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Objectifs les
égalités : vocabulaire 1EG1 |
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égalités les
égalités : vocabulaire 2 EG2 |
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ENVIRONNEMENT du dossier :
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Tableau |
DOSSIER : DEVELOPPER
et
« réduire » et « ordonner » .
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COURS |
Interdisciplinarité |
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Préambule :
Définition : Une expression algébrique est développée, réduite et ordonnée si elle est la somme de monômes ,de
puissances différentes ,ordonnée par puissances décroissantes.
Ordonner :
Exemple
d’expression algébrique ordonnée : A
= 7 x² - 3 x + 1
Exemple
de l’expression algébrique ci
dessus non- ordonnée : A
= - 3 x + 1 + 7 x²
Réduire : réduire c’est regrouper des termes de même degré ( ou de même
puissance) :
Exemple :
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Expression
« non » réduite : |
Expression réduite
. |
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5 + 3 |
8 |
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7 - 4 |
3 |
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x + x |
2x |
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2x + x |
3 x |
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3x + 2 x |
5 x |
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x ² + x ² |
2 x ² |
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3 x + x |
4 x ² |
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Remarque : on ne peut pas réduire
les expressions ci dessous ! |
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Mais on peut factoriser ! ! ! !si l’on sait
identifier le facteur commun . ( info plus +++) |
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x ²
+ x ( = x
x + 1 x ) |
= x ( x
+ 1 ) « x » est le facteur commun |
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3 +
3 x [ = ( 3 ´ 1 + 3
´ x ) ] |
= 3 ( 1 +
x ) « 3 » est le facteur commun |
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3 +
x ( il n’y a rien à
modifier) |
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Factoriser :
Une
expression algébrique est factorisée si
elle est écrite sous la forme d’un
produit :
A = ( 2x + 1 )²
ou B = 3 ( x + 4 ) ( 3x - 1) ou C
= ( x + 1 ) ( x - 1 )
Pour savoir factoriser il faut savoir identifier les termes qui contiennent un facteur commun .
i Pour
factoriser ou développer on utilise
les égalités :
k ( a + b ) = k a + k b
(
a + b ) ( c + d ) = a c + ad + b c + bd
On donne : A = (x +3) ( 2x -7)
DEVELOPPER Une expression algébrique est
développée si elle est écrite sous la forme
d'une somme de monômes:
A=(x
+3) ( 2x -7) devient A
= -7x +6x -21 +2x2
REDUIRE
Une expression
algébrique développée est réduite si
elle est une somme de monômes de puissances différentes :
A=
-7x + 6x -21 + 2x2
devient A = - x - 21 + x2
ORDONNER Une expression algébrique développée est réduite et ordonnée si
elle est une somme de monômes de puissances différentes et si les
monômes sont ordonnés par puissances décroissantes :
A=
-7x +6x -21 +2x2
devient - x - 21 + x2 qui devient
A = x2 - x -
21
RAPPEL :
Ce cours « développer »
n’a de sens que si l’on transforme les expressions algébriques en sommes
algébriques
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Ainsi l’écriture : - 7x +6x -21 +2x2 est une expression algébrique pour
identifier les termes il faut faire la transformation |
Et l’écriture
( -7x) + ( +6x ) + ( -21 ) + (+2x2) est appelée « la somme
algébrique » représentante de l’expression |
« Terme » : les termes sont situés à droite et à gauche du signe opératoire « plus » dans la somme algébrique
De quoi se compose un facteur ? ( un « terme ») :
Un facteur (ou un terme) est un nombre
,ou une lettre, ou l’ensemble des
termes d’une parenthèse.
Différence entre un terme et un facteur:
les
termes sont situés à droite et à gauche du signe opératoire « plus » (l’opération soustraction se transforme
….,les facteurs sont situés à droite et
à gauche du signe ( x ;
appelé « croix » qui signifie
« multiplier »).
Termes semblables:
On appelle "termes
semblables" d'un polynôme des
termes qui ne diffèrent que par les coefficients.
Ainsi l' expression 8a2 +3bc + 5d2 - 4a2
Est un polynôme .( 8a2 , -4 a2 sont des termes semblables.)
Vocabulaire: le signe opératoire
de la multiplication ,en forme
de « croix » , peut se
traduire par plusieurs
« mots »:
le mot « fois » ( 3fois
7)
par « multiplié
par » ( 3 multiplié par 7 )
« fois entre
parenthèses » ( 3 fois entre
parenthèses 5 + 2 ;
pour 3 ( 5+2)
« facteur de » (3
facteur de 5+2 ; pour 3 (
5+2) )
CONVENTIONS D’ECRITURE:
Dans les expressions algébriques le signe « multiplier » n ‘ est
jamais représenté
On ne trace pas
la « croix » pour éviter toute confusion avec la lettre
« x »,qui est couramment
utilisée pour représenter «
l’inconnue » .
En l’absence de signe
,il y a toujours « produit » entre:
► un nombre et une lettre : 3x
; il faut lire
« trois fois ixe » ;
(le mot « fois » doit être remplacé par
« multiplié par » )
► deux lettres : ab
; ………………lire « a fois
b » ou « a » facteur
« b »
► un nombre et une racine:
3
;lire « 3
fois racine carré de 18 »
► un nombre et une parenthèse : 3
( 2x + 1) ; lire « 3 fois entre parenthèses 2 ixe plus un » ou
aussi « 3 facteur de 2ixe plus
un »
les groupes de
mots « fois entre parenthèses » et « facteur
de » ont la même signification .
►
une lettre et une parenthèse: x (
2x +2) , lire « ixe facteur
de 2ixe plus 2 »
►
entre deux parenthèses : (2x+1)(3x+2)
, lire « 2ixe plus
un » entre parenthèses facteur de « 3 ixe plus 2 » )
DEVELOPPER:
« Développer » est une activité mathématique
qui a pour but de transformer un « produit » en « somme algébrique » .
Condition minimum pour réaliser
un développement:
Avoir un produit de deux facteurs
dont un facteur étant un nombre ou une lettre ,le second facteur étant composé d’une
« somme » de deux ou plusieurs termes.
Modèle mathématique : a ( b + c )
ou a ( b - c )
Exemples:
2 ( x + 3 ) ; x (
2x - 5 ) ; a ( b + c - d ) ;
autres
exemples:
3x
( 7 x -12 ) ; x2 ( x - 3 )
Procédure de développement: Exemple : a ( b + c )
a )
Multiplier le premier terme du deuxième facteur par le premier facteur.
a
fois b
= ab
b )
Multiplier le deuxième terme du deuxième
facteur par le premier facteur.
a fois c
= ac
c )
Rendre compte:
le
premier membre étant le produit de facteurs ,le deuxième membre étant composé
des deux termes calculés précédemment.
Conclusion :
a ( b + c ) = ab + ac
A
RETENIR
Traduction
mathématique: a ( b + c ) = a b
+ a c
On dit aussi :
que « développer » c’est « distribuer le facteur simple
sur les termes contenus dans la parenthèse »
Applications :
Enoncé: Développer
(on dit aussi « effectuer » )
Exemple
: 2 ( x + 3 ) = ?
on calcule :
a) 2 fois x =
2x et
b ) 2 fois 3
= 6
c) Conclusion:
2 ( x + 3
) =
2x + 6
Exemple N°2 :
3x ( 7 x -12 ) = ?
a) 3x1
fois 7x2 = 3 fois x1 fois 7 fois x2
= 3
x1
7
x2
= 3
7
x1
x2
= 21
x2
= 21 x2
b) 3 x fois
-12 = 3
x
-12
=3
-12
x
= -36 x
c) Conclusion:
3x ( 7 x -12 ) =
21 x2 - 36
Autres cas rencontrés :
le premier facteur
contient deux termes
Nous avons un produit de
facteurs ,chaque facteur étant une somme
de deux (ou plusieurs) termes.
Modèle mathématique :
du type ( a + b ) ( c + d ) =
?
Trois
autres cas sont couramment rencontrés;
Un des facteurs contient un signe
opératoire « moins » , tel que
:
(a +b ) ( c- d)= ? ;
ou ( a - b ) ( c + d
)= ? ;
Les deux facteurs ont un signe opératoire « moins »
: ( a - b ) ( c - d ) = ?
dans
ces trois modèles ,se souvenir ,pour les
applications que a - b = a + opp.b ;
c - d = c + opp.d
Exemples:
a)
( x + 3) ( x - 1) devient ( x + 3) ( x + (- 1))
b)
( x - 3) ( x - 1) devient ( x + (-3))
( x + (- 1))
Procédure
de développement : du
type ( a + b ) ( c + d )
a )
Multiplier au premier terme du premier facteur le premier terme du deuxième
facteur:
a
fois c = ac
b)
Multiplier au premier terme du premier facteur le deuxième terme du deuxième
facteur:
a
fois d = ad
c)
Multiplier au deuxième terme du premier
facteur le premier terme du deuxième facteur:
b
fois c = bc
d)
Multiplier au premier terme du premier facteur le premier terme du deuxième
facteur:
b
fois d = bd
e)
Rendre compte:
conclusion: ( a + b ) ( c + d ) = ac +
ad + bc + bd
Remarque : Dans
les applications on peut souvent
regrouper les produits ad et bc .
Applications:
nous
traitons les cas courants :
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Premier
cas : (x +3) ( 2x +7) =
? |
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a ) x fois 2x = 2 x2 b ) x fois 7
= 7x c ) 3 fois 2x = 6x d ) 3 fois 7
= 21 Conclusion :
(x +3) ( 2x +7) =
2 x2 + 7x + 6x +21 nous
pouvons regrouper les termes en x
( ce qui correspond à une factorisation de 7x + 6x qui est égal à 13x) donc : (x +3) ( 2x +7) = 2
x2 + 13x +21 |
|
Deuxième
cas : Développer
et regrouper les termes de même degré: (x +3) ( 2x -7) =
? |
|
On transforme : (x +3) ( 2x -7) = (x +3) ( 2x + (-7)) a) x fois 2x = 2x2 b) x fois (-7) = -7 x c) 3 fois 2x
= 6x d) 3 fois (-7) = -21 Conclusion: (x +3) ( 2x -7) = 2x2 -7x +6x -21 (nous regroupons les termes de même degré
: -7x + 6x est égal à -x ) (x +3) (
2x -7) = 2x2 -x -21 Troisième
cas : (x -3) (
2x -7) = (x +( - 3)) ( 2x + (-7)) = a) x fois 2x
= 2x2 b) x fois ( -7)
= -7 x c) (-3) fois 2x
= - 6 x d ) (-3) fois (-7) =
+21 Conclusion: (x +3) ( 2x -7) = 2x2 - 7 x - 6 x + 21 (nous regroupons les
termes de même degré ; -7x plus-6x est
égal à -13x ) (x +3) ( 2x -7) = 2x2 - 13 x
+21 |
PUISSANCE « 2 » D ’
UNE ADDITION «( a + b ) 2 » ; ou
D’UNE SOUSTRACTION «( a - b )2 »
LES
CAS SUIVANTS FONT L ‘ OBJET D’UN TRAVAIL PARTICULIER:
Cas : Les facteurs contiennent des termes
identiques:
(a + b)2
= (a + b) (a + b) = ?
(a - b)2 =
(a - b) (a - b) = ?
autre cas : Les facteurs sont identiques , le signe
séparant les termes sont opposés:
(a + b) (a - b) =(a + b) (a - b) = ?
Se sont des cas
« remarquables » et « à remarquer » ,que l’on doit connaître , reconnaître , pour effectuer
rapidement un développement ou une
factorisation. Nous en avons besoin pour traiter une partie du « second
degré »
De
nombreux exercices en mathématique font appel
à ces savoirs:
(Voir objectif : identités remarquables )
Voir + : PUISSANCE
« 3 » ; d’une addition ou d’une soustraction.
TRAVAUX AUTO FORMATIFS :
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1°
) Que signifie: Développer ? |
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2°
) Donner la condition minimum permettant de faire un développement. |
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3°
) Donner le modèle mathématique représentant ce minimum. |
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4
° )Donner le modèle mathématique sur
le développement de ( a + b ) ( c + d ) |
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I
) Développer les expressions suivantes : |
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Série
1 |
résultat |
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9 ( 3 + 5 ) = (pour cet exercice uniquement ne pas effectuer
les calculs!!) |
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3 ( x +
2 )
= |
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3 ( x – 2
) = |
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3 ( 4 -2x ) = |
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4 (3x - 5
) = |
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Série
2 |
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3 x ( x +
2 )
= |
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3 x ( x –
2 )
= |
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Série
3 |
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3 x ( 2 x
+ 2 ) = |
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3 x ( 4
x – 2
) = |
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x (2y - 5x ) = |
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Série
4 |
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2
( 1 +2x ) |
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a(
2 + b ) |
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a(1-d) |
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3b(2
+1 ) |
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3
( x -y ) |
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b
(a2 + c ) |
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a
(a b + c2f) |
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2
xy ( x - 2y) |
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( x+1) [(x-3) + ( x-2 )] |
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II
) Développer les expressions
suivantes et réduire et ordonner quand cela est possible : Nota pour « réduire » il faut avoir fait
« factoriser »,il vous faudra reprendre ce travail qu’après avoir
traité cet objectif !
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Série 2 |
développer |
Réduire |
Ordonner |
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( x +1 ) ( x -2 ) = |
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x +5 ) (
3x -2 ) = |
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( -4x +3 )
( 5 x - 6 ) = |
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Série 3 |
développer |
Réduire |
Ordonner |
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( x +5 ) ( x + 5 ) = |
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( x -5 ) ( x - 5 ) = |
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|
( x +5 ) (
x - 5 ) = |
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Série 4 |
développer |
Réduire |
Ordonner |
|
( 2x +3 )2 = |
Voir
les I.R. |
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( -3x +1 ) 2 = |
Voir
les I.R. |
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Série 5 |
développer |
Réduire |
Ordonner |
|
(
a + b )2 = |
Voir les I.R. |
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(
a - b )2 = |
Voir les I.R. |
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(
a + b ) ( a - b ) = |
Voir les I.R. |
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Développer , réduire , ordonner
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A = (x +5 ) ( 2 x – 1 ) – 3 (2x – 5 ) |
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Géométrie
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Calculer l'aire d'une surface |
Longueur |
largeur |
|
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Rectangle |
L = x +a |
l = x - b |
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