Chapitre 07 · Sixième

Cours

Proportionnalité

Tableaux de proportionnalité, règle de trois et pourcentages

Aller aux exercices →

La proportionnalité est présente partout dans la vie quotidienne : recettes de cuisine, plans et cartes, prix et remises, mélanges et dosages. En 6ème, on apprend à reconnaître une situation de proportionnalité, à compléter un tableau de proportionnalité, à appliquer la règle de trois, et à calculer des pourcentages.

Mieux retenir

Comment utiliser ce cours efficacement

Commence par lire les définitions et les exemples, puis va refaire un ou deux exercices sans aide. Le but n’est pas seulement de comprendre le texte, mais de transformer ces idées en réflexes utilisables.

Ce qu’il faut viser

  • Comparer, simplifier et transformer des écritures numériques.
  • Justifier les étapes de calcul sans sauter les conversions importantes.

Points de vigilance

  • Mélanger addition et multiplication des fractions.
  • Oublier de simplifier le résultat final.

1Reconnaître une situation de proportionnalité

Deux grandeurs sont proportionnelles si on peut passer de l'une à l'autre en multipliant (ou divisant) par un même nombre appelé coefficient de proportionnalité (ou coefficient kk).

Formellement, si yy est proportionnel à xx, alors il existe un nombre kk tel que y=k×xy = k \times x pour toutes les valeurs considérées. Dans un tableau, la proportionnalité se traduit par le fait que tous les quotients yx\dfrac{y}{x} sont égaux :
y1x1=y2x2=y3x3=k\frac{y_1}{x_1} = \frac{y_2}{x_2} = \frac{y_3}{x_3} = k

Autres propriétés d'un tableau de proportionnalité :
- Si on multiplie une valeur de xx par un nombre tt, la valeur correspondante de yy est aussi multipliée par tt.
- Si on additionne deux colonnes, la colonne résultante est aussi dans le tableau.
- La représentation graphique d'une proportionnalité est une droite passant par l'origine (0;0)(0 ; 0).

Définition

Proportionnalité

Deux grandeurs sont proportionnelles si leur rapport est constant. On a yx=k\dfrac{y}{x} = k (coefficient de proportionnalité).

Définition

Coefficient de proportionnalité

Nombre kk tel que y=k×xy = k \times x. C'est la valeur de yy quand x=1x = 1 (valeur unitaire).
Exemple 1— Vérification de proportionnalité
Est-ce que les tableaux suivants représentent des situations de proportionnalité ?
(a) x:2,5,8x : 2, 5, 8 et y:6,15,24y : 6, 15, 24.
(b) x:1,3,6x : 1, 3, 6 et y:2,5,11y : 2, 5, 11.

Solution

(a) 62=3\dfrac{6}{2} = 3, 155=3\dfrac{15}{5} = 3, 248=3\dfrac{24}{8} = 3. Tous les rapports valent 33 → proportionnel avec k=3k = 3.
(b) 21=2\dfrac{2}{1} = 2, 53≈1,67\dfrac{5}{3} \approx 1{,}67 → les rapports sont différents → non proportionnel.
  • Proportionnel ↔ tous les rapports yx\dfrac{y}{x} sont égaux.
  • La représentation graphique est une droite passant par (0;0)(0 ; 0).
  • Attention : une droite ne passant pas par l'origine N'est PAS une situation de proportionnalité.

2Compléter un tableau de proportionnalité — règle de trois

Pour compléter un tableau de proportionnalité, plusieurs méthodes sont disponibles.

Méthode 1 — Coefficient : On calcule k=yxk = \dfrac{y}{x} à partir d'une colonne connue, puis on calcule les valeurs manquantes avec y=k×xy = k \times x.

Méthode 2 — Règle de trois (ou produit en croix) : Si ab=cd\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d}, alors a×d=b×ca \times d = b \times c (produit des extrêmes = produit des moyens). Cela permet de trouver la valeur inconnue.

Exemple : « 33 cahiers coûtent 5,40 \euro5{,}40\,\euro. Combien coûtent 77 cahiers ? »
3 cahiers5,40 \euro=7 cahiersx \euro⇒x=7×5,403=37,803=12,60 \euro\frac{3 \text{ cahiers}}{5{,}40 \text{ \euro}} = \frac{7 \text{ cahiers}}{x \text{ \euro}} \Rightarrow x = \frac{7 \times 5{,}40}{3} = \frac{37{,}80}{3} = 12{,}60 \text{ \euro}

Méthode 3 — Linéarité : On utilise le fait que si on multiplie (ou additionne) les valeurs d'une ligne, on fait la même chose sur l'autre.
Exemple 1— Règle de trois
Une voiture parcourt 210210 km avec 1515 L d'essence. Combien de litres faut-il pour 280280 km ?

Solution

210 km15 L=280 kmx L⇒x=280×15210=4 200210=20 L\frac{210\,\text{km}}{15\,\text{L}} = \frac{280\,\text{km}}{x\,\text{L}} \Rightarrow x = \frac{280 \times 15}{210} = \frac{4\,200}{210} = 20 \text{ L}
Exemple 2— Coefficient de proportionnalité
Compléter le tableau : x:4,7,□x : 4, 7, \square et y:10,□,35y : 10, \square, 35.

Solution

k=104=2,5k = \dfrac{10}{4} = 2{,}5.
Pour x=7x = 7 : y=2,5×7=17,5y = 2{,}5 \times 7 = 17{,}5.
Pour y=35y = 35 : x=352,5=14x = \dfrac{35}{2{,}5} = 14.

3Échelles et plans

Une échelle est un rapport de proportionnalité entre les distances sur une carte (ou un plan) et les distances réelles. On l'écrit souvent sous la forme 1:n1 : n (ou 1n\dfrac{1}{n}) ce qui signifie que 1 cm1\,\text{cm} sur la carte correspond à n cmn\,\text{cm} en réalité.

Exemples d'échelles courantes :
- Carte routière : 1:200 0001 : 200\,000 (1 cm=2 km1\,\text{cm} = 2\,\text{km})
- Plan de ville : 1:10 0001 : 10\,000 (1 cm=100 m1\,\text{cm} = 100\,\text{m})
- Plan de maison : 1:1001 : 100 (1 cm=1 m1\,\text{cm} = 1\,\text{m})

Formules :
distance reˊelle=distance carte×n\text{distance réelle} = \text{distance carte} \times n
distance carte=distance reˊellen\text{distance carte} = \frac{\text{distance réelle}}{n}

Définition

Échelle

Rapport distance sur la cartedistance reˊelle\dfrac{\text{distance sur la carte}}{\text{distance réelle}}. Une échelle 1:50 0001 : 50\,000 signifie que 1 cm1\,\text{cm} sur la carte = 50 000 cm=500 m50\,000\,\text{cm} = 500\,\text{m} en réalité.
Exemple 1— Utilisation d'une échelle
Sur une carte à l'échelle 1:25 0001 : 25\,000, deux villes sont distantes de 8 cm8\,\text{cm}. Quelle est la distance réelle ?

Solution

Distance réelle =8×25 000=200 000 cm=2 000 m=2 km= 8 \times 25\,000 = 200\,000\,\text{cm} = 2\,000\,\text{m} = 2\,\text{km}.

4Pourcentages

Un pourcentage est un rapport exprimé pour 100100. x %x\,\% signifie x100\dfrac{x}{100}. Les pourcentages sont une application directe de la proportionnalité.

Calculer t %t\,\% d'une quantité QQ :
reˊsultat=Q×t100\text{résultat} = Q \times \frac{t}{100}

Exemple : 20 %20\,\% de 150 \euro=150×20100=150×0,2=30 \euro150\,\euro = 150 \times \dfrac{20}{100} = 150 \times 0{,}2 = 30\,\euro.

Appliquer une réduction (ou augmentation) de t %t\,\% :
- Réduction de t %t\,\% : multiplier par (1−t100)\left(1 - \dfrac{t}{100}\right).
- Augmentation de t %t\,\% : multiplier par (1+t100)\left(1 + \dfrac{t}{100}\right).

Exemple : une veste coûte 80 \euro80\,\euro et est soldée à −25 %-25\,\%. Prix soldé : 80×(1−0,25)=80×0,75=60 \euro80 \times (1 - 0{,}25) = 80 \times 0{,}75 = 60\,\euro.

Définition

Pourcentage

t %t\,\% d'une quantité QQ vaut Q×t100Q \times \dfrac{t}{100}. Le symbole %\% signifie « pour cent » (÷100\div 100).

Définition

Taux de réduction

Un taux de réduction de t %t\,\% signifie que le prix final est (100−t) %(100 - t)\,\% du prix initial, soit un coefficient multiplicateur de 1−t1001 - \dfrac{t}{100}.
Exemple 1— Calcul de pourcentage
Calculer 15 %15\,\% de 240 \euro240\,\euro.

Solution

240×15100=240×0,15=36 \euro240 \times \frac{15}{100} = 240 \times 0{,}15 = 36\,\euro
Exemple 2— Remise commerciale
Un article vaut 120 \euro120\,\euro. Il est affiché avec une remise de 30 %30\,\%. Quel est le prix à payer ?

Solution

Réduction : 120×0,30=36 \euro120 \times 0{,}30 = 36\,\euro. Prix à payer : 120−36=84 \euro120 - 36 = 84\,\euro.
Ou directement : 120×(1−0,30)=120×0,70=84 \euro120 \times (1 - 0{,}30) = 120 \times 0{,}70 = 84\,\euro.

⚠ Attention

Les pourcentages ne s'additionnent pas directement. Une hausse de 10 %10\,\% suivie d'une baisse de 10 %10\,\% ne donne pas le prix initial : 100×1,1×0,9=99≠100100 \times 1{,}1 \times 0{,}9 = 99 \neq 100.

5Vitesse, débit et grandeurs composées

Certaines grandeurs proportionnelles courantes mettent en jeu deux grandeurs différentes : on les appelle grandeurs composées.

La vitesse moyenne est le rapport de la distance parcourue au temps mis :
v=dt⇔d=v×t⇔t=dvv = \frac{d}{t} \quad \Leftrightarrow \quad d = v \times t \quad \Leftrightarrow \quad t = \frac{d}{v}

Le débit est le rapport du volume au temps : D=VtD = \dfrac{V}{t}.

La formule de la vitesse se mémorise facilement avec le triangle :
d=v×t\boxed{d = v \times t}

Attention aux unités : si vv est en km/h et tt en minutes, il faut convertir le temps en heures avant d'appliquer la formule.
Exemple 1— Calcul de vitesse
Un train parcourt 360 km360\,\text{km} en 2 h 30 min2\,\text{h}\,30\,\text{min}. Quelle est sa vitesse moyenne ?

Solution

t=2,5 ht = 2{,}5\,\text{h}. v=dt=3602,5=144 km/hv = \dfrac{d}{t} = \dfrac{360}{2{,}5} = 144\,\text{km/h}.
Exemple 2— Calcul de distance
Un cycliste roule à 18 km/h18\,\text{km/h} pendant 40 min40\,\text{min}. Quelle distance parcourt-il ?

Solution

t=4060=23 ht = \dfrac{40}{60} = \dfrac{2}{3}\,\text{h}. d=v×t=18×23=12 kmd = v \times t = 18 \times \dfrac{2}{3} = 12\,\text{km}.

★ À retenir

  • 1
    Deux grandeurs sont proportionnelles si tous les rapports yx\dfrac{y}{x} sont égaux au même coefficient kk.
  • 2
    Règle de trois : ab=cd⇒a×d=b×c\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d} \Rightarrow a \times d = b \times c.
  • 3
    t %t\,\% de QQ =Q×t100= Q \times \dfrac{t}{100}.
  • 4
    Réduction de t %t\,\% : multiplier par (1−t100)\left(1 - \dfrac{t}{100}\right). Augmentation : multiplier par (1+t100)\left(1 + \dfrac{t}{100}\right).
  • 5
    Vitesse : d=v×td = v \times t (vérifier la cohérence des unités !).
  • 6
    Échelle 1:n1 : n → distance réelle == distance carte × n\times\, n.

Prêt à pratiquer ?

Exercices — Proportionnalité

Voir les exercices →

Organisation

Mettre ce chapitre de côté intelligemment

Ajoute-le à tes favoris pour le retrouver vite, ou marque-le à revoir si tu veux revenir dessus pendant une prochaine séance.

Continuer la progression

Chapitres liés à revoir ensuite

Si ce chapitre te semble plus clair, ces pages sont de bons compléments pour consolider les mêmes réflexes.