Chapitre — 6ème

La proportionnalité

I. Qu'est-ce que la proportionnalité ?
📘 Définition

Deux grandeurs sont proportionnelles lorsque l'on obtient les valeurs de l'une en multipliant les valeurs de l'autre par un même nombre, appelé coefficient de proportionnalité.

Autrement dit : si une grandeur est multipliée (ou divisée) par un nombre, l'autre grandeur est multipliée (ou divisée) par ce même nombre.

✏️ Exemple de la vie courante — Le plein d'essence
Un litre d'essence coûte 1,80 €. On veut connaître le prix pour plusieurs quantités.
GrandeurColonne 1Colonne 2Colonne 3
Volume (en L)1210
Prix (en €)1,803,6018

💡 Si on achète 2 fois plus d'essence, on paie 2 fois plus cher. Si on achète 10 fois plus, on paie 10 fois plus cher : le prix est proportionnel au volume acheté.

💡 On rencontre la proportionnalité tous les jours : le prix au poids dans un magasin, une recette de cuisine adaptée au nombre de convives, la distance parcourue à vitesse constante, la conversion d'unités...
🔍 Vérifie ta compréhension

Dans un magasin, 1 kg de pommes de terre coûte 1,20 €. Quel est le prix de 5 kg de pommes de terre ?

Si 1 kg coûte 1,20 €, alors 5 kg coûtent 5 fois plus cher.

\(1{,}20 \times 5 = 6\ €\)
5 kg de pommes de terre coûtent 6 €.
II. Identifier une situation de proportionnalité
1) Dans un tableau : la méthode des quotients
💡 Méthode

Pour savoir si un tableau est un tableau de proportionnalité, on calcule le quotient (2ᵉ ligne ÷ 1ʳᵉ ligne) pour chaque colonne :

  • Si tous les quotients sont égaux, le tableau est un tableau de proportionnalité. Ce quotient commun s'appelle le coefficient de proportionnalité du tableau.
  • Si un seul quotient est différent des autres, le tableau n'est pas un tableau de proportionnalité.
✏️ Exemple — Marché aux fruits
Un marchand affiche ce tarif. S'agit-il d'un tableau de proportionnalité ?
GrandeurColonne 1Colonne 2
Masse (en kg)25
Prix (en €)37,50

On calcule les quotients Prix ÷ Masse :

\(3 \div 2 = 1{,}5\)
\(7{,}50 \div 5 = 1{,}5\)
Les deux quotients sont égaux à 1,5 : c'est bien un tableau de proportionnalité, de coefficient 1,5. Le kilogramme de fruits coûte 1,50 €.
🔍 Vérifie ta compréhension

Ce tableau est-il un tableau de proportionnalité ? Justifie en calculant les quotients.

GrandeurColonne 1Colonne 2
Nombre d'objets46
Prix (en €)1015
\(10 \div 4 = 2{,}5\)
\(15 \div 6 = 2{,}5\)
Les deux quotients sont égaux : c'est un tableau de proportionnalité, de coefficient 2,5.
2) Sans calcul : reconnaître des situations courantes
✏️ Exemple
Parmi ces situations, lesquelles sont des situations de proportionnalité ?
  • Situation 1 : Léna adapte une recette pour 8 personnes alors qu'elle a la recette pour 4 personnes.
  • Situation 2 : Un jardinier plante des arbres : il fait 1 trou, puis 2 trous, puis se fatigue et ralentit.
  • Situation 3 : Un taxi facture 2 € de prise en charge, puis 1 € par kilomètre parcouru.
  • Situation 4 : Un cycliste roule à une vitesse constante de 15 km/h.
✅ Situation 1 — Proportionnalité

2 fois plus de personnes ⇒ 2 fois plus de chaque ingrédient.

❌ Situation 2 — Non proportionnelle

Le rythme change avec la fatigue : ce n'est pas un rapport constant.

❌ Situation 3 — Non proportionnelle

Il y a un prix fixe de 2 € en plus : pour 0 km, le prix n'est pas 0 €. Ce n'est donc pas proportionnel.

✅ Situation 4 — Proportionnalité

À vitesse constante, la distance parcourue est proportionnelle à la durée du trajet.

⭐ Astuce : dans une situation de proportionnalité, si une grandeur vaut 0, l'autre vaut aussi 0. C'est un bon réflexe pour repérer les situations qui ne sont pas proportionnelles (comme un prix de départ fixe).
🔍 Vérifie ta compréhension

Un pâtissier vend des macarons 1,20 € pièce. Cette situation est-elle proportionnelle ? Et si en plus il ajoutait 3 € de frais de boîte, quelle que soit la quantité achetée ?

Sans frais de boîte : le prix est proportionnel au nombre de macarons (0 macaron = 0 €).

Avec 3 € de frais fixes : ce n'est plus proportionnel, car pour 0 macaron on paierait quand même 3 €.

III. Résoudre un problème de proportionnalité
📘 Rappel

Dans un tableau de proportionnalité, si l'on connaît trois valeurs, on peut toujours calculer la quatrième valeur manquante. Il existe plusieurs procédures pour la calculer : à toi de choisir celle qui est la plus adaptée selon les nombres de l'énoncé.

1) Le coefficient de proportionnalité
🔷 Méthode — Le coefficient de proportionnalité

On calcule le nombre unique (le coefficient) qui permet de passer directement de n'importe quelle valeur de la première grandeur à la valeur correspondante de la seconde, puis on l'applique à la valeur cherchée.

✏️ Exemple
Chez un primeur, 3 kg de pommes coûtent 4,50 €. Combien coûtent 8 kg de pommes ?

Grandeurs : la masse de pommes est proportionnelle au prix.

Méthode : je vais utiliser le coefficient de proportionnalité.

\(4{,}50 \div 3 = 1{,}5\ \) → le coefficient de proportionnalité est 1,5 (il correspond ici au prix d'1 kg).
\(8 \times 1{,}5 = 12\)

Conclusion : donc 8 kg de pommes coûtent 12 €.

🔍 Entraîne-toi — coefficient de proportionnalité

Une imprimante imprime 15 pages en 2 minutes, à vitesse constante. Combien de pages imprime-t-elle en 6 minutes ? Utilise la méthode du coefficient de proportionnalité.

Grandeurs : le nombre de pages imprimées est proportionnel à la durée.

Méthode : je vais utiliser le coefficient de proportionnalité.

\(15 \div 2 = 7{,}5\ \) → le coefficient de proportionnalité est 7,5 (7,5 pages par minute).
\(7{,}5 \times 6 = 45\)

Conclusion : donc l'imprimante imprime 45 pages en 6 minutes.

2) Le retour à l'unité (passage à l'unité)
📐 Méthode — Le retour à l'unité

On calcule d'abord la valeur correspondant à une seule unité de la première grandeur (1 gâteau, 1 kg, 1 h...), puis on multiplie ce résultat par la quantité recherchée.

✏️ Exemple
Pour un anniversaire, une recette de gâteaux utilise 120 g de chocolat pour 4 gâteaux. Combien de grammes de chocolat faut-il pour 10 gâteaux ?
GrandeurColonne 1Colonne 2
Nombre de gâteaux410
Masse de chocolat (en g)120?

Grandeurs : le nombre de gâteaux est proportionnel à la masse de chocolat.

Méthode : je vais utiliser le retour à l'unité : je cherche la masse de chocolat pour 1 gâteau.

Grandeur4 gâteaux→ 1 gâteau→ 10 gâteaux
Nombre de gâteaux4110
Masse de chocolat (en g)12030300
Opération÷ 4× 10
\(120 \div 4 = 30\ \text{g (pour 1 gâteau)}\)
\(30 \times 10 = 300\ \text{g}\)

Conclusion : donc il faut 300 g de chocolat pour 10 gâteaux.

🔍 Entraîne-toi — retour à l'unité

7 stylos identiques coûtent 10,50 €. Combien coûtent 4 stylos ? Utilise le retour à l'unité.

Grandeurs : le nombre de stylos est proportionnel au prix.

Méthode : je vais utiliser le retour à l'unité : je cherche le prix d'un seul stylo.

\(10{,}50 \div 7 = 1{,}50\ € \text{ (prix d'1 stylo)}\)
\(1{,}50 \times 4 = 6\ €\)

Conclusion : donc 4 stylos coûtent 6 €.

3) La propriété de linéarité (multiplication)
📗 Méthode — Linéarité multiplicative

On repère directement par quel nombre on passe de la colonne connue à la colonne recherchée, puis on applique cette même multiplication à l'autre grandeur. C'est une méthode rapide quand ce nombre est simple à repérer.

✏️ Exemple
Toujours pour la recette précédente : 4 gâteaux nécessitent 120 g de chocolat. Combien de chocolat faut-il pour 10 gâteaux ?

Grandeurs : le nombre de gâteaux est proportionnel à la masse de chocolat.

Méthode : je vais utiliser la propriété de linéarité (multiplication), car je remarque que \(4 \times 2{,}5 = 10\).

GrandeurColonne 1Colonne 2
Nombre de gâteaux410
Masse de chocolat (en g)120300
Opération× 2,5
\(120 \times 2{,}5 = 300\ \text{g}\)

Conclusion : donc il faut 300 g de chocolat pour 10 gâteaux.

🔍 Entraîne-toi — linéarité (multiplication)

2 places de cinéma coûtent 18 €. Combien coûtent 6 places ? Utilise la propriété de linéarité multiplicative.

Grandeurs : le nombre de places est proportionnel au prix.

Méthode : je vais utiliser la propriété de linéarité (multiplication), car \(2 \times 3 = 6\).

\(18 \times 3 = 54\ €\)

Conclusion : donc 6 places coûtent 54 €.

4) La propriété de linéarité (addition)
📙 Méthode — Linéarité additive

On peut combiner des colonnes déjà connues par addition ou soustraction, car la somme (ou la différence) de deux colonnes d'un tableau de proportionnalité donne une nouvelle colonne du même tableau.

✏️ Exemple
Toujours pour la même recette : 4 gâteaux nécessitent 120 g de chocolat. Combien de chocolat faut-il pour 10 gâteaux ?

Grandeurs : le nombre de gâteaux est proportionnel à la masse de chocolat.

Méthode : je vais utiliser la propriété de linéarité (addition), car \(10 = 4 + 4 + 2\).

Grandeur4÷ 2 → 24 + 4 + 2 = 10
Nombre de gâteaux4210
Masse de chocolat (en g)12060300
\(120 \div 2 = 60\ \text{g (pour 2 gâteaux)}\)
\(120 + 120 + 60 = 300\ \text{g (pour 4 + 4 + 2 = 10 gâteaux)}\)

Conclusion : donc il faut 300 g de chocolat pour 10 gâteaux.

⭐ Cette méthode est pratique quand on peut décomposer facilement le nombre recherché à partir des valeurs déjà connues (ici 10 = 4 + 4 + 2).
🔍 Entraîne-toi — linéarité (addition)

3 kg de farine coûtent 4,50 €. Combien coûtent 7 kg de farine ? (Astuce : \(7 = 3 + 3 + 1\)). Utilise la propriété de linéarité additive.

Grandeurs : la masse de farine est proportionnelle au prix.

Méthode : je vais utiliser la propriété de linéarité (addition), car \(7 = 3 + 3 + 1\).

\(4{,}50 \div 3 = 1{,}50\ € \text{ (pour 1 kg)}\)
\(4{,}50 + 4{,}50 + 1{,}50 = 10{,}50\ € \text{ (pour 3+3+1 = 7 kg)}\)

Conclusion : donc 7 kg de farine coûtent 10,50 €.

🧭 Choisir sa procédure
  • Coefficient de proportionnalité : méthode générale, toujours possible, très pratique pour calculer plusieurs valeurs différentes de suite.
  • Retour à l'unité : toujours possible aussi, utile pour bien comprendre le sens du problème (« combien pour 1 ? »).
  • Linéarité multiplicative : rapide quand on voit facilement un coefficient simple entre les deux colonnes concernées.
  • Linéarité additive : pratique quand on peut décomposer la valeur cherchée par addition ou soustraction de colonnes déjà connues.
IV. La méthode pour bien rédiger
🧭 À retenir

Maintenant que tu connais les différentes méthodes de calcul, il faut apprendre à rédiger proprement ta réponse. On rédige toujours en 4 étapes. C'est cette rédaction qui sera attendue et notée dans tous les exercices du chapitre.

1Les grandeurs
→
2La méthode
→
3Les calculs
→
4La conclusion
Étape 1 — J'identifie les grandeurs proportionnelles

Je commence toujours ma rédaction par une phrase du type : « La (grandeur 1) est proportionnelle à la (grandeur 2). » Cette phrase montre que j'ai bien compris la situation avant de calculer.

Étape 2 — J'annonce la méthode que je vais utiliser

Je précise clairement la procédure choisie parmi les quatre méthodes vues en partie III : « Je vais utiliser le coefficient de proportionnalité », « ... le retour à l'unité », « ... la propriété de linéarité (multiplication) » ou « ... la propriété de linéarité (addition) ».

Étape 3 — Je pose et j'effectue mes calculs

Je note les opérations clairement, ligne par ligne, sans les cacher : c'est ce qui permet de vérifier mon raisonnement même si le résultat final est faux.

Étape 4 — Je conclus par une phrase complète

Je termine toujours par une phrase de conclusion qui répond à la question posée, avec l'unité : « Donc ... ».

Un exemple de rédaction modèle
✏️ Énoncé

Chez un primeur, 3 kg de pommes coûtent 4,50 €. Combien coûtent 8 kg de pommes ?

Étape 1 — Grandeurs

La masse de pommes est proportionnelle au prix.

Étape 2 — Méthode

Je vais utiliser le coefficient de proportionnalité.

Étape 3 — Calculs
\(4{,}50 \div 3 = 1{,}50\ €\ \text{(coefficient de proportionnalité)}\)
\(1{,}50 \times 8 = 12\ €\)
Étape 4 — Conclusion

Donc 8 kg de pommes coûtent 12 €.

⭐ Cette rédaction en 4 étapes sera exigée dans tous les exercices du chapitre, quelle que soit la méthode de calcul choisie.
🔍 Vérifie ta compréhension

Remets dans le bon ordre les 4 étapes de rédaction suivantes, pour l'énoncé : « 5 billets de cinéma coûtent 40 €. Combien coûtent 8 billets ? »

  • A. \(8 \times 8 = 64\)
  • B. Le nombre de billets est proportionnel au prix.
  • C. Donc 8 billets coûtent 64 €.
  • D. Je vais utiliser le retour à l'unité : \(40 \div 5 = 8\ €\) (prix d'un billet).

Le bon ordre est : B (grandeurs) → D (méthode + début des calculs) → A (calcul) → C (conclusion).

Étape 1 : B — Étape 2 et début étape 3 : D — Étape 3 (suite) : A — Étape 4 : C.
📝 À toi de jouer — rédaction complète

Une voiture consomme 6 L d'essence pour parcourir 100 km. Combien de litres consomme-t-elle pour parcourir 350 km ? Rédige ta réponse en 4 étapes.

Étape 1 — Grandeurs

La distance parcourue est proportionnelle à la quantité d'essence consommée.

Étape 2 — Méthode

Je vais utiliser la propriété de linéarité (addition), car \(350 = 100 + 100 + 100 + 50\).

Étape 3 — Calculs
\(6 \div 2 = 3\ \text{L (pour 50 km)}\)
\(6 + 6 + 6 + 3 = 21\ \text{L (pour 100+100+100+50 = 350 km)}\)
Étape 4 — Conclusion

Donc la voiture consomme 21 L pour 350 km.

V. Représenter une situation de proportionnalité
📗 Méthode — Le tableau

La façon la plus simple de représenter une situation de proportionnalité est d'utiliser un tableau à deux lignes : une ligne pour chaque grandeur, et une colonne pour chaque situation.

✏️ Exemple — Location de vélos
La location d'un vélo coûte 3 € par heure. On représente cette situation dans un tableau :
Grandeur
Durée (en h)124
Prix (en €)3612
Notation symbolique
📘 Écriture

On peut aussi écrire la relation entre les deux grandeurs sous une forme symbolique, en utilisant le coefficient de proportionnalité :

\(\text{Prix} = 3 \times \text{Durée}\)

Ce qui signifie : pour trouver le prix, il suffit de multiplier la durée par 3, quelle que soit la durée choisie.

Durée (h)
x
→ × 3 →
Prix (€)
3 × x
🔍 Vérifie ta compréhension

Un robinet remplit une bassine à débit constant : il coule 5 L d'eau par minute. Complète la phrase : « Volume = ... × ... »

\(\text{Volume} = 5 \times \text{Durée}\)
✏️ Exercice
Un robinet remplit une bassine à débit constant : il coule 5 L d'eau par minute. Complète le tableau, puis écris la relation avec une notation symbolique.
Grandeur
Durée (en min)138
Volume (en L)???
Grandeur
Durée (en min)138
Volume (en L)51540

Le coefficient de proportionnalité est 5. On peut écrire :

\(\text{Volume} = 5 \times \text{Durée}\)
⭐ Cette écriture symbolique prépare le travail qui sera fait au collège avec les fonctions linéaires en 4ème et en 3ème.
📝 Bilan — à toi de jouer

Un boulanger vend des baguettes à 1,10 € l'unité. Combien coûtent 6 baguettes ? Rédige ta réponse en respectant les 4 étapes vues dans ce chapitre.

Étape 1 — Grandeurs

Le nombre de baguettes est proportionnel au prix.

Étape 2 — Méthode

Je vais utiliser le coefficient de proportionnalité : le prix d'une baguette, 1,10 €, est justement ce coefficient.

Étape 3 — Calculs
\(1{,}10 \times 6 = 6{,}60\ €\)
Étape 4 — Conclusion

Donc 6 baguettes coûtent 6,60 €.

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