Tu places tes économies sur un livret, tu fabriques des burgers dans un food-truck, tu gères la production d’un atelier : derrière ces situations se cachent les mêmes outils de calcul. L’intérêt simple dit combien rapporte un capital placé. Les taux proportionnels permettent de passer d’un taux annuel à un taux mensuel. Et les coûts (total, marginal, moyen) servent à savoir combien coûte vraiment ce que l’on produit, et à quelle quantité on produit au meilleur prix. Ce chapitre te donne les réflexes pour décider juste.
Mes objectifs
À la fin de ce chapitre, je sais :
- calculer un intérêt simple et la valeur acquise d’un capital placé ;
- passer d’un taux annuel à un taux mensuel proportionnel (et l’inverse) ;
- calculer un coût total pour une quantité donnée ;
- calculer le coût marginal d’une unité, c’est-à-dire le coût de l’unité supplémentaire ;
- calculer un coût moyen unitaire et trouver la quantité qui le minimise.
À quoi ça sert ?
Dès que tu produis ou que tu vends, ces calculs décident de ta rentabilité. Combien rapporte l’argent que tu mets de côté pour t’acheter une paire de sneakers ? Si je fabrique un burger de plus, combien me coûte-t-il vraiment ? À partir de combien d’articles mon atelier produit-il au prix le plus bas par pièce ? Savoir répondre, c’est éviter de vendre à perte et fixer ses prix au bon niveau.
1. L’intérêt simple et la valeur acquise
Capital, taux et intérêt simple
- Le capital C est la somme placée (ou empruntée) au départ, en euros.
- Le taux annuel t (en pourcentage) indique ce que rapporte le placement par an.
- La durée n est exprimée en années.
Avec l’intérêt simple, les intérêts se calculent toujours sur le capital de départ :
I=C×100t×n
Quand la durée est en mois
La formule attend une durée en années. Si l’énoncé donne une durée en mois, il faut la convertir : un mois vaut 121 d’année.
n=12nombre de mois
Exemple : 6 mois donnent n=126=0,5 an ; 3 mois donnent n=123=0,25 an.
Ne pas confondre l'intérêt et la valeur acquise
La valeur acquise n’est pas l’intérêt tout seul : il faut rajouter le capital de départ.
- FAUX : un capital de 1500 € placé à 2,5% pendant 1 an « donne une valeur acquise de 37,50 € ».
- VRAI : 37,50 € est seulement l’intérêt (I=1500×0,025×1=37,50 €). La valeur acquise est V=1500+37,50=1537,50 €.
Surveille aussi la durée : si elle est en mois, convertis-la en années avant de calculer.
2. Les taux proportionnels
Pourquoi un taux mensuel ?
Une banque annonce un taux annuel, mais un placement (ou un crédit pour un smartphone) peut durer quelques mois seulement. Le taux proportionnel permet de répartir le taux annuel sur chaque mois, de façon régulière, pour calculer les intérêts mois par mois.
Taux mensuel proportionnel
Le taux mensuel proportionnel tm est la part du taux annuel ta qui revient à un seul mois. Comme une année compte 12 mois, on divise le taux annuel par 12 :
tm=12ta
Le retour à l'année
Avec un taux proportionnel, 12 mois au taux mensuel redonnent exactement le taux annuel :
ta=tm×12
C’est cette égalité qui sert à vérifier un calcul, ou à retrouver le taux annuel à partir du taux mensuel.
D'un taux annuel à un taux mensuel
Un livret affiche un taux annuel de 4,8%. Le taux mensuel proportionnel est :
tm=124,8=0,4% par mois.
Vérification : 0,4×12=4,8%. On retrouve bien le taux annuel.
Diviser, pas multiplier (et l'inverse)
Le sens de l’opération dépend de ce que l’on cherche.
- FAUX : pour passer d’un taux annuel de 4,8% au taux mensuel, « multiplier par 12 », ce qui donnerait 57,6% : c’est absurde, un mois ne peut pas rapporter plus que l’année entière.
- VRAI : on divise par 12 pour aller de l’année vers le mois : tm=124,8=0,4%. On multiplie par 12 seulement pour faire le chemin inverse (du mois vers l’année).
Repère bien le point de départ : le taux mensuel est toujours plus petit que le taux annuel.
3. Le coût total
Le coût total de production
Le coût total C(q) est la somme de toutes les dépenses nécessaires pour produire une quantité q d’articles (ou de portions). Il se compose :
- des coûts fixes : ils ne dépendent pas de la quantité produite (loyer du local, assurance, abonnements) ;
- des coûts variables : ils augmentent avec la quantité (matières premières, ingrédients, emballages).
Dans ce chapitre, le coût total est donné par une fonction de la quantité q, par exemple C(q)=2q2+50q+7200.
Calculer un coût total
On remplace simplement q par la quantité demandée dans la fonction de coût, puis on calcule.
Exemple : avec C(q)=2q2+50q+7200, le coût de 30 articles est :
C(30)=2×302+50×30+7200=1800+1500+7200=10500 €.
4. Le coût marginal
Le coût marginal
Le coût marginal est le coût supplémentaire entraîné par la production d’une unité de plus. Pour la q-ième unité, c’est la différence entre le coût total de q articles et celui de q−1 articles :
Cm(q)=C(q)−C(q−1)
Autrement dit : « combien me coûte le tout dernier article que je décide de fabriquer ? »
Calculer le coût marginal d'une unité
Pour obtenir le coût marginal de la q-ième unité produite :
- Calculer le coût total avec cette unité : C(q).
- Calculer le coût total sans cette unité, c’est-à-dire pour q−1 articles : C(q−1).
- Soustraire : Cm(q)=C(q)−C(q−1).
Le coût de la 21e portion
Un food-truck a un coût total C(q)=0,5q2+10q+200 (en euros) pour q burgers. Le coût marginal de la 21e portion est :
C(21)=0,5×212+10×21+200=220,5+210+200=630,5 €,
C(20)=0,5×202+10×20+200=200+200+200=600 €,
Cm(21)=630,5−600=30,5 €.
La 21e portion coûte donc 30,5 € à produire.
Coût marginal n'est pas coût total
Le coût marginal est une différence, pas le coût total d’un coup.
- FAUX : pour la 21e portion ci-dessus, répondre C(21)=630,5 € comme s’il s’agissait du coût marginal.
- VRAI : le coût marginal est l’écart entre deux unités : Cm(21)=C(21)−C(20)=630,5−600=30,5 €.
Et attention au rang : la q-ième unité, c’est le passage de q−1 à q articles.
5. Le coût moyen unitaire
Le coût moyen unitaire
Le coût moyen unitaire CM(q) indique combien revient en moyenne un seul article quand on en produit q. On divise le coût total par la quantité produite :
CM(q)=qC(q)
Pourquoi le coût moyen baisse... puis remonte
Le coût fixe est le même que tu produises peu ou beaucoup. En produisant plus, tu le répartis (on dit que tu l’amortis) sur davantage d’articles : le coût moyen baisse d’abord. Mais si tu produis trop, les coûts variables (heures supplémentaires, matières) finissent par l’emporter et le coût moyen remonte. Entre les deux, il existe une quantité où le coût moyen est le plus bas : c’est la production la plus économique par article.
Trouver la quantité qui minimise le coût moyen
Le coût moyen CM(q)=qC(q) est une fonction de q : sa courbe descend, atteint un minimum, puis remonte.
- Écrire l’expression de CM(q)=qC(q).
- Repérer le minimum de cette fonction (par lecture du tableau de valeurs, de la courbe, ou de la calculatrice).
- La quantité q⋆ qui donne ce minimum est la production optimale : c’est là que chaque article coûte le moins cher.
- Conclure en donnant cette quantité et le coût moyen minimal correspondant.
Au minimum, coût moyen et coût marginal se rejoignent
Tant que produire une unité de plus coûte moins que le coût moyen actuel, ce coût moyen continue de baisser. Dès que l’unité supplémentaire coûte plus que la moyenne, le coût moyen remonte.
Le coût moyen est donc minimal exactement là où le coût marginal rattrape le coût moyen. C’est un bon moyen de vérifier la production optimale que tu as trouvée.
Ne pas oublier de diviser par la quantité
Le coût moyen est un coût par article, donc une division par q.
- FAUX : annoncer que « le coût moyen pour 200 articles est de 15400 € » alors que 15400 € est le coût total.
- VRAI : il faut diviser par la quantité : CM(200)=20015400=77 € par article.
Un coût moyen unitaire s’exprime toujours en euros par article (ou par portion), jamais en euros tout court.
Vérifier l'ordre de grandeur
Avant de conclure, vérifie que ton résultat « sonne juste » :
- une valeur acquise est toujours plus grande que le capital placé ;
- un taux mensuel est toujours plus petit que le taux annuel ;
- un coût moyen unitaire est bien plus petit que le coût total (puisqu’on l’a divisé par la quantité) ;
- au minimum du coût moyen, coût moyen et coût marginal sont égaux.
Si l’un de ces repères n’est pas respecté, c’est qu’il y a une erreur de calcul.