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Agrandissement-réduction : effet sur les aires et les volumes

Doubler les longueurs ne double pas tout : k pour les longueurs, k² pour les aires, k³ pour les volumes.

MathématiquesCollège3e

Tu doubles la taille d'une pizza. Tu paies deux fois plus cher ? Tu as pourtant quatre fois plus
de pizza à manger. Les longueurs et les aires ne grandissent pas au même rythme. 🍕

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C'est quoi le délire ?

Dans un agrandissement ou une réduction de coefficient k, toutes les longueurs sont
multipliées par k. Mais une aire, c'est une longueur × une longueur : elle est donc multipliée par
k × k. Et un volume, trois longueurs : k × k × k.

C'est la règle la plus rentable de toute la géométrie de 3e, et l'une des plus oubliées.

La formule magique

Coefficient k :

  • Longueurs (côtés, périmètre, rayon, hauteur) → × k
  • Aires (surfaces, aire latérale, aire totale) → × k²
  • Volumes → × k³
  • Les angles ne changent pas du tout
  • k > 1 → agrandissement ; 0 < k < 1 → réduction
  • Une échelle 1/25 signifie k = 1/25 de la réalité vers la maquette, donc k = 25 de la

maquette vers la réalité

On teste sur un exemple

Une maquette de bateau à l'échelle 1/25. Pour passer de la maquette au bateau réel, k = 25.

La voile mesure 48 cm² sur la maquette. Aire réelle :

  • 48 × 25² = 48 × 625 = 30 000 cm²
  • Or 1 m² = 10 000 cm², donc l'aire réelle = 3 m²

La coque contient 1,6 L d'eau sur la maquette. Volume réel :

  • 1,6 × 25³ = 1,6 × 15 625 = 25 000 L
  • Or 1 m³ = 1 000 L, donc le volume réel = 25 m³

Un rapport 25 sur les longueurs, mais 15 625 sur les volumes. Voilà pourquoi une maquette
paraît si légère.

Le piège classique

Multiplier l'aire par k au lieu de k². C'est l'erreur n°1 du brevet sur ce chapitre. Deuxième
piège : le sens du coefficient. Réel → maquette, on divise ; maquette → réel, on multiplie.
Pose-toi la question « le résultat doit-il être plus grand ou plus petit ? » avant d'écrire le calcul.

L'astuce pour retenir

« 1 dimension, 2 dimensions, 3 dimensions : k, k², k³. » Une longueur est plate comme un fil,
une aire couvre un plan, un volume remplit l'espace. Le nombre de dimensions te donne directement
l'exposant. Point.

Teste-toi

Réponds sans regarder la fiche — 0/3

1. On double toutes les longueurs d'une figure (k = 2). Son aire est…

2. Un solide est agrandi avec k = 4. Son volume est multiplié par…

3. On multiplie les longueurs d'un cube par 3. Ses angles sont…

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