Prix de l’essence et tableau de proportionnalité

Dans une station-service, le prix payé pour différentes quantités d'essence est consigné dans le tableau suivant.

Volume (en L) 10 25 40
Prix payé (en €) 18,40 46,00 73,60
  1. Vérifier que ce tableau est un tableau de proportionnalité.
  2. Donner le coefficient de proportionnalité et expliquer ce qu'il représente concrètement.
  3. Calculer le prix payé pour un plein de 60 L.

Corrigé

  1. On calcule le quotient $\dfrac{\text{prix}}{\text{volume}}$ pour chaque colonne :
    $\dfrac{18{,}40}{10} = 1{,}84$ , $\dfrac{46{,}00}{25} = 1{,}84$ , $\dfrac{73{,}60}{40} = 1{,}84$
    Tous les quotients sont égaux à $1{,}84$, donc ce tableau est bien un tableau de proportionnalité.
  2. Le coefficient de proportionnalité est $\mathbf{1{,}84}$. Concrètement, ce nombre représente le prix d'un litre d'essence, exprimé en euros par litre.
  3. On multiplie le volume par le coefficient :
    $60 \times 1{,}84 = 110{,}40$
    Le prix payé pour 60 L est $110{,}40$ €.

Vrai/Faux : Reconnaître une situation de proportionnalité

[enonce]
Pour chaque affirmation suivante sur la reconnaissance d'une situation de proportionnalité, indiquer si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]

[etape]
Affirmation : Dans un tableau de proportionnalité, le quotient d'une valeur de la deuxième ligne par la valeur correspondante de la première ligne est toujours le même.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
C'est précisément la définition d'un tableau de proportionnalité : tous les quotients sont égaux à un même nombre, le coefficient de proportionnalité.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
La constance des quotients caractérise la proportionnalité ; ce nombre commun est le coefficient.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. Tous les quotients $\dfrac{y}{x}$ sont égaux au coefficient de proportionnalité.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Si trois points sont alignés sur un graphique, alors les grandeurs représentées sont forcément proportionnelles.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
L'alignement seul ne suffit pas : il faut en plus que la droite passe par l'origine du repère.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention : une droite qui ne passe pas par l'origine donne des points alignés, mais pas une situation de proportionnalité.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. Pour la proportionnalité, il faut aussi que la droite passe par l'origine du repère.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Si un tableau ne contient que deux colonnes, on ne peut pas savoir s'il est un tableau de proportionnalité.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Avec deux colonnes, on calcule les deux quotients et on les compare. S'ils sont égaux, le tableau est un tableau de proportionnalité (avec les données fournies).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Deux colonnes suffisent : on calcule deux quotients et on vérifie leur égalité.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. Deux quotients égaux suffisent à conclure que le tableau (de deux colonnes) est de proportionnalité.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Le périmètre d'un carré est proportionnel à la longueur de son côté.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Le périmètre d'un carré de côté $c$ vaut $4c$. Le quotient $\dfrac{4c}{c} = 4$ est constant : périmètre et côté sont proportionnels (coefficient $4$).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
La formule $P = 4c$ montre que le périmètre s'obtient en multipliant le côté par $4$ : c'est de la proportionnalité.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. La formule $P = 4c$ traduit une situation de proportionnalité de coefficient $4$.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : L'aire d'un disque est proportionnelle à son rayon.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
L'aire d'un disque de rayon $r$ vaut $\pi r^2$. Le quotient $\dfrac{\pi r^2}{r} = \pi r$ dépend de $r$ : ce n'est pas constant, donc pas de proportionnalité.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le piège : la formule $\pi r^2$ n'est pas linéaire en $r$ (le carré change tout). L'aire est proportionnelle à $r^2$, mais pas à $r$.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. L'aire $\pi r^2$ est proportionnelle au carré du rayon, et non au rayon lui-même.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Dans un tableau de proportionnalité, on peut additionner les valeurs de deux colonnes pour obtenir une troisième.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Si la colonne $A$ contient $(a\,;\,k a)$ et la colonne $B$ contient $(b\,;\,k b)$, alors la somme donne $(a+b\,;\,ka + kb) = (a+b\,;\,k(a+b))$, qui est encore une colonne du tableau.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
C'est une propriété fondamentale : la somme de deux colonnes d'un tableau de proportionnalité est encore une colonne valide.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. C'est l'additivité du tableau de proportionnalité, conséquence directe de la distributivité.
[/solution]
[/etape]

QCM : Reconnaître une situation de proportionnalité

[enonce]
Ce QCM porte sur la reconnaissance d'une situation de proportionnalité. Pour chaque question, choisir la bonne réponse parmi les quatre propositions.
[/enonce]

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

Quantité 2 5 8
Prix (€) 6 15 24

[qcm]
[option correct="true"]Oui, le coefficient est $3$.[/option]
[option]Oui, le coefficient est $4$.[/option]
[option]Non, ce n'est pas un tableau de proportionnalité.[/option]
[option]Oui, le coefficient est $6$.[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
On calcule les quotients $\dfrac{6}{2} = 3$, $\dfrac{15}{5} = 3$, $\dfrac{24}{8} = 3$.
Tous les quotients sont égaux à $3$ : c'est bien un tableau de proportionnalité de coefficient $3$.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $4$."]Non.
Le coefficient se lit en faisant le quotient de la deuxième ligne par la première.
Reprendre les divisions $\dfrac{6}{2}$, $\dfrac{15}{5}$, $\dfrac{24}{8}$.[/reponse]
[reponse motif="Non, ce n'est pas un tableau de proportionnalité."]Non.
Recalculer les trois quotients : si tous sont égaux, c'est bien un tableau de proportionnalité.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $6$."]Non.
$6$ est la première valeur de la deuxième ligne, ce n'est pas le coefficient.
Le coefficient s'obtient par le quotient $\dfrac{6}{2}$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
On calcule chaque quotient : $\dfrac{6}{2} = \dfrac{15}{5} = \dfrac{24}{8} = 3$. Coefficient $3$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

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

Durée (h) 3 5 8
Distance (km) 9 15 20

[qcm]
[option]Oui, le coefficient est $3$.[/option]
[option correct="true"]Non, les quotients ne sont pas tous égaux.[/option]
[option]Oui, le coefficient est $5$.[/option]
[option]Pas assez d'informations pour conclure.[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
On calcule $\dfrac{9}{3} = 3$, $\dfrac{15}{5} = 3$, mais $\dfrac{20}{8} = 2{,}5$.
Comme un quotient diffère, ce n'est pas un tableau de proportionnalité.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $3$."]Non.
Vérifier le dernier quotient $\dfrac{20}{8}$ : il faut que tous les quotients soient égaux.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $5$."]Non.
$5$ apparaît dans la première ligne mais ce n'est pas un quotient. Calculer $\dfrac{9}{3}$, $\dfrac{15}{5}$, $\dfrac{20}{8}$.[/reponse]
[reponse motif="Pas assez d'informations pour conclure."]Non.
Le tableau donne tous les quotients à comparer. Il suffit de les calculer.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
$\dfrac{20}{8} = 2{,}5$ alors que les deux autres quotients valent $3$. Les quotients ne sont pas tous égaux.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Le côté d'un carré et son aire sont-ils proportionnels ?
[qcm]
[option]Oui, le coefficient de proportionnalité est $2$.[/option]
[option]Oui, le coefficient est égal à la longueur du côté.[/option]
[option correct="true"]Non, le quotient $\dfrac{\text{aire}}{\text{côté}}$ n'est pas constant.[/option]
[option]On ne peut pas répondre sans connaître les valeurs.[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Si le côté vaut $c$, l'aire vaut $c^2$. Le quotient $\dfrac{c^2}{c} = c$ change quand $c$ change.
Par exemple pour $c = 2$, $\dfrac{4}{2} = 2$ ; pour $c = 5$, $\dfrac{25}{5} = 5$. Les quotients diffèrent.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient de proportionnalité est $2$."]Non.
Tester avec deux valeurs de côté : $c = 2$ donne aire $4$, $c = 5$ donne aire $25$. Le quotient n'est pas le même.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est égal à la longueur du côté."]Non.
Un coefficient de proportionnalité est par définition constant. S'il dépend du côté, ce n'est plus un coefficient.[/reponse]
[reponse motif="On ne peut pas répondre sans connaître les valeurs."]Non.
La formule de l'aire d'un carré est $c^2$ quelle que soit la valeur de $c$. Cela suffit pour conclure.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
$\dfrac{\text{aire}}{\text{côté}} = \dfrac{c^2}{c} = c$ : ce quotient varie avec $c$. Donc l'aire n'est pas proportionnelle au côté.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Sur un graphique, on représente les points $(0\,;\,0)$, $(1\,;\,3)$, $(2\,;\,6)$ et $(3\,;\,9)$. Que peut-on dire ?
[qcm]
[option correct="true"]Les grandeurs sont proportionnelles, le coefficient est $3$.[/option]
[option]Les grandeurs ne sont pas proportionnelles.[/option]
[option]Les grandeurs sont proportionnelles, le coefficient est $1$.[/option]
[option]On ne peut pas conclure sans tracer la droite.[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Les quatre points sont alignés sur une droite passant par l'origine $(0\,;\,0)$.
On lit $\dfrac{3}{1} = \dfrac{6}{2} = \dfrac{9}{3} = 3$ : c'est de la proportionnalité de coefficient $3$.[/reponse]
[reponse motif="Les grandeurs ne sont pas proportionnelles."]Non.
Les points sont alignés et passent par l'origine. Recalculer les quotients $\dfrac{y}{x}$.[/reponse]
[reponse motif="Les grandeurs sont proportionnelles, le coefficient est $1$."]Non.
Le coefficient n'est pas $1$. Lire l'ordonnée pour $x = 1$ : on trouve $3$, pas $1$.[/reponse]
[reponse motif="On ne peut pas conclure sans tracer la droite."]Non.
La donnée des points suffit : ils sont alignés avec l'origine, donc proportionnels.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Les points sont alignés et passent par l'origine, le coefficient vaut $\dfrac{y}{x} = 3$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Sur un graphique, on lit les points $(0\,;\,2)$, $(1\,;\,5)$, $(2\,;\,8)$ et $(3\,;\,11)$. Les grandeurs sont-elles proportionnelles ?
[qcm]
[option]Oui, car les points sont alignés.[/option]
[option]Oui, le coefficient est $3$.[/option]
[option correct="true"]Non, la droite ne passe pas par l'origine.[/option]
[option]Non, les points ne sont pas alignés.[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Les points sont alignés (la différence $y - 3x$ vaut toujours $2$), mais l'ordonnée à l'origine est $2$, pas $0$.
Pour qu'il y ait proportionnalité, la droite doit passer par l'origine.[/reponse]
[reponse motif="Oui, car les points sont alignés."]Non.
L'alignement seul ne suffit pas. Vérifier si la droite passe par le point $(0\,;\,0)$.[/reponse]
[reponse motif="Oui, le coefficient est $3$."]Non.
Si c'était proportionnel, on aurait $\dfrac{2}{0}$ pour le premier point, ce qui est impossible.
Vérifier le passage par l'origine.[/reponse]
[reponse motif="Non, les points ne sont pas alignés."]Non.
Les points sont bien alignés (l'écart entre deux ordonnées successives est constant). Le problème est ailleurs.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour conclure à la proportionnalité, deux conditions : points alignés ET droite passant par l'origine. Ici, la droite coupe l'axe en $(0\,;\,2)$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Dans un tableau de proportionnalité, on connaît une colonne avec $a = 4$ et $b = 10$. Quelle valeur de $b$ correspond à $a = 12$ ?
[qcm]
[option]$18$[/option]
[option correct="true"]$30$[/option]
[option]$16$[/option]
[option]$24$[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Le coefficient de proportionnalité est $\dfrac{10}{4} = 2{,}5$.
Pour $a = 12$, on a $b = 12 \times 2{,}5 = 30$.[/reponse]
[reponse motif="$18$"]Non.
Ajouter la même quantité aux deux lignes ($a$ passe de $4$ à $12$, donc $+8$, et faire $10 + 8 = 18$) ne fonctionne pas.
Dans une proportionnalité, on multiplie, on n'ajoute pas.[/reponse]
[reponse motif="$16$"]Non.
$16$ correspond à $12 + 4$ : on a additionné les deux valeurs au lieu d'utiliser le coefficient multiplicatif.[/reponse]
[reponse motif="$24$"]Non.
$24$ correspond à $12 \times 2$. Le coefficient n'est pas $2$ ; il faut le calculer à partir de la colonne connue.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Coefficient : $\dfrac{10}{4} = 2{,}5$. Donc pour $a = 12$, $b = 12 \times 2{,}5 = 30$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]