le produit en calcul algébrique au collège.

 

(fiches série 9 )

Classe de 4ème Collège

Programme de 4ème.

 

 

 

 

Vers le corrigé des fiches…

 

 

 

 

L’algèbre est une  langue d’une admirable clarté qui n’a pas de signe pour exprimer les notions confuses et procure à la pensée une véritable économie . ( FOURNIER  (1768-1830))

Dixit Warmaths : « vraie » si vous maitrisé les règles du calcul numérique  et si vous connaissez toutes les conventions d’écriture….

Pré requis : 

1.           Le calcul numérique  

2.        Le calcul algébrique avec deux nombres relatifs.

3.         Retour vers : la multiplication en algèbre…

 

 

Index « warmaths »

Objectif précédent :

1.           Notions préliminaires  en calcul numérique.

2.        Algèbre : Notions préliminaires

3.         Compléments d’informations sur le vocabulaire :

·       Cours 1 … ; Cours 2 …. ; Cours 3 .. ; Cours 4 ….

·       Voir = leçon sur le produit de nombres relatifs.

Objectif suivant :

·       Retour vers la liste des cours : la calcul algébrique ( généralités).

·       Les produits algébriques..

       

1.      Info N° 1 + : Domaine sur le calcul algébrique +

2.        Info : liste des cours disponibles en algèbre.

Collège  4ème  .Le produit en calcul algébrique

 

 

Fiche 1 : Différentes significations de «  »

 

 

Fiche 2 : Différentes significations de « »

 

 

Fiche 3 : Récapitulation des conventions d’écritures

 

 

Fiche 4 : Simplification de l’écriture d’un produit.

 

 

Fiche  5  Attention : écriture qu’il ne faut pas confondre.

 

 

Fiche   6   : Séries   d’ exercices Types.

 

 

Fiche 7 : A propos de la simplification d’une somme  .

 

 

Fiche 8 : Distributivité de la multiplication sur l’addition .

 

 

Fiche  9 : La factorisation.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Devoir test  à   donner aux élèves.

COURS

                Boule verte

Devoir évaluation à donner aux élèves.

 

Interdisciplinarité : voir les études de fonctions

                      

 

 

 


 

 

 

 

 

Voir le cours sur le produit de n ombres relatifs.

 

Fiche 1 : Différentes significations de « -a »

 

 

 

 

 

Rappel :

« a » désignant un nombre relatif quelconque, vous avez vu dans la  « leçon …… »que le produit d’un nombre par (-1) est égal à ………………………de ce nombre.

Or, vous savez (vu dans la leçon …..) que « Opp(a) »  s’écrit « -a ». On dira alors :

 

 

 

 

 

 

A retenir :

«  » étant un nombre relatif quelconque,  et   sont deux nombres égaux que l’on écrit «  »

 

  

 

 

 

 

 

Dans un calcul où figure «  »,  vous choisissez l’interprétation de «  » qui convient :

 

1° cas : vous voulez simplifier l’ écriture de 

«  » est alors considéré comme  ………………….de «  ».

 Il peut se simplifier avec «  » ( au même titre que «  » et «  »). On a alors   : 

 

2° cas : vous voulez simplifier l’ écriture de 

 

« -a » est alors considéré comme le produit de par «  ».

On a alors   c’est   à dire :    

 

 

 

 

Fiche 2 : Différentes significations de « »

 

 

 

 

 

« x » et « y » désignant des nombres relatifs,

·       D’ après une leçon .info @     ou  

·       Transformons l’écriture  de    

 

·       Transformons l’écriture  de   

 

 

 

A retenir :

«  » étant un nombre relatif quelconque,  et  ;     sont deux nombres égaux que l’on écrit «  »

 

  

 

 

 

 

 

 

Cas particulier :

 

 

Transformons

 

 

 


 

 

 

 

 

Fiche 3 : Récapitulation des conventions d’écritures

 

 

 

 

 

 

«  » et «  » désignant des nombres relatifs quelconques, complétez le tableau donnant l’écriture simplifiée de la somme ou du produit de deux nombres.

 

 

 

 

Nombres

Sommes

Produit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

Fiche 4 : Simplification de l’écriture d’un produit.

 

 

 

 

 

 

Principe général :

Dans un produit , toutes les fois que c’est possible , on supprime  le signe

 

 

 

Nombres  écrits en chiffres :

 

 

 

  peut s’écrire      ou      ou    ou  

 

Mais ne peut s’écrire :       ce serait une …………………… .

Ni écrire :     car on ne doit pas écrire  2 signes consécutifs,

Ni écrire    :   car on confondrait  avec le nombre   

 

 

 

·       Nombres écrits en lettres :  

 

 

« «  s’écrit toujours «  »

On a coutume d’écrire les lettres dans l’ordre alphabétique : 

 

 

 

·       Cas des parenthèses :

 

 

Une parenthèse peut être assimilée à une lettre.

 s’écrit      ;   et      s’écrit     

 

 

·       Des chiffres et des lettres  ( ou parenthèses)

 

 

  s’écrit 

Mais ne s’écrit pas       ( le nombre écrit en chiffres se place toujours devant )

Comme il de s’écrit pas     ( on confondrait avec une  ………………..) 

 

  s’écrit     mais ne s’écrit pas     ( on confondrait avec une …………………….)

 

 

 

 

 

Convention :

Si entre des nombres écrits en chiffres ou des lettres ou des parenthèses , il n’y a pas de signe , l’opération est une …………………………………..

 

 

 

 

 

L’écriture d’un produit se simplifie en supprimant : le signe   et parfois les parenthèses mais aussi en utilisant l’associativité et la commutativité de la multiplication.

 

 

 

 

 

Exemple 1 :    c’est une forme simplifiée de   

Grâce à l’associativité et la commutativité , « A » peut s’écrire       

 

En effectuant le calcul, on obtient :     qui s’écrit   :    

 

 

Règle :

Pour simplifier l’écriture d’un produit, on procède de la manière suivante :

    On effectue le produit de tous les nombres écrits en chiffres puis on écrit ce résultat suivi des lettres placées dans l’ordre alphabétique.

 

 

 

 

 

Activité 1 :

Simplifiez l’écriture  de

·      

·      

 

 

 

Exemple 2  : Simplifions l’écriture de     ;  est considéré comme 

On a alors       c'est-à-dire        

 

 

 

 

 

Activité 2 :

Simplifiez l’écriture  de

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple  3 :

Nous allons simplifier l’écriture  de  

On décompose :     ;  :

 

 

 

Activité 3 :

Simplifiez l’écriture  de

    ……………………………………………………………………….

Activité 4 :

Simplifiez l’écriture  de

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

Fiche  5  Attention : écriture qu’il ne faut pas confondre.

 

 

 

 

 

 

Par exemple :   

Deuxième exemple :     et comme  alors  :     

Donc 

 

 

 

Donc

   

 

 

 

 

 

 

*    D’une manière générale , comparons  

 

 

   donc      

 

 

 

 

 

                          ;            est positif donc       est   négatif .   ;    

 

 

 

 

 

*    Comparons maintenant :   (    et   

 

 

 

   donc     

 

 

 

 

 

Activité :

 

 

Complétez en mettant le signe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ATTENTION :

 

 

 

 

 

Dans chacune des lignes suivantes, une égalité n’est pas vraie pour tout «  » . Barrez – la .

 

 

Ligne 1

 

 

 

 

Ligne 2

 

 

 

 

 

Fiche 6 Ordre dans lequel il faut effectuer les opérations.

Info @.... »priorité..

 

 

 

 

 

Nous allons vous récapituler ici les règles que vous avez déjà rencontrées.

 

 

 

 

 

Règle 1 :

Dans une suite de calculs où figurent des parenthèses , on doit effectuer en priorité les opérations indiquées à l’intérieur .

( nota : les crochets sont des « super parenthèses » )

 

 

 

 

 

Exemple : …………………………………………………..

 

 

 

 

 

Règle 2 :

Dans une suite de calculs où figurent des multiplications et des additions ( ou soustractions) , mais pas de parenthèses , on doit effectuer en priorité les multiplications.

( On rétablit mentalement les parenthèses qui devraient figurer autour des nombres à multiplier ) .

 

 

 

 

 

 

La multiplication a priorité sur l’addition ( ou la soustraction )

 

 

 

 

 

 

Activité n° 1….

Calculez :

 

 

 

 

…………………………………….

 

 

 

 

Règle 3 :

En l’absence  de parenthèses , quand dans un calcul , il y a des multiplications et des « puissances » , on doit effectuer d’abord le calcul des puissances.

L’exposant s’applique uniquement au nombre qui le précède .

 

 

 

 

 

Activité n° 2 ….

Calculez :

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

Fiche   6 : Séries   d’exercices Types.

 

 

 

 

 

Exercices  série 1 :  ( exercices)

 

 

Sachant que  

Calculez   après avoir remplacé  par leur valeur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exercices  série 2 :

Faîtes de même avec    pour :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exercice  3 :

Vous allez calculer :

 

 

 

 

 

Exercice  4 :

On vous demande de calculer :

 

 

 

 

 

Exercice  5 :

On vous demande de calculer  ; ( N’oubliez pas de simplifier toutes les fois que c’est possible )

 

 

Commencez par calculer   

 

 

 

 

 

 

 

Exercice  6 :

Vous allez calculer :

 

 

 

 

 

 

Exercice  7 :

Vous allez calculer :

 

 

 

 

 

 

Exercice  8 :

Vous allez calculer 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

Fiche 7 : A propos de la simplification d’une somme  .

 

 

 

Rappel :

L’expression  s’appelle une  somme.    Est-elle simplifiable ?

Dans ce cas peut-elle s’écrire : «   »  ou «  »  ou   «   » ou «  » ?

 

Pour en avoir le cœur net , plaçons nous dans le cas     «  a = 9 »  et  « b = 6 ».

 

 

 432

= 810

 120

 

 

Vous constatez que dans chacun des cas , vous ne trouvez pas le même résultat que pour

Ces écritures ne désignent donc pas le même nombre. L’expression n’est donc pas simplifiable…..

 

 

Prenons  une autre expression :    .       (  désignant le même nombre )

Cherchons  si l’on peut dans ce cas  la simplifier .

Vous savez que       et     

Donc : :  

Grâce à l’associativité  de l’addition , on peut enlever les parenthèses , on a alors

   c'est-à-dire

 

 

 

 

A retenir :

Si   l’écriture     ne peut pas se simplifier

Par contre     s’écrit  

 


 

 

 

 

 

Fiche 8 : Distributivité de la multiplication sur l’addition .

 

 

Nous avons dans la classe de niveau immédiatement inférieur que :

«  » , «  » et « » désignant des nombres positifs  

« m » , « n » , « p »  désignant des nombres positifs  ,  

 

 

Ce qui est vrai pour les nombres positifs  l’ est aussi pour les nombres relatifs.

Activité n° 1

 

Vous allez le contrôler en complétant le tableau ci-dessous.

 

 

 

 

 

« k »

« a »

« b »

«  a + b »

«  k ( a + b )»

«  k a »

«  k b »

«  ka + kb »

 

-3

5

4

 

 

 

 

 

6

-3

-7

 

 

 

 

 

-5

-2

8

 

 

 

 

 

4

6

- 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Colonne 1

 

 

Colonne 2

 

 

 

 

 

Activité n° 2 Comparez les résultats trouvés dans  les colonnes « 1 » et « 2 » .

…………………………………….

Il en serait de même pour tous les  nombres relatifs.

 

On dira alors :

 

 

(à retenir) .

La multiplication est distributive sur l’addition , cela signifie que :

·       «  » , «  » et « » désignant des nombres positifs

·       « m » , « n » , « p »  désignant des nombres positifs  ,  

 

 

 

 

 

 

On transforme ainsi le produit ( d’un nombre par une somme )  en une somme  ( dont les termes sont des produits de facteurs).

Quand on effectue cette transformation , on dit que l’on développe .

 

 

 

Activité n° 3 On vous demande de calculer « »  de deux façons différentes     «     »

 

 

 

Méthode n°1 : On effectue les calculs indiqués : 

 

 

Méthode n°2 : On développe :

  .  …………………………….

 

 

 

 

 

Activité n° 4  Faîtes de même pour : 

 

 

 

Méthode n°1 : On effectue les calculs indiqués :

 

Dans les parenthèses, on réduit au même dénominateur …..  

..    ;   ..    ….    

 

 

 

Méthode n°2 : On développe :

=  = 

 

 

 

 

 

Activité n° 5 :   Développez  ( simplifiez l’écriture des produits ) 

 

 

 

 

 

 

 ……………………

 

 

 

 

( ………………………

 

 

 

………………..

 

 

 

…………………………..

 

 

 

…………………………….

 

 

 

 

 

 

Remarque :

Vous savez que «    ».

Ainsi , 

 

En développant on obtient : 

Vous retrouvez ainsi la règle de suppression des parenthèses précédées du signe  

 

 

 

 


 

 

 

 

 

Fiche  9 : La factorisation

Info +++@ factorisation..

 

 

 

 

 

«  » , «  » et « » ;       représentant  des nombres relatifs  vous savez que : 

et   

 

 

 

Réécrivez ces égalités  en intervertissant leurs membres :

 

 

 

  

 

 

 

On transforme ainsi une somme (dont les termes sont des produits de facteurs ) en un produit  ( dont l’un des facteurs est une somme de termes ) .

Quand on effectue cette transformation, on dit que l’on « factorise ».

 

 

 

 

 

Activité n° 1 :   En vous inspirant de ces égalités ci-dessus , complétez en factorisant : 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Schéma sur comment s’y prendre pour factoriser : 

 

 

 

 

 

Exemple 1 : On va factoriser :    

Nous allons chercher d’abord s’il y a un facteur commun , pour cela nous allons décomposer tous les termes de « A ».

 

 

Le facteur commun  est «  …. »

Dans chacun des trois  termes entourez le facteur commun.

 

                             Imaginez que vous enlevez  ce facteur commun pour le placer comme l’indique le schéma ci-dessus ( le rond) , ensuite , vous écrivez dans les parenthèses, les termes non soulignés.

 

D’où    :   

Contrôlez  en développant

 

 

 

 

 

Activité n°….  Factorisez ( écrivez directement le résultat )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple 2 : Factorisons 

 

 

 

 

 

Constat : « G » est une somme de 3 termes et chacun de ces termes est un produit de facteurs.

Nous allons détailler ces produits pour faire apparaître tous les facteurs.

 

 

 

 

 

Ou   :  

 

 

 

Nous allons chercher les facteurs communs aux trois termes et soulignons – les .

 

 

·       Le facteur « 3 » se retrouve dans chacun des termes . Il faut le souligner.

·       Le facteur « a »  se retrouve  …… fois dans chacun des termes, il faut les souligner…..

·       Le facteur « b » se retrouve  …… fois dans chacun des termes , il faut le souligner….

·       Le facteur  « c » se retrouve …….. fois dans chacun des termes , il faut les souligner …….

 

Le produit de facteurs communs est alors :       soit    

 

En plaçant dans les parenthèses ce qui n’est pas retenu, on obtient :

 

 

 

 

 

Activité n°….    Faîtes de même pour

 

 

Détaillez les produits , soulignez les facteurs communs  et continuez comme précédemment.

 

 

 

 

 

·       Facteurs communs : ……………………………….

·       Soit le produit  de facteurs communs : 

 

 

 

 

 

Activité n°….    Faîtes de même  , factorisez  mentalement ……

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

Fiche  10 : Réduction de termes semblables.

Info +++@...

 

 

 

 

 

Avertissement : dans toute cette fiche , et sauf mention spéciale, les lettres désignent des nombres relatifs.

 

 

 

Vous savez que :    

 

Vous pouvez obtenir ce résultat en factorisant par «  »

 

 

 

 

Activité faites de même pour :

 

 

 

·       Dans le cas de   , vous constatez que l’on retrouve toujours    .

On dit qu’il s’agit d’une somme de termes semblables.

      

On dit que l’on a réduit les termes semblables.

 

 

 

 

 

·       Faîtes de même pour

 

 

 

 

 

·       Dans le cas de   il y a deux sortes de termes semblables.

 

 

 

    

 

 

 

 

 

Remarque :  Si vous pensez que le résultat peut s’écrire « 10 mp » ou «  24mp » , reportez-vous à la fiche 4 de ce cours……

Mais voici une autre explication

En convenant que « € » désigne 1 euro  et  «   » désigne 1 dollar , simplifiez l’écriture de :

     

  Ce que vous pouvez énoncer :   .

 

L’écriture 10 €$ aurait-elle cette signification dans ce cas ? ……………………………

Donc , pouvez-vous écrire le résultat de l’exercice précédent sous la forme de « 10 mp » ?   ……………….

 

 

 

 

 

Activité n° 1…..

 

 

Réduisez les termes semblables  de :

 

 

Activité n° 2…..

 

 

Réduisez les termes semblables  de :

 

 

 

 

 

Activité n° 3 …..

 

 

Développez et réduisez :

 

 

Activité n°4 …..

 

 

Développez et réduisez :

 

 

Activité n° 5…..

 

 

Développez et réduisez :

 

 

 

 

 

 

Activité n° 6 …..

 

 

Réduisez les termes semblables après avoir enlevé les crochets et les parenthèses :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fin de ces travaux ..  ( sept.2014 )

 

 

 

 

 

 

Voir les   Travaux auto formatifs.   A apprendre et retenir !!!!!!!!!!!!!

 

 

Fiche 1 : Différentes significations de «  »

 

 

Fiche 2 : Différentes significations de « »

 

 

Fiche 3 : Récapitulation des conventions d’écritures

 

 

Fiche 4 : Simplification de l’écriture d’un produit.

 

 

Fiche  5  Attention : écriture qu’il ne faut pas confondre.

 

 

Fiche   6   : Séries   d’ exercices Types.

 

 

Fiche 7 : A propos de la simplification d’une somme  .

 

 

Fiche 8 : Distributivité de la multiplication sur l’addition .

 

 

Fiche  9 : La factorisation.

 

 

 

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