$ cm³.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Le diamètre vaut $8$ cm donc le rayon vaut $4$ cm.
$V = \dfrac{\pi \times 4^2 \times 9}{3} = \dfrac{\pi \times 16 \times 9}{3} = \dfrac{144\pi}{3} = 48\pi$ cm³, pas $192\pi$.
$192\pi$ correspond au calcul fait avec le diamètre comme rayon, en oubliant la division par $3$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Deux pièges fréquents : utiliser le diamètre comme rayon, et oublier la division par $3$. Le bon volume est $48\pi$ cm³.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Avec le rayon $r = 4$ cm, $V = \dfrac{\pi \times 16 \times 9}{3} = 48\pi$ cm³.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Affirmation : Une pyramide a un volume de $90$ cm³ et une hauteur de $5$ cm. Son aire de base est de $54$ cm².
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
À partir de $V = \dfrac{\mathcal{A} \times h}{3}$, on isole $\mathcal{A} = \dfrac{3V}{h} = \dfrac{3 \times 90}{5} = \dfrac{270}{5} = 54$ cm². L'affirmation est juste.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Inverser la formule : $\mathcal{A} = \dfrac{3V}{h} = \dfrac{270}{5} = 54$ cm².[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $\mathcal{A} = \dfrac{3 \times 90}{5} = 54$ cm².
[/solution]
[/etape]
[etape]
Affirmation : Pour un cône de révolution, doubler la hauteur tout en gardant le même rayon multiplie le volume par $4$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
$V = \dfrac{\pi r^2 h}{3}$. Si $h$ devient $2h$ (avec $r$ inchangé), $V$ devient $\dfrac{\pi r^2 \times 2h}{3} = 2V$ : le volume est multiplié par $2$, pas par $4$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le volume est proportionnel à la hauteur lorsque le rayon ne change pas : si la hauteur double, le volume double seulement.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Doubler uniquement la hauteur multiplie le volume par $2$, pas par $4$.
[/solution]
[/etape]
QCM : Volume d’une pyramide
[enonce]
Ce QCM porte sur le calcul du volume d'une pyramide. Pour chaque question, choisir la bonne réponse parmi les 4 propositions.
[/enonce]
[etape]
Quelle est la formule du volume d'une pyramide ?
[qcm]
[option]$V = \text{Aire de la base} \times h$[/option]
[option correct="true"]$V = \dfrac{\text{Aire de la base} \times h}{3}$[/option]
[option]$V = \dfrac{\text{Aire de la base} \times h}{2}$[/option]
[option]$V = \dfrac{4 \times \text{Aire de la base} \times h}{3}$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Le volume d'une pyramide est le tiers du produit de l'aire de la base par la hauteur.[/reponse]
[reponse motif="$V = \text{Aire de la base} \times h$"]Non.
Cette formule est celle du volume d'un prisme ou d'un pavé droit, pas celle d'une pyramide.[/reponse]
[reponse motif="$V = \dfrac{\text{Aire de la base} \times h}{2}$"]Non.
Le coefficient est $\dfrac{1}{3}$ et non $\dfrac{1}{2}$. Penser au cône qui partage la même structure de formule.[/reponse]
[reponse motif="$V = \dfrac{4 \times \text{Aire de la base} \times h}{3}$"]Non.
Le coefficient $\dfrac{4}{3}$ apparaît dans la formule du volume d'une boule, pas dans celle d'une pyramide.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Bien retenir : volume d'une pyramide = aire de la base $\times$ hauteur, divisé par $3$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Calculer le volume d'une pyramide à base carrée de côté $9$ cm et de hauteur $4$ cm.
[qcm]
[option]$36$ cm³[/option]
[option]$324$ cm³[/option]
[option correct="true"]$108$ cm³[/option]
[option]$162$ cm³[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
L'aire de la base carrée vaut $9 \times 9 = 81$ cm².
$V = \dfrac{81 \times 4}{3} = \dfrac{324}{3} = 108$ cm³.[/reponse]
[reponse motif="$36$ cm³"]Non.
On a multiplié $9$ par $4$ sans élever $9$ au carré : la base est un carré, son aire est $9^2 = 81$ cm².[/reponse]
[reponse motif="$324$ cm³"]Non.
On a oublié de diviser par $3$ : c'est le volume d'un prisme à base carrée, pas d'une pyramide.[/reponse]
[reponse motif="$162$ cm³"]Non.
On a divisé par $2$ au lieu de $3$. La formule de la pyramide divise par $3$, pas par $2$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer d'abord l'aire de la base carrée ($9^2$), puis appliquer la formule en divisant par $3$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Calculer le volume de la pyramide $SABCD$ à base rectangulaire ci-dessous : $AB = 8$ cm, $BC = 5$ cm et hauteur $SH = 6$ cm.

[qcm]
[option]$240$ cm³[/option]
[option]$120$ cm³[/option]
[option correct="true"]$80$ cm³[/option]
[option]$48$ cm³[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
L'aire de la base rectangulaire vaut $8 \times 5 = 40$ cm².
$V = \dfrac{40 \times 6}{3} = \dfrac{240}{3} = 80$ cm³.[/reponse]
[reponse motif="$240$ cm³"]Non.
On a oublié la division par $3$. Le volume d'une pyramide est le tiers du produit aire de base $\times$ hauteur.[/reponse]
[reponse motif="$120$ cm³"]Non.
On a divisé par $2$ au lieu de $3$.[/reponse]
[reponse motif="$48$ cm³"]Non.
On a peut-être confondu les longueurs dans le calcul. L'aire de la base rectangulaire est $8 \times 5 = 40$ cm², à multiplier par la hauteur puis à diviser par $3$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer l'aire du rectangle de base ($8 \times 5$), puis appliquer la formule du volume d'une pyramide.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Une pyramide a pour base un triangle rectangle dont les côtés de l'angle droit mesurent $6$ cm et $4$ cm. La hauteur de la pyramide vaut $10$ cm. Quel est son volume ?
[qcm]
[option]$240$ cm³[/option]
[option correct="true"]$40$ cm³[/option]
[option]$80$ cm³[/option]
[option]$120$ cm³[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
La base est un triangle rectangle, son aire vaut $\dfrac{6 \times 4}{2} = 12$ cm².
$V = \dfrac{12 \times 10}{3} = \dfrac{120}{3} = 40$ cm³.[/reponse]
[reponse motif="$240$ cm³"]Non.
On a oublié à la fois la division par $2$ pour l'aire du triangle et la division par $3$ pour le volume.[/reponse]
[reponse motif="$80$ cm³"]Non.
On a oublié de diviser par $2$ pour calculer l'aire du triangle rectangle.[/reponse]
[reponse motif="$120$ cm³"]Non.
On a oublié de diviser par $3$ : il s'agirait alors de l'aire de la base multipliée par la hauteur.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
La base étant un triangle rectangle, son aire est $\dfrac{\text{produit des côtés de l'angle droit}}{2}$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Une pyramide à base carrée a un volume de $200$ cm³ et une hauteur de $6$ cm. Quelle est l'aire de sa base ?
[qcm]
[option]$33{,}3$ cm²[/option]
[option correct="true"]$100$ cm²[/option]
[option]$50$ cm²[/option]
[option]$1\,200$ cm²[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
À partir de $V = \dfrac{\mathcal{A} \times h}{3}$, on isole $\mathcal{A} = \dfrac{3V}{h} = \dfrac{3 \times 200}{6} = \dfrac{600}{6} = 100$ cm².[/reponse]
[reponse motif="$33{,}3$ cm²"]Non.
On a divisé $200$ par $6$ : il fallait d'abord multiplier par $3$ avant de diviser par la hauteur.[/reponse]
[reponse motif="$50$ cm²"]Non.
On a multiplié $200$ par $\dfrac{1}{4}$ environ : le facteur correct issu de l'inversion de la formule est $\dfrac{3}{h}$, pas $\dfrac{1}{4}$.[/reponse]
[reponse motif="$1\,200$ cm²"]Non.
On a multiplié $200$ par $6$ : il fallait diviser par $6$ après avoir multiplié par $3$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Inverser la formule du volume : si $V = \dfrac{\mathcal{A} \times h}{3}$, alors $\mathcal{A} = \dfrac{3V}{h}$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Pour une pyramide donnée, on indique deux valeurs : l'arête latérale ($SA = 13$ cm) et la longueur du segment $[AH]$ entre un sommet de la base et le pied de la hauteur ($AH = 5$ cm). Que vaut la hauteur $SH$ de cette pyramide ?
[qcm]
[option]$8$ cm[/option]
[option]$18$ cm[/option]
[option correct="true"]$12$ cm[/option]
[option]$\sqrt{194}$ cm[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Le triangle $SAH$ est rectangle en $H$ (la hauteur est perpendiculaire à la base). En appliquant le théorème de Pythagore : $SH^2 = SA^2 - AH^2 = 169 - 25 = 144$, d'où $SH = 12$ cm.[/reponse]
[reponse motif="$8$ cm"]Non.
On a soustrait $13 - 5 = 8$ : il faut utiliser le théorème de Pythagore, pas une simple soustraction.[/reponse]
[reponse motif="$18$ cm"]Non.
On a additionné les deux longueurs : la hauteur s'obtient par Pythagore dans le triangle $SAH$ rectangle en $H$.[/reponse]
[reponse motif="$\sqrt{194}$ cm"]Non.
On a additionné les carrés au lieu de soustraire : ici, l'hypoténuse est $SA$, donc $SH^2 = SA^2 - AH^2$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Reconnaître le triangle rectangle dans la pyramide ; appliquer Pythagore en distinguant l'hypoténuse des côtés de l'angle droit.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]