Solides usuels, volumes et agrandissement | 2nde Bac Pro | Mathématiques
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026, 02:30
Capacités et connaissances du programme :
C1 — Reconnaître et nommer un solide usuel
C2 — Calculer le volume d'un solide usuel (formules du cône, de la pyramide et de la boule fournies)
C3 — Convertir des unités de volume
C4 — Calculer le volume d'un solide composé
C5 — Exploiter un volume : nombre de contenants, masse, prix
C7 — Retrouver une dimension à partir du volume
C6 — Déterminer l'effet d'un agrandissement ou d'une réduction sur les longueurs, les aires et les volumes
C8 — Calculer des volumes en série au tableur
Les codes sont ceux du cours PDF du chapitre, dans l'ordre du cours (C7 vient avant C6) ; ce ne sont pas des codes officiels. Pour aller plus loin (hors programme de Seconde, non évalué) : le prisme droit, \(V = A_{\text{base}} \times h\). Cette relation est toujours fournie ; l'exercice 11 en donne un exemple.
C1 — Reconnaître et nommer un solide usuel
Rappel de cours — Les six solides du programme
Cube : 6 faces carrées identiques, toutes les arêtes égales.
Pavé droit (parallélépipède rectangle) : 6 faces rectangulaires ; on le décrit par sa longueur, sa largeur et sa hauteur.
Cylindre droit : 2 bases circulaires parallèles et identiques, une surface latérale.
Pyramide : une base polygonale et des faces triangulaires qui se rejoignent en un sommet.
Cône : une base circulaire et un sommet pointu.
Boule : tous les points de sa surface sont à la même distance du centre.
Trois questions pour nommer : les deux bouts sont-ils identiques (cube, pavé, cylindre) ou l'un est-il une pointe (cône, pyramide) ? La base est-elle un disque ou un polygone ? Aucune face plane : c'est une boule.
Représentations en perspective cavalière d'un cube (arête a) et d'un cylindre droit (rayon r, hauteur h).
Exercice 1
Associer chaque description à son nom de solide (cube, pavé droit, cylindre droit, pyramide, cône, boule) :
Solide avec 2 faces circulaires parallèles et une surface latérale.
Solide avec 6 faces rectangulaires, longueur, largeur et hauteur toutes différentes.
Solide avec une base polygonale et un sommet pointu.
Solide parfaitement rond, tous les points de sa surface sont à égale distance du centre.
Cylindre droit
Pavé droit (ou parallélépipède rectangle)
Pyramide (la base est un polygone ; si la base était un disque, ce serait un cône)
Boule
Exercice 2 — Nommer les objets d'un chantier
Pour chaque objet, nommer le solide le plus proche et dire si ses deux bouts sont identiques.
Un rondin de bois scié aux deux bouts.
Un cône de signalisation posé sur la chaussée.
Un parpaing plein.
La pyramide de verre du Louvre (base carrée).
Une bille d'acier de roulement.
Un glaçon dont toutes les arêtes mesurent 3 cm.
g. Un élève affirme que le cône de signalisation est un cylindre. Quelle question de la méthode lui montre son erreur ? Pourquoi cette erreur coûte-t-elle cher pour un calcul de volume ?
Cylindre droit : deux bouts identiques (deux disques).
Cône : les bouts ne sont pas identiques, l'un est une pointe.
Pavé droit : deux bouts identiques (deux rectangles).
Pyramide à base carrée : l'un des bouts est une pointe.
Boule : aucune face plane.
Cube : toutes les arêtes sont égales ; deux bouts identiques.
g. « Les deux bouts sont-ils identiques ? » : non, le cône de signalisation se termine en pointe, ce n'est donc pas un cylindre. Le volume d'un cône vaut le tiers de celui du cylindre de même base et de même hauteur : se tromper de solide, c'est trouver un volume trois fois trop grand.
Exercice 2 bis
Nommer chaque solide représenté ci-dessous, puis indiquer le nombre de faces d'un cube.
Deux solides usuels à identifier
Nommer le solide ①.
Nommer le solide ②.
Combien de faces possède un cube ?
Solide ① : cylindre droit (deux disques parallèles reliés par une surface latérale).
Solide ② : cône (une base circulaire et un sommet).
Un cube possède 6 faces (toutes carrées et identiques).
C2 — Calculer le volume d'un solide usuel (formules du cône, de la pyramide et de la boule fournies)
Rappel de cours — Formules de volume
Solide
Formule
Statut
Cube d'arête \(c\)
\(V = c \times c \times c = c^3\)
à connaître
Pavé droit
\(V = L \times \ell \times h\)
à connaître
Cylindre de rayon \(r\)
\(V = \pi \times r^2 \times h\)
à connaître
Cône
\(V = \dfrac{\pi r^2 h}{3}\)
fournie
Pyramide
\(V = \dfrac{A_{\text{base}} \times h}{3}\)
fournie
Boule
\(V = \dfrac{4}{3}\pi r^3\)
fournie
Les trois longueurs doivent être dans la même unité avant d'être multipliées : en cm, le volume est en cm³ ; en m, il est en m³. Utiliser la touche \(\pi\) de la calculatrice. Sur un plan, c'est souvent le diamètre qui est donné : \(r = d \div 2\).
Pour aller plus loin (hors programme, non évalué) : prisme droit, \(V = A_{\text{base}} \times h\). Cette relation est toujours fournie.
Exercice 3
Calculer le volume des solides suivants :
Cube de côté 5 cm.
Pavé droit de 8 cm × 4 cm × 3 cm.
Cylindre de rayon 6 cm et de hauteur 10 cm (touche \(\pi\), arrondir au centième).
Un cône a une base circulaire de rayon 4 cm et une hauteur de 9 cm. Formule fournie : \(V = \dfrac{\pi r^2 h}{3}\). Calculer son volume, arrondi au centième.
\(V = \dfrac{\pi \times 4^2 \times 9}{3} = \dfrac{144\pi}{3} = 48\pi \approx \mathbf{150{,}80}\) cm³
Contrôle : le cylindre de même base et de même hauteur aurait un volume trois fois plus grand, \(144\pi \approx 452{,}39\) cm³.
Exercice 6 bis — Un diamètre et deux unités
Un récupérateur d'eau cylindrique est coté « ∅ 80 cm » sur la notice. Sa hauteur intérieure est de 1,10 m.
Donner le rayon et la hauteur, en mètres.
Calculer son volume en m³, arrondi au millième, puis sa contenance en litres.
Un apprenti calcule \(\pi \times 80^2 \times 110\) et trouve environ 2 211 681 cm³, soit 2 212 L. Quelle erreur a-t-il faite ? Combien de fois son résultat est-il trop grand ?
Le symbole ∅ annonce un diamètre : \(r = 80 \div 2 = 40\) cm \(= 0{,}40\) m. Hauteur : \(h = 1{,}10\) m.
\(V = \pi \times 0{,}40^2 \times 1{,}10 = \pi \times 0{,}176 \approx \mathbf{0{,}553}\) m³, soit environ 553 L (1 m³ = 1 000 L).
Il a pris le diamètre (80 cm) pour le rayon. Le rayon est au carré : le diamètre étant 2 fois le rayon, son carré est 4 fois plus grand. Le résultat est 4 fois trop grand : \(553 \times 4 \approx 2\,212\).
C3 — Convertir des unités de volume
Rappel de cours — Conversions d'unités de volume
Chaque fois qu'on passe à l'unité inférieure, on multiplie par 1 000 (et non par 10 ou 100, car un volume est le produit de trois longueurs).
Le dm³ est une unité plus grande que le cm³ : le nombre doit rétrécir. Ici il a grandi, c'est donc faux. \(4\,500 \text{ cm}^3 = 4\,500 \div 1\,000 = \mathbf{4{,}5}\) dm³ (4,5 L).
Exercice 9
Un tube cylindrique de plomberie a un diamètre intérieur de 20 mm et une longueur de 5 m. Calculer le volume d'eau qu'il peut contenir, en cm³ (arrondi à l'unité) puis en litres.
Même unité d'abord : rayon \(r = 20 \div 2 = 10\) mm \(= 1\) cm ; longueur \(5\) m \(= 500\) cm.
\(V = \pi \times r^2 \times h = \pi \times 1^2 \times 500 = 500\pi \approx \mathbf{1\,571}\) cm³
En litres : \(1\,571 \div 1\,000 \approx \mathbf{1{,}57}\) L
C4 — Calculer le volume d'un solide composé
Rappel de cours — Ajouter ou retrancher
Découper le solide en solides usuels, et les nommer.
Calculer chaque volume à part, avec ses propres dimensions.
Additionner si les morceaux s'ajoutent, soustraire si l'un est un creux.
Exemple : un socle est un pavé de 40 cm × 30 cm × 20 cm, percé de part en part d'un trou cylindrique de rayon 5 cm. \(V = 40 \times 30 \times 20 - \pi \times 5^2 \times 20 \approx 24\,000 - 1\,571 = 22\,429\) cm³. Le trou traverse toute la hauteur : sa hauteur est celle du pavé.
Exercice 10
Une pièce en bois a la forme d'un pavé droit de 20 cm × 10 cm × 8 cm. On colle sur le dessus un demi-cylindre, c'est-à-dire la moitié d'un cylindre coupé dans sa longueur, de rayon 5 cm et de longueur 20 cm. Calculer le volume total, arrondi à l'unité.
Volume du pavé : \(20 \times 10 \times 8 = 1\,600\) cm³
Volume du demi-cylindre : la moitié du cylindre entier, \(\dfrac{\pi \times 5^2 \times 20}{2} = 250\pi \approx 785\) cm³
Volume total : \(1\,600 + 785 = \mathbf{2\,385}\) cm³
Exercice 11 — Pour aller plus loin
Hors programme, non évalué. Relation fournie : le volume d'un prisme droit est \(V = A_{\text{base}} \times h\), où \(A_{\text{base}}\) est l'aire de la base et \(h\) la longueur du prisme.
Un bâtiment est formé de murs qui délimitent un pavé droit de 8 m × 6 m × 3 m, surmontés d'un toit en prisme droit. La base du toit est le pignon : un triangle de base 6 m et de hauteur 2 m. Le toit court sur les 8 m du bâtiment. Calculer le volume total du bâtiment.
Volume des murs (pavé) : \(8 \times 6 \times 3 = 144\) m³
Aire du pignon : \(\dfrac{6 \times 2}{2} = 6\) m² ; volume du toit : \(6 \times 8 = 48\) m³
Volume total : \(144 + 48 = \mathbf{192}\) m³
Exercice 12
On évide un cylindre de rayon 6 cm et de hauteur 12 cm en y perçant un trou cylindrique de rayon 2 cm sur toute la hauteur. Calculer le volume de matière restante, arrondi au centième.
Un silo est formé d'un cylindre de rayon 1,2 m et de hauteur 2,5 m, surmonté d'un cône de même rayon et de hauteur 0,9 m. Formule fournie : \(V_{\text{cône}} = \dfrac{\pi r^2 h}{3}\).
Nommer les deux solides et calculer chaque volume, arrondi au centième.
En déduire le volume du silo, en m³ puis en litres.
Un élève trouve 15,38 m³. Quelle erreur a-t-il faite ?
Les deux morceaux s'ajoutent : \(11{,}31 + 1{,}36 = \mathbf{12{,}67}\) m³, soit environ 12 670 L.
Il a oublié de diviser par 3 le volume du cône : \(11{,}31 + \pi \times 1{,}44 \times 0{,}9 \approx 11{,}31 + 4{,}07 = 15{,}38\). Le cône vaut le tiers du cylindre de même base et de même hauteur.
C5 — Exploiter un volume : nombre de contenants, masse, prix
Rappel de cours — La chaîne du métré cubique
Le volume, dans l'unité de l'ouvrage (le béton se commande en m³).
La quantité : on divise par la contenance d'un contenant, et l'on arrondit au-dessus.
La masse, s'il le faut : \(m = \rho \times V\), la masse volumique \(\rho\) étant fournie.
Le prix : quantité × prix unitaire. On paie ce qui est livré.
Pour un nombre de contenants, on arrondit toujours au supérieur : 1,2 toupie, c'est 2 toupies, sinon il manque du béton.
Exercice 13 — Des sacs de terreau
On remplit de terreau trois jardinières identiques. Chacune est un pavé droit de 100 cm de long, 20 cm de large et 20 cm de profondeur.
Donnée
Valeur
Dimensions d'une jardinière
100 cm × 20 cm × 20 cm
Nombre de jardinières
3
Contenance d'un sac de terreau
50 L
Prix d'un sac
6 €
Calculer le volume d'une jardinière en cm³, puis en litres.
Calculer le volume de terreau pour les trois jardinières.
Calculer le nombre de sacs nécessaires. Pourquoi 2 sacs ne suffisent-ils pas ?
Calculer le prix des sacs achetés.
\(V = 100 \times 20 \times 20 = 40\,000\) cm³ \(= 40\) L (1 L = 1 000 cm³).
\(3 \times 40 = \mathbf{120}\) L.
\(120 \div 50 = 2{,}4\) : il faut 3 sacs. Avec 2 sacs, on n'a que 100 L : il manque 20 L.
\(3 \times 6 = \mathbf{18}\) €.
Exercice 14 — Combien de toupies ?
Une dalle de béton mesure 10 m sur 5 m, pour une épaisseur de 14 cm. Une toupie livre 6 m³ de béton, facturé 130 € le mètre cube.
Donnée
Valeur
Dalle
10 m × 5 m, épaisseur 14 cm
Contenance d'une toupie
6 m³
Prix du béton livré
130 € / m³
Convertir l'épaisseur en mètres, puis calculer le volume de la dalle.
Combien de toupies faut-il commander ?
Un apprenti arrondit « au plus proche » et commande 1 toupie. Quel volume de béton manque-t-il ?
Calculer le prix du béton livré.
\(14\) cm \(= 0{,}14\) m. \(V = 10 \times 5 \times 0{,}14 = \mathbf{7}\) m³.
\(7 \div 6 \approx 1{,}17\) : on arrondit au-dessus, il faut 2 toupies.
Une toupie livre 6 m³ : il manque \(7 - 6 = \mathbf{1}\) m³. La dalle ne peut pas être coulée en entier.
On paie ce qui est livré : \(2 \times 6 = 12\) m³, et \(12 \times 130 = \mathbf{1\,560}\) €. (Et non \(7 \times 130 = 910\) €.)
Exercice 15 — La masse de pieds de table en béton
Un artisan coule 6 pieds de table en béton. Chaque pied est un cylindre de diamètre 12 cm et de hauteur 30 cm. La masse volumique du béton est \(\rho = 2\,400\) kg/m³.
Calculer le volume d'un pied en cm³, arrondi à l'unité, puis en m³.
Calculer la masse d'un pied, arrondie au dixième de kilogramme, avec \(m = \rho \times V\).
En déduire la masse des 6 pieds.
Rayon : \(12 \div 2 = 6\) cm. \(V = \pi \times 6^2 \times 30 = 1\,080\pi \approx \mathbf{3\,393}\) cm³, soit \(3\,393 \div 1\,000\,000 = 0{,}003\,393\) m³.
La masse volumique est en kg/m³ : le volume doit être en m³. \(m = 2\,400 \times 0{,}003\,393 \approx \mathbf{8{,}1}\) kg.
On multiplie la masse non arrondie : \(6 \times 2\,400 \times 0{,}003\,393 \approx \mathbf{48{,}9}\) kg. (Avec la masse arrondie, \(6 \times 8{,}1 = 48{,}6\) kg : l'arrondi fait perdre 0,3 kg.)
Exercice 16 — Un aquarium sur son meuble
Un aquarium est un pavé droit de 120 cm de long, 50 cm de large et 50 cm de haut. On le remplit d'eau sur une hauteur de 45 cm. L'eau a une masse volumique \(\rho = 1\,000\) kg/m³, soit 1 kg par litre.
Donnée
Valeur
Dimensions de la cuve
120 cm × 50 cm × 50 cm
Hauteur d'eau
45 cm
Masse de l'aquarium vide
60 kg
Charge maximale du meuble support
400 kg
Quelle hauteur faut-il utiliser pour le volume d'eau ? Calculer ce volume en litres.
Calculer la masse de l'eau.
Le meuble peut-il supporter l'aquarium rempli ? Justifier.
La hauteur d'eau, 45 cm, et non la hauteur de la cuve. \(V = 120 \times 50 \times 45 = 270\,000\) cm³ \(= \mathbf{270}\) L.
Masse totale : \(60 + 270 = 330\) kg. \(330 < 400\) : oui, le meuble peut le supporter.
Exercice 17 — Commander le béton d'une semelle
La semelle de fondation d'un garage mesure au total 32 m de long, 0,5 m de large et 0,35 m de profondeur. Le béton a une masse volumique de 2 400 kg/m³. Une toupie livre 5 m³, facturés 130 € le mètre cube.
Donnée
Valeur
Semelle
32 m × 0,5 m × 0,35 m
Masse volumique du béton
2 400 kg/m³
Contenance d'une toupie
5 m³
Prix du béton livré
130 € / m³
Calculer le volume de béton.
Calculer le nombre de toupies à commander.
Calculer la masse de béton mise en œuvre, en tonnes.
Le devis affiche \(5{,}6 \times 130 = 728\) €. Expliquer pourquoi la facture sera plus élevée et calculer son montant.
\(m = 2\,400 \times 5{,}6 = 13\,440\) kg \(= \mathbf{13{,}44}\) t.
On paie ce qui est livré : 2 toupies, soit \(2 \times 5 = 10\) m³. Facture : \(10 \times 130 = \mathbf{1\,300}\) €.
C7 — Retrouver une dimension à partir du volume
Rappel de cours — On divise, on ne devine pas
Solide
On connaît
On cherche
On fait
Pavé droit
\(V\), \(L\), \(\ell\)
la hauteur
\(h = \dfrac{V}{L \times \ell}\)
Cylindre
\(V\), \(r\)
la hauteur
\(h = \dfrac{V}{\pi r^2}\)
Cylindre
\(V\), \(h\)
le rayon
\(r = \sqrt{\dfrac{V}{\pi h}}\)
1. Mettre toutes les grandeurs dans la même unité (litres en m³, cm en m…). 2. Diviser ; pour le rayon, diviser puis prendre la racine carrée (touche \(\sqrt{\ }\)). 3. Contrôler : recalculer le volume avec la dimension trouvée, on doit retomber sur celui de l'énoncé.
Exercice 18 — La profondeur d'un bac
Un bac de rétention parallélépipédique mesure 1,5 m de long et 0,8 m de large. Il doit pouvoir contenir 600 L.
Bac de rétention : la profondeur est inconnue.
Convertir 600 L en m³.
Calculer l'aire du fond du bac.
Calculer la profondeur avec \(h = \dfrac{V}{L \times \ell}\).
\(\pi \times 0{,}45^2 \times 1{,}57 \approx 0{,}999\) m³, soit environ 1 000 L ✔ (le petit écart vient de l'arrondi).
\(\dfrac{1}{\pi \times 0{,}9^2} \approx 0{,}39\) m. Il a pris le diamètre pour le rayon : \(r^2\) est 4 fois trop grand, donc la hauteur est 4 fois trop petite.
Exercice 21 — Le rayon d'un fût
Un fût cylindrique de 85 cm de hauteur intérieure doit contenir 200 L.
Convertir le volume en m³ et la hauteur en m.
Calculer \(r^2 = \dfrac{V}{\pi h}\), arrondi au dix-millième.
En déduire le rayon intérieur, en cm arrondi au millimètre, puis le diamètre.
Deux apprentis ont retrouvé une dimension. Pour chacun, refaire le calcul direct, dire si le résultat est juste et, sinon, trouver l'erreur et corriger.
Une cuve parallélépipédique a un fond de 2 m sur 1,5 m et contient 2 400 L. Léo écrit : \(h = 2\,400 \div (2 \times 1{,}5) = 800\) m.
Un réservoir cylindrique de 1 m de hauteur contient 0,5 m³. Inès écrit : \(r = 0{,}5 \div (\pi \times 1) \approx 0{,}16\) m.
Calcul direct : \(2 \times 1{,}5 \times 800 = 2\,400\) m³, et non 2,4 m³. Léo n'a pas converti les litres : \(2\,400 \text{ L} = 2{,}4\) m³. \(h = 2{,}4 \div 3 = \mathbf{0{,}8}\) m. Contrôle : \(2 \times 1{,}5 \times 0{,}8 = 2{,}4\) m³ ✔
Calcul direct : \(\pi \times 0{,}16^2 \times 1 \approx 0{,}08\) m³, et non 0,5 m³. Inès a calculé \(r^2\) et a oublié la racine carrée. \(r = \sqrt{0{,}5 \div \pi} \approx \sqrt{0{,}1592} \approx \mathbf{0{,}40}\) m. Contrôle : \(\pi \times 0{,}40^2 \times 1 \approx 0{,}50\) m³ ✔
C6 — Déterminer l'effet d'un agrandissement ou d'une réduction sur les longueurs, les aires et les volumes
À retenir
\(k = \dfrac{\text{longueur de l'image}}{\text{longueur d'origine}}\). Si \(k > 1\), c'est un agrandissement ; si \(0 < k < 1\), une réduction. Quand toutes les dimensions sont multipliées par \(k\) :
les longueurs sont multipliées par \(k\) ;
les aires (surfaces à peindre, à isoler) sont multipliées par \(k^2\) ;
les volumes (contenances) sont multipliés par \(k^3\).
Exemple : si on double les dimensions (\(k = 2\)), l'aire est multipliée par 4 et le volume par 8.
Remonter à \(k\) : depuis un rapport d'aires, \(k = \sqrt{k^2}\) (touche \(\sqrt{\ }\)). Depuis un rapport de volumes, on reconnaît seulement un cube de la table : 8 = 2³, 27 = 3³, 64 = 4³, 125 = 5³, 1 000 = 10³. Contrôle : on élève \(k\) au cube et on retrouve le rapport de départ.
Exercice 23
Un cube a une arête de 3 cm. On construit un second cube dont l'arête est le triple (9 cm).
Calculer le volume du petit cube et du grand cube.
Par quel nombre le volume a-t-il été multiplié ?
Vérifier que ce nombre est bien \(k^3\) avec \(k = 3\).
Petit : \(3^3 = 27\) cm³. Grand : \(9^3 = 729\) cm³.
\(\dfrac{729}{27} = \mathbf{27}\).
\(k^3 = 3^3 = 27\) ✔ Le volume est bien multiplié par \(k^3\).
Exercice 24
Une maquette de meuble est réalisée à l'échelle \(\dfrac{1}{5}\). Le meuble réel mesure 1 m × 0,5 m × 0,8 m.
Quelles sont les dimensions de la maquette ?
Quel est le rapport des aires entre la maquette et le meuble réel ?
Quel est le rapport des volumes ?
Le meuble réel a un volume de 400 dm³. Quel est le volume de la maquette en cm³ ?
Dimensions : \(20 \times 10 \times 16\) cm (tout divisé par 5).
Rapport des aires : \(k^2 = \left(\dfrac{1}{5}\right)^2 = \dfrac{1}{25}\). L'aire de la maquette est 25 fois plus petite.
Rapport des volumes : \(k^3 = \left(\dfrac{1}{5}\right)^3 = \dfrac{1}{125}\).
Une jardinière en bois contient 24 L de terreau et il faut 0,8 m² de lasure pour la protéger. Un menuisier fabrique deux modèles semblables : un grand, dont toutes les dimensions sont doublées, et un petit, dont toutes les dimensions sont divisées par 2.
Un client pense que le grand modèle demandera 48 L de terreau et 1,6 m² de lasure. A-t-il raison ? Corriger.
La jardinière d'origine mesure 40 cm de haut. Quelle est la hauteur du grand modèle ?
Pour le petit modèle, donner \(k\), puis calculer sa contenance et sa surface à lasurer.
Non. Avec \(k = 2\), la contenance est multipliée par \(k^3 = 8\) : \(24 \times 8 = \mathbf{192}\) L. La surface est multipliée par \(k^2 = 4\) : \(0{,}8 \times 4 = \mathbf{3{,}2}\) m². Le client a multiplié par 2 une contenance et une surface, comme si c'étaient des longueurs.
Une hauteur est une longueur : \(40 \times 2 = \mathbf{80}\) cm.
Deux bacs semblables contiennent 3 L et 81 L. Calculer le rapport des volumes, puis en déduire \(k\). Le petit bac mesure 20 cm de haut : quelle est la hauteur du grand ?
Un réservoir contient 250 L ; sa maquette, semblable, contient 2 L. Calculer le rapport des volumes de la maquette au réservoir, puis \(k\). Contrôler.
Deux panneaux semblables ont pour aires 1,5 m² et 13,5 m². Calculer \(k\).
Deux plaques semblables ont pour aires 2 m² et 7 m². Calculer \(k\), arrondi au centième.
\(k^3 = \dfrac{81}{3} = 27\). On reconnaît \(27 = 3^3\), donc \(k = \mathbf{3}\). Hauteur du grand bac : \(20 \times 3 = \mathbf{60}\) cm. Contrôle : \(3^3 = 27\) ✔
\(k^3 = \dfrac{2}{250} = \dfrac{1}{125}\). On reconnaît \(125 = 5^3\), donc \(k = \mathbf{\dfrac{1}{5}}\) : la maquette est au 1/5. Contrôle : \(\left(\dfrac{1}{5}\right)^3 = \dfrac{1}{125}\) ✔
\(k^2 = \dfrac{7}{2} = 3{,}5\), donc \(k = \sqrt{3{,}5} \approx \mathbf{1{,}87}\). Pour une aire, la racine carrée fonctionne même si le nombre n'est pas un carré parfait.
C8 — Calculer des volumes en série au tableur
Rappel de cours — Une formule en ligne 2, puis la recopie
On saisit la longueur, la largeur et la hauteur dans les colonnes A, B et C. On écrit une seule formule en ligne 2, puis on la recopie vers le bas : le tableur adapte seul les numéros de ligne (=A2*B2*C2 devient =A3*B3*C3 en ligne 3).
Volume : =A2*B2*C2
Nombre de toupies de 5 m³ : =ARRONDI.SUP(D2/5;0) donne le premier entier au-dessus de \(D2 \div 5\).
Total des volumes : =SOMME(D2:D5)
Au tableur, \(\pi\) s'écrit PI() et « au carré » s'écrit ^2. Toujours contrôler une ligne à la main.
Exercice 28 — Un métré de dalles
Un métreur saisit trois dalles dans une feuille de calcul. Les dimensions sont en mètres.
A
B
C
D
1
L (m)
ℓ (m)
h (m)
V (m³)
2
6
4
0,15
3
5
3,5
0,12
4
8
4,5
0,15
5
Total
Quelle formule écrire en D2 ? Après recopie vers le bas, quelle formule contient D4 ?
Quelle formule écrire en D5 ?
Calculer à la main les quatre nombres affichés dans la colonne D.
L'épaisseur de la deuxième dalle passe à 0,15 m. Quelle cellule faut-il modifier ? Quelles cellules changent toutes seules, et quelles valeurs affichent-elles ?
D2 : =A2*B2*C2. Après recopie, D4 contient =A4*B4*C4.
E4 affiche 1 au lieu de 2 : il manque 0,3 m³ de béton. E5 affiche 0 : aucune toupie pour une semelle de 1,68 m³. Pour un nombre de contenants, on arrondit toujours au supérieur.
\(16{,}98 \div 6 = 2{,}83\) : 3 toupies. La somme de la colonne E donne \(1 + 1 + 2 + 1 = 5\) toupies, valable seulement si chaque semelle est coulée à part.
Exercice 30 — Trouver les erreurs d'une feuille
Un apprenti a saisi l'épaisseur de trois dalles en centimètres. Voici ce qu'affiche sa feuille.
A
B
C
D
1
L (m)
ℓ (m)
h (cm)
V (m³)
2
6
4
12
288
3
5
3
15
288
4
7
4
10
280
Calculer à la main le volume de la dalle de la ligne 2, en m³. Pourquoi la feuille affiche-t-elle 288 ?
D2 contient =A2*B2*C2. D3 affiche la même valeur que D2 alors que les dalles sont différentes. Quelle formule l'apprenti a-t-il tapée en D3 ? Qu'aurait-il dû faire ?
Proposer une formule pour D2 qui donne le volume en m³, puis donner les trois valeurs affichées après recopie.
\(12\) cm \(= 0{,}12\) m ; \(6 \times 4 \times 0{,}12 = \mathbf{2{,}88}\) m³. La feuille multiplie des mètres par des centimètres : \(6 \times 4 \times 12 = 288\), cent fois trop.
Il a tapé à la main =A2*B2*C2 en D3 : la formule pointe encore vers la ligne 2. Il fallait recopier D2 vers le bas, pour obtenir =A3*B3*C3.
D2 : =A2*B2*C2/100 (on convertit les cm en m), recopiée vers le bas. Valeurs : D2 = 2,88 ; D3 = \(5 \times 3 \times 0{,}15 = 2{,}25\) ; D4 = \(7 \times 4 \times 0{,}10 = 2{,}8\).
Exercice 31 — Des plots cylindriques en série
Pour les fondations d'une terrasse, on coule trois sortes de plots cylindriques. Le plan donne leur diamètre.
A
B
C
D
1
Plot
Diamètre (m)
Hauteur (m)
V (m³)
2
P1
0,20
0,80
3
P2
0,25
0,80
4
P3
0,30
1,00
5
Total
Écrire en D2 une formule qui calcule le volume du plot, à recopier vers le bas.
Donner les valeurs affichées en D2, D3 et D4, arrondies au millième, puis le total en D5 et sa valeur en litres.
Contrôler à la main la ligne 2.
Le rayon est la moitié du diamètre : D2 contient =PI()*(B2/2)^2*C2.
D2 ≈ 0,025 ; D3 ≈ 0,039 ; D4 ≈ 0,071. D5 : =SOMME(D2:D4) affiche environ 0,135 m³, soit environ 135 L.