Sortie à vélo : lecture graphique d’une fonction
[enonce]
Léa fait une sortie à vélo sur un parcours de 12 km.
La courbe ci-dessous représente la distance parcourue par Léa (en km) en fonction du temps écoulé (en minutes).
On note $f$ la fonction qui, au temps $t$ (en minutes), associe la distance parcourue $f(t)$ (en km).
Suivre les étapes pour analyser cette sortie à vélo.
[/enonce]
[etape]
On lit sur le graphique que $f(20) = 6$.
Que signifie cette égalité dans le contexte de l'exercice ?
[qcm]
[option]Léa roule à 6 km/h au bout de 20 minutes[/option]
[option]Léa met 6 minutes pour parcourir 20 km[/option]
[option correct="true"]Au bout de 20 minutes, Léa a parcouru 6 km[/option]
[option]Au bout de 6 minutes, Léa a parcouru 20 km[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
$f(20) = 6$ signifie que l'image de $20$ par $f$ est $6$. Ici, au temps $t = 20$ min, la distance vaut $6$ km.[/reponse]
[reponse motif="Léa roule à 6 km/h au bout de 20 minutes"]Non.
$f(20) = 6$ donne la distance totale parcourue, pas la vitesse instantanée.
$f(t)$ représente la distance en km, pas la vitesse.[/reponse]
[reponse motif="Léa met 6 minutes pour parcourir 20 km"]Non.
Les axes sont inversés dans cette lecture. L'axe horizontal donne le temps, l'axe vertical donne la distance.
$f(20) = 6$ se lit « au temps $20$, la distance est $6$ ».[/reponse]
[reponse motif="Au bout de 6 minutes, Léa a parcouru 20 km"]Non.
La variable $t = 20$ correspond au temps et l'image $f(20) = 6$ correspond à la distance.
Ne pas inverser les rôles des axes.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
$f(20) = 6$ : le nombre entre parenthèses ($20$) est le temps en minutes, le résultat ($6$) est la distance en km.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Déterminer graphiquement à quel instant Léa a parcouru 8 km.
L'antécédent de $8$ est $t = $ [[ant]] min
[math id="ant" attendu="40"]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Sur le graphique, on part de $8$ km sur l'axe vertical, on va horizontalement jusqu'à la courbe, puis on lit l'abscisse : $t = 40$ min.[/reponse]
[reponse motif="30"]Attention, entre $20$ et $30$ minutes, la distance reste à $6$ km (Léa fait une pause).
Elle n'atteint pas $8$ km pendant cette période. Chercher plus loin sur la courbe.[/reponse]
[reponse motif="20"]A $t = 20$ min, la distance est $6$ km, pas $8$.
Partir de $y = 8$ sur l'axe vertical et chercher le point de la courbe correspondant.[/reponse]
[reponse motif="4"]Attention aux unités : l'axe horizontal est gradué en minutes, pas en unités du graphique.
Lire la graduation correspondante sur l'axe horizontal.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour trouver l'antécédent de $8$, partir de $8$ km sur l'axe vertical, tracer une droite horizontale jusqu'à la courbe, puis lire le temps sur l'axe horizontal.[/reponse]
[aide essai="2"]Repérer $8$ sur l'axe vertical (axe des distances). Tracer mentalement une droite horizontale depuis ce point.[/aide]
[aide essai="3"]La droite $y = 8$ coupe la courbe en un seul point. Ce point est situé après la pause de Léa. Lire son abscisse.[/aide]
[/math]
[solution]On part de $8$ km sur l'axe vertical, on trace une horizontale jusqu'à la courbe et on lit $t = 40$ min.
L'antécédent de $8$ par $f$ est $40$.[/solution]
[/etape]
[etape]
On souhaite comparer la vitesse de Léa sur différentes portions du parcours. Sur quel intervalle de temps Léa roule-t-elle le plus vite ?
[qcm]
[option]$[0~;~10]$[/option]
[option correct="true"]$[10~;~20]$[/option]
[option]$[40~;~50]$[/option]
[option]$[50~;~60]$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Sur $[10~;~20]$, Léa parcourt $6 - 2 = 4$ km en $10$ min.
Sur les autres intervalles, elle parcourt seulement $2$ km en $10$ min.
La courbe est la plus pentue sur $[10~;~20]$, ce qui traduit une vitesse plus élevée.[/reponse]
[reponse motif="$[0~;~10]$"]Non.
Sur $[0~;~10]$, Léa parcourt $2 - 0 = 2$ km en $10$ min.
Comparer avec la distance parcourue sur $[10~;~20]$ pendant le même temps.[/reponse]
[reponse motif="$[40~;~50]$"]Non.
Sur $[40~;~50]$, Léa parcourt $10 - 8 = 2$ km en $10$ min.
Comparer avec l'intervalle où la courbe monte le plus rapidement.[/reponse]
[reponse motif="$[50~;~60]$"]Non.
Sur $[50~;~60]$, Léa parcourt $12 - 10 = 2$ km en $10$ min.
La vitesse est plus élevée là où la courbe est la plus pentue.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour comparer les vitesses, calculer la distance parcourue sur chaque intervalle de $10$ minutes.
L'intervalle où la distance augmente le plus correspond à la vitesse la plus élevée.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Calculer la vitesse moyenne de Léa sur les $20$ premières minutes, en km/h.
La vitesse moyenne est [[vit]] km/h
[math id="vit" attendu="18"]
[reponse statut="correct"]Exactement !
En $20$ minutes, Léa parcourt $6$ km.
$20$ min $= \dfrac{1}{3}$ h, donc $v = \dfrac{6}{\dfrac{1}{3}} = 6 \times 3 = 18$ km/h.[/reponse]
[reponse motif="0.3"]Le calcul $\dfrac{6}{20} = 0{,}3$ donne un résultat en km par minute.
Pour obtenir des km/h, il faut convertir les minutes en heures.
$20$ min, combien d'heures cela représente-t-il ?[/reponse]
[reponse motif="0,3"]Le calcul $\dfrac{6}{20} = 0{,}3$ donne un résultat en km par minute, pas en km/h.
Pour convertir, penser que $20$ min $= \dfrac{1}{3}$ h.[/reponse]
[reponse motif="6"]Ce n'est pas la distance mais la vitesse qui est demandée.
La vitesse moyenne se calcule par $v = \dfrac{\text{distance}}{\text{temps}}$, avec le temps en heures.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
La vitesse moyenne se calcule par $v = \dfrac{\text{distance}}{\text{temps}}$.
La distance est $6$ km. Le temps est $20$ min qu'il faut convertir en heures.[/reponse]
[aide essai="2"]$v = \dfrac{\text{distance}}{\text{temps}}$. Léa parcourt $6$ km en $20$ minutes. Convertir $20$ min en heures : $20$ min $= \dfrac{20}{60}$ h.[/aide]
[aide essai="3"]$20$ min $= \dfrac{1}{3}$ h. On a donc $v = \dfrac{6}{\dfrac{1}{3}}$. Diviser par une fraction revient à multiplier par son inverse.[/aide]
[/math]
[solution]Léa parcourt $6$ km en $20$ minutes, soit $\dfrac{1}{3}$ d'heure.
$v = \dfrac{6}{\dfrac{1}{3}} = 6 \times 3 = 18$ km/h.[/solution]
[/etape]
[etape]
Observer la courbe entre $t = 20$ min et $t = 30$ min.
Entre ces deux instants, la distance parcourue par Léa [[comp]].
[select id="comp"]
[option]continue d'augmenter[/option]
[option correct="true"]ne change pas[/option]
[option]diminue[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Sur $[20~;~30]$, la courbe est horizontale : la distance reste à $6$ km.
Cela signifie que Léa ne progresse pas, elle fait une pause.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Observer attentivement l'allure de la courbe entre $t = 20$ et $t = 30$. Est-elle montante, descendante ou plate ?
Une courbe horizontale signifie que la distance ne change pas.[/reponse]
[aide essai="2"]Lire $f(20)$ et $f(30)$ sur le graphique et comparer les deux valeurs.[/aide]
[aide essai="3"]$f(20) = 6$ et $f(30) = 6$. La distance n'a pas changé entre ces deux instants.[/aide]
[/select]
[/etape]
[etape]
Parmi les affirmations suivantes, laquelle est correcte ?
[qcm]
[option]Au bout de 20 min, Léa a parcouru plus de la moitié du trajet[/option]
[option correct="true"]Au bout de 40 min, Léa a parcouru les deux tiers du trajet[/option]
[option]Au bout de 10 min, Léa a parcouru le quart du trajet[/option]
[option]Au bout de 50 min, Léa a parcouru 12 km[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
$f(40) = 8$ et les deux tiers du trajet valent $\dfrac{2}{3} \times 12 = 8$ km.
Au bout de $40$ min, Léa a bien parcouru exactement les deux tiers du trajet.[/reponse]
[reponse motif="Au bout de 20 min, Léa a parcouru plus de la moitié du trajet"]Non.
$f(20) = 6$ km et la moitié du trajet vaut $\dfrac{12}{2} = 6$ km.
Léa a parcouru exactement la moitié, pas plus.[/reponse]
[reponse motif="Au bout de 10 min, Léa a parcouru le quart du trajet"]Non.
$f(10) = 2$ km et le quart du trajet vaut $\dfrac{12}{4} = 3$ km.
$2 \neq 3$ : Léa n'a pas encore parcouru le quart du trajet au bout de $10$ min.[/reponse]
[reponse motif="Au bout de 50 min, Léa a parcouru 12 km"]Non.
$f(50) = 10$ km, pas $12$. Lire attentivement la valeur sur l'axe vertical à $t = 50$.
Léa ne termine le parcours qu'à $t = 60$ min.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour chaque affirmation, lire la distance sur le graphique au temps indiqué, puis comparer avec la fraction du trajet total ($12$ km).[/reponse]
[/qcm]
[/etape]