Les diagrammes et les dessins à l'échelle sont quelque chose que tout le monde a rencontré un jour ou l'autre dans sa vie. Si tu as déjà regardé une carte, alors tu as regardé un dessin à l'échelle ! Ils sont incroyablement utiles pour représenter sur une page des choses qui, dans la réalité, sont beaucoup plus grandes ou plus petites.
Un dessin à l'échelle est simplement une image représentant quelque chose de la vie réelle qui est beaucoup plus grand ou plus petit, tout en gardant les proportions intactes.
Ce qu'il faut retenir des diagrammes à l'échelle, c'est que les proportions relatives du diagramme sont les mêmes que celles de l'objet réel.
Prenons l'exemple d'une boîte. Si la hauteur de la boîte dans la vie réelle est le double de la longueur de la boîte dans la vie réelle, alors la hauteur de la boîte dans le diagramme à l'échelle sera également le double de la largeur de la boîte dans le diagramme à l'échelle.
En d'autres termes, un dessin à l'échelle conserve exactement la même forme que le sujet original, juste plus petite ou plus grande !
Tu n'es toujours pas sûr ? Voyons quelques exemples.
Exemples de dessins à l'échelle et de cartes
Exemple 1
Tu trouveras ci-dessous un diagramme d'échelle d'un tableau. Nous pouvons voir que l'échelle est représentée par un petit intervalle de mesure avec id="5308794" role="math" noté à côté. Tout ce que cela signifie, c'est que dans ce diagramme, chaque intervalle de cette longueur représente id="5308793" role="math" .
Cet intervalle est appelé "échelle" du dessin.
Diagramme à l'échelle d'une table exemple, StudySmarter
Dans ce cas, quelle est la hauteur de la table ? Eh bien, pour cela, il suffit de vérifier combien de ces intervalles constituent la hauteur de la table ?
Schéma à l'échelle d'une table de 90 cm de haut, StudySmarter Originals.
Dans ce cas, c'est neuf, donc le dessin est celui d'une table qui est de 90 cm de haut.
Exemple 2
Le même concept peut être appliqué aux cartes. L'un des avantages des cartes est qu'elles peuvent nous indiquer à quelle distance les choses se trouvent les unes des autres. Prends cette carte à l'échelle de quatre villes. On nous donne la longueur d'un mile sur la carte avec un intervalle, ce qui nous permet de connaître la distance réelle entre chaque ville.
Exemple de carte à l'échelle de quatre villes, StudySmarter Originals
Nous pouvons voir que intervalles s'insèrent entre les villes A et C, et qu'elles sont donc distantes de miles de distance.
Carte à l'échelle de quatre villes, mesurant la distance entre les villes A et C, StudySmarter Originals
Les exemples ci-dessus ont, je l'espère, clarifié ce que nous entendons par diagrammes et cartes à l'échelle, mais il n'y a généralement pas de petit diagramme bien ordonné avec les intervalles alignés entre deux points pour que nous puissions les compter.
Alors, comment calculer des mesures réelles à partir de ces diagrammes ? Voyons comment nous pouvons le faire pratiquement avec rien d'autre qu'une règle et une formule pratique !
Formule pour les dessins à l'échelle et les cartes
Si nous disposons d'un diagramme ou d'une carte à l'échelle et que nous voulons en déduire une certaine mesure réelle, il nous suffit de prendre la mesure souhaitée dans le diagramme et de la rapporter au monde réel à l'aide de l'échelle donnée. Nous pouvons le faire en quelques étapes simples.
Étape 1 : Utilise une règle pour mesurer l'intervalle d'échelle sur le diagramme.
Étape 2 : Utilise une règle pour prendre la mesure sur le diagramme que tu aimerais connaître.
Étape 3 : Applique la formule ci-dessous.
Jemma a une carte de sa ville et veut voir à quelle distance se trouve le boucher du boulanger. L'intervalle d'échelle sur la carte indique miles. Elle mesure l'intervalle d'échelle comme et mesure la distance qui les sépare sur la carte comme suit .
À partir de là, Jemma calcule la distance réelle entre le boucher et le boulanger à l'aide de la formule suivante
Cette formule est intuitive et correspond à la façon dont nous calculons les mesures réelles à partir des diagrammes à l'échelle, mais nous pouvons la simplifier davantage pour introduire un aspect important des diagrammes à l'échelle, le facteur d'échelle.
Facteurs d'échelle des diagrammes et cartes à l'échelle
En partant de notre formule originale
Nous pouvons la réarranger sous la forme suivante
Cette forme donne àla relation entre les mesures sur le diagramme et les mesures dans la vie réelle, en termes de facteur d'échelle.
Le facteur d'échelle est simplement le rapport entre la taille d'un objet dans la vie réelle et la taille de cet objet sur le diagramme. En tant que tel, le facteur d'échelle peut être obtenu en divisant simplement la taille de l'échelle par la longueur de l'intervalle d'échelle.
Le facteur d'échelle d'un diagramme est le rapport entre les mesures réelles d'un objet et les mesures du diagramme.
Toute mesure réelle peut être obtenue en multipliant la mesure sur le diagramme, puis en la multipliant par le facteur d'échelle.
Il est possible qu'à ce stade, tu te demandes pourquoi les personnes qui réalisent les diagrammes d'échelle ne font pas figurer ce rapport sur le diagramme ? La bonne nouvelle, c'est qu'ils le font très souvent ! Travailler avec eux est simple si tu sais comment faire ; c'est une bonne chose que nous soyons ici.
Dessins à l'échelle Ratio
Les échelles de rapport sont souvent utiles pour les dessins à l'échelle physique, où la taille de l'image ne dépend pas d'éléments tels que la taille de l'appareil sur lequel tu la visualises.
L'exemple de la voiture ci-dessous a une échelle de ce qui signifie que pour chaque centimètres sur le schéma, il y a centimètres dans la réalité. De même, cela signifie que pour chaque millimètre sur le diagramme, il y a millimètres, ou toute autre unité de longueur. Le rapport ne se préoccupe pas de l'unité que tu utilises, mais seulement de la taille relative du diagramme par rapport à la voiture réelle.
Diagramme à l'échelle d'une voiture avec une échelle de ratio, StudySmarter Originals.
Ainsi, si nous voulions connaître la véritable longueur de la voiture, nous mesurerions simplement la longueur sur le diagramme.
Diagramme à l'échelle d'une voiture montrant qu'elle mesure 5 cm de long, StudySmarter Originals
Puisque la voiture du diagramme est la voiture dans la réalité doit être , c'est-à-dire As-tu remarqué quelque chose à propos du rapport et des nombres utilisés dans ce calcul ?
Eh bien, c'est le même calcul que nous avons fait plus tôt avec le facteur d'échelle. En fait, le deuxième nombre du rapport est le facteur d'échelle !
Mettons en pratique tout ce que nous avons appris à l'aide de quelques exemples.
Exemples de calculs pour les dessins à l'échelle et les cartes
Exemple 1
Le diagramme ci-dessous est dessiné à l'échelle de Quelle est la distance entre ta maison et celle de ton ami ? Les mesures sont fournies pour toi.
Carte à l'échelle avec exemple d'échelle de proportion, StudySmarter Originals.
Solution :
La distance entre les deux maisons peut être calculée en trouvant la mesure totale sur le diagramme, puis en les multipliant par le facteur d'échelle.
Le facteur d'échelle, dans ce cas, est Le facteur d'échelle, dans ce cas, est le deuxième nombre du rapport.
Exemple 2
D'après le diagramme à l'échelle du vase ci-dessous, quelle est la hauteur du vase réel, étant donné que sur le diagramme il a été mesuré à et que l'intervalle d'échelle a été mesuré comme suit , avec une valeur d'échelle de . En outre, comment l'échelle de ce diagramme pourrait-elle être exprimée sous forme de rapport ?
Diagramme à l'échelle d'un vase avec exemple d'intervalle d'échelle, StudySmarter Originals.
Solution :
Pour trouver la hauteur réelle du vase, nous devons d'abord trouver le facteur d'échelle. Cela peut être fait en considérant l'intervalle d'échelle. L'intervalle d'échelle mesure sur le diagramme, et représente une mesure réelle de . Le facteur d'échelle est donc
Il suffit maintenant de multiplier la hauteur mesurée du vase dans le diagramme par le facteur d'échelle pour obtenir la hauteur du vase dans le monde réel.
Enfin, pour exprimer l'échelle sous forme de rapport, il suffit de traduire l'intervalle d'échelle sous forme de rapport. Pour chaque sur le diagramme, la mesure dans la vie réelle sera de Par conséquent, le rapport sera
Exemple 3
Tu trouveras ci-dessous un schéma à l'échelle d'un projet de construction. L'entreprise qui a commandé le bâtiment a stipulé qu'il ne devait pas être plus haut que et une largeur maximale de mètres. La conception proposée pour le bâtiment répond-elle à ces exigences ?
Schéma à l'échelle d'un exemple de conception de bâtiment proposé, StudySmarter Originals.
Solutions :
Pour vérifier si les dimensions du bâtiment correspondent aux stipulations de l'entreprise, nous devons d'abord déterminer les dimensions réelles du bâtiment proposé. On nous donne l'échelle sous forme de ratio, . À partir de là, nous pouvons déterminer que le facteur d'échelle du schéma est de .
En multipliant la hauteur mesurée par le facteur d'échelle, nous obtenons la hauteur réelle proposée pour le bâtiment.
De même, nous pouvons trouver la largeur proposée du bâtiment.
La hauteur proposée pour le bâtiment est de qui n'est pas inférieure à Par conséquent, la hauteur est inacceptable.
La largeur proposée du bâtiment est de La largeur proposée du bâtiment est de , ce qui est inférieur à Par conséquent, la largeur est acceptable.
Diagrammes et cartes à l'échelle - Principaux enseignements
Les diagrammes à l'échelle sont des diagrammes dessinés pour être proportionnellement plus petits ou plus grands que le sujet réel.
Les diagrammes à échelle ont un intervalle d'échelle ou un rapport d'échelle qui permet de calculer la taille du sujet réel à l'aide des mesures du diagramme.
Le facteur d'échelle d'un diagramme à échelle est un nombre qui relie n'importe quelle mesure de l'objet réel et la même mesure dans le diagramme.
Lorsqu'une mesure du diagramme est multipliée par le facteur d'échelle, le résultat est la même mesure dans l'objet réel.
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Questions fréquemment posées en Diagrammes et cartes à l'échelle
Qu'est-ce qu'un diagramme à l'échelle?
Un diagramme à l'échelle est une représentation graphique qui montre des objets ou des espaces en respectant les proportions réelles.
Comment lire une carte à l'échelle?
Lire une carte à l'échelle implique de comprendre l'échelle donnée, qui indique la relation entre la distance sur la carte et la distance réelle.
Pourquoi utilisons-nous des cartes à l'échelle?
Nous utilisons des cartes à l'échelle pour représenter de grands espaces sur des surfaces plus petites tout en conservant les proportions.
Comment calculer l'échelle d'un diagramme?
Pour calculer l'échelle d'un diagramme, divisez la distance sur le diagramme par la distance réelle correspondante.
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Lily Hulatt
Digital Content Specialist
Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.