Mathématiques 4e - 2022

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Algorithmique et programmation
Dossier Scratch
Partie 1 : Nombres et calculs
Ch. 1
Nombres relatifs
Ch. 2
Addition et soustraction de nombres rationnels
Ch. 3
Multiplication et division de nombres rationnels
Ch. 4
Puissances
Ch. 5
Calcul littéral
Ch. 6
Résolution d'équations
Partie 2 : Organisation et gestion de données, fonctions
Ch. 7
Statistiques
Ch. 8
Probabilités
Ch. 9
Notion de fonctions
Partie 3 : Espace et géométrie
Ch. 11
Théorème de Thalès
Ch. 12
Propriétés des triangles rectangles
Ch. 13
Géométrie plane
Ch. 14
Géométrie dans l'espace
Prolongement
Chapitre 10
Activités

Découvrir le chapitre : Proportionnalité

18 professeurs ont participé à cette page
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Histoire des maths

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Les proportions

L'approche que nous avons de nos jours de la proportionnalité est avant tout une approche fonctionnelle : tableaux de proportionnalité ou représentations graphiques. Cependant, avant cette approche, il est évident que l'on avait besoin d'utiliser ou de trouver des grandeurs proportionnelles. Euclide (environ 300 av. J.-C.) consacre tout le livre V de ses Éléments aux proportions et on peut encore aujourd'hui utiliser ses résultats. Avec les notations actuelles, voici une propriété que l'on peut y trouver : quatre nombres non nuls a, b, c et d définissent une proportion lorsque \frac{a}{b}=\frac{c}{d}.
Dès lors que l'on a cette proportion, on a aussi, par exemple, les proportions suivantes : {\frac{a}{c}=\frac{b}{d}} , {\frac{b}{a}=\frac{d}{c}} , {\frac{a+b}{b}=\frac{c+d}{d}~,}  a d=b c , \frac{a-b}{b}=\frac{c-d}{d} , \frac{a}{b}=\frac{a+c}{b+d} ou encore {\frac{a}{b}=\frac{a-c}{b-d}}.

Placeholder pour Karl Weierstrass peint par Conrad Fehr (1815-1897)Karl Weierstrass peint par Conrad Fehr (1815-1897)
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Karl Weierstrass (1815-1897)
Au XIXe siècle, en reprenant les propositions du livre V des Éléments, le mathématicien Karl Weierstrass réussit à donner à l'analyse toute la rigueur dont elle avait besoin. Il a été le professeur de grands mathématiciens comme Georg Cantor, Felix Klein, Sophus Lie, Hermann Minkowski et Sofia Kovalevskaya.

En se servant des propriétés d'Euclide ci-dessus, trouver deux nombres dont la différence est 12 et le quotient \frac{11}{5}.
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Activité 1
Produits en croix

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Objectif
Calculer une quatrième proportionnelle à l'aide des produits en croix.

Chez le fromager, 300 g de raclette coûtent 5,55 €. John en achète 420 g. On sait que le prix est proportionnel à la masse achetée.

Masse de fromage en gramme3001200420
Prix en euro5,55xyz

Placeholder pour photo d'une délicieuse raclette traditionnelle suisse fondue sur une pomme de terre cuite ou cuite en dés, servie dans des pastilles individuelles avec du salami et des pommes de terrephoto d'une délicieuse raclette traditionnelle suisse fondue sur une pomme de terre cuite ou cuite en dés, servie dans des pastilles individuelles avec du salami et des pommes de terre
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1
Calculer le prix x d'un gramme de fromage.
2
Comment peut-on trouver le prix y de 200 g de fromage ?
3
Calculer le prix z payé par John pour l'achat de son fromage.

Bilan
Comment peut-on retrouver le prix de 420 g de fromage sans calculer le prix de 1 g de fromage, ni celui de 200 g ? Recopier et compléter cette égalité : z=\frac{.... \times ....}{.... }.
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Activité 2
Caractérisation graphique de la proportionnalité

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Objectif
Reconnaître graphiquement une situation de proportionnalité.

Pauline souhaiterait pratiquer de la zumba. Elle a trouvé trois clubs proposant chacun un tarif différent.
ZumbaFun
Nombre de mois36912
Prix en €90180270360

KaZumba
Nombre de mois36912
Prix en €120180240300

ZumbaFamily
Nombre de mois36912
Prix en €120240360450
1
Parmi ces trois tableaux, lequel est un tableau de proportionnalité ? Justifier.

2
Placer dans un même repère les points associés à chacun des trois tableaux. On indiquera en abscisse (sur l'axe horizontal) le nombre de mois en prenant 1 cm pour un mois et en ordonnée (sur l'axe vertical) le prix en euro en prenant 1 cm pour 30 €.
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Bilan

Quelles semblent être les conditions pour qu'un graphique représente une situation de proportionnalité ?
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Activité 3
Agrandissement et réduction

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Objectif
Reconnaître un agrandissement et une réduction.

Soit \text{ABCD} un rectangle de longueur 4,5 cm et de largeur 3 cm.

Placeholder pour Rectangle de longueur 4,5 cm et de largeur 3 cm.Rectangle de longueur 4,5 cm et de largeur 3 cm.
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1
Parmi ces cinq autres rectangles (toutes les mesures sont en cm), lesquels ont des dimensions proportionnelles à celles de \text{ABCD} ? Justifier la réponse.
Placeholder pour  cinq autres rectangles (toutes les mesures sont en cm) cinq autres rectangles (toutes les mesures sont en cm)
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2
On dit que l'on effectue un agrandissement ou une réduction d'une figure lorsque l'on multiplie toutes les longueurs d'une figure par un même nombre k > 0. En revanche, les mesures des angles restent inchangées. Parmi les rectangles précédents, lesquels sont un agrandissement ou une réduction du rectangle \text{ABCD} ? Indiquer la valeur de k pour chacun de ces rectangles.

3
Que se passerait-il si les longueurs de \text{ABCD} étaient multipliées par un coefficient k égal à 1 ?

Bilan
Comment peut-on reconnaître un agrandissement ou une réduction à partir du coefficient multiplicateur k appliqué à la figure initiale ?

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