Exercice 11 : calcul littéral et brevet des collèges.
1. Factoriser .
On constate que les deux termes de l’expression contiennent un facteur commun .
2. Développer et réduire .
Développons les termes pour vérifier l’expression factorisée :
3. Calculer pour .
Substituons dans l’expression développée .
Ainsi, pour .
Exercice 12 : programme de calcul et calcul littéral.
1. Soit le nombre choisi.
2. Lui ajouter 4:
3. Multiplier la somme obtenue par le nombre choisi:
4. Ajouter 4 à ce produit:
5. Écrire le résultat.
### Première question
Vérifier que si l’on fait fonctionner ce programme avec le nombre , on obtient 0:
Calculons chaque étape :
Donc, avec , on obtient bien 0.
### Deuxième question
Donner le résultat fourni par le programme lorsque le nombre choisi est 5 :
Calculons :
Donc, avec , le résultat est 49.
### Troisième question
Donner l’expression littérale obtenue en effectuant ce programme, sous forme développée :
Exercice 13 : développer une expression littérale
1) Développer et réduire .
En développant les termes:
Ensuite, développons :
Ainsi, nous avons:
Regroupons les termes semblables:
2) Calculer la valeur exacte de si ; donner ensuite la valeur arrondie au centième.
Remplaçons par dans :
Calculons chaque terme séparément:
Pour la valeur arrondie au centième, approximons :
La valeur exacte est et la valeur arrondie au centième est .
Exercice 14 : compléter les identités remarquables
Exercice 15 : développer, réduire et factoriser
Soit .
a) Développer et réduire .
Développons chaque terme :
Maintenant, soustrayons les deux :
b) Factoriser .
Nous avons . Pour factoriser, nous devons trouver les racines de l’équation en résolvant .
Calculons le discriminant :
Puis les racines :
Ainsi, nous pouvons écrire :
Facturons par des termes plus simples :
c) Calculer pour .
Calculons chaque terme séparément :
Donc,
Ainsi, lorsque .
Exercice 16 : factoriser et développer
1. Factoriser ces expressions :
Cette expression est de la forme , où et . Ainsi,
Cette expression est un trinôme carré parfait car cela peut s’écrire sous la forme , où et . Donc,
Cette expression est également un trinôme carré parfait sous la forme , où et . Donc,
Factorisons des deux termes :
2. Développer les expressions littérales suivantes :
Formule du carré d’une différence :
Formule du produit de deux conjugués :
Formule du carré d’une somme :
Formule du carré d’une somme :
Exercice 17 : développement à l’aide d’identités remarquables
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Exercice 18 : piscine et calcul littéral
Correction de l’exercice :
1) Exprimer en fonction de l’aire de la surface de la piscine :
2) Exprimer en fonction de l’aire de la surface carrelée :
L’aire totale englobant la piscine et les carreaux est :
L’aire carrelée est donc l’aire totale moins l’aire de la piscine :
3) Développer et réduire l’expression obtenue pour :
Donc,
4) Calculer les aires et pour :
Pour :
Ainsi,
Exercice 19 : problème ouvert sur l’aire d’un carré.
Soit la longueur du côté du carré initial .
1. L’aire du carré est donnée par :
2. Pour construire un carré dont l’aire est le double de l’aire du carré , soit ce nouveau carré. Nous cherchons la longueur du côté du carré telle que :
3. En extrayant la racine carrée des deux côtés de l’équation, nous obtenons :
Ainsi, la longueur du côté du nouveau carré doit être .
Pour construire ce carré :
– Tracer une ligne .
– À un des points, construire un angle droit.
– Marquer une distance deux fois pour créer les quatre côtés du nouveau carré.
Le carré obtenu aura bien une aire double de celle du carré initial .
Exercice 20 : développer et factoriser une expression
Exercice 21 : factoriser des expressions littérales
$A = 4x(x + 3) + 2(x + 3)$
$B = (3x + 2) + (x + 4)(3x + 2)$
$C = (3x – 5)(x + 1) + (x + 1)(7x + 3)$
$D = 3x(2 + x) + 4(2 + x)$
$E = (2x – 1)(x – 1) – 2(x – 1)$
$F = (5x + 2)(2x – 1) – (5x + 2)(5 – x)$
Exercice 22 : développer des expressions littérales
Exercice 23 : aire d’une couronne et calcul littéral
Pour démontrer que l’aire de la couronne circulaire avec un centre , un rayon interne et un rayon externe est donnée par la formule
nous allons suivre les étapes suivantes :
1. Calculer l’aire du grand cercle (de rayon ).
2. Calculer l’aire du petit cercle (de rayon ).
3. Soustraire l’aire du petit cercle de l’aire du grand cercle pour obtenir l’aire de la couronne.
L’aire d’un cercle de rayon est donnée par la formule :
L’aire d’un cercle de rayon est donnée par la formule :
L’aire de la couronne est la différence entre l’aire du grand cercle et celle du petit cercle :
Nous pouvons factoriser cette expression en utilisant la différence de carrés :
Ainsi, nous avons démontré que l’aire de la couronne est bien égale à :
Exercice 24 : factorisations un peu plus complexes
L’expression n’est pas factorisable par des entiers simples.
Exercice 25 : expression littérale qui ne s’annule pas
Riyanne affirme :
« Pour tout nombre entier l’expression de est toujours différente de zéro ».
A-t-il raison ?
—
Pour déterminer si l’expression est toujours différente de zéro, nous allons analyser l’expression quadratique.
Considérons l’équation quadratique générique .
Pour résoudre cette équation, nous pouvons utiliser la formule quadratique :
Avec , et .
Calculons le discriminant de l’équation quadratique :
Le discriminant est négatif (), ce qui signifie que l’équation quadratique n’a pas de solutions réelles.
Puisque l’équation n’a pas de solutions réelles, l’expression ne peut jamais être égale à zéro pour des valeurs réelles de .
Donc, l’affirmation de Riyanne est correcte : pour tout nombre entier , l’expression est toujours différente de zéro.
Exercice 26 : développer les expressions littérales
Exercice 33 : géométrie et calcul littéral
1) Résoudre l’inéquation : et représenter les solutions sur une droite graduée.
Soustrayons des deux côtés :
Ce qui simplifie à :
Ajoutons 3 des deux côtés :
Ainsi, les solutions de l’inéquation sont . Sur une droite graduée, on représente cette solution comme suit :
2) Soit un nombre supérieur ou égal à 4, ABCD est un carré dont le côté mesure .
a. Montrer que l’aire du rectangle BCEF s’exprime par la formule :
La superficie du carré ABCD est :
L’aire du rectangle DEFMC (partie non grisée):
Ainsi, l’aire grisée du rectangle BCEF est :
b. Développons et réduisons :
Développement du premier terme :
Développement du deuxième terme :
Ainsi :
En simplifiant, nous obtenons :
c. Factorisons :
Pour factoriser , cherchons les racines de cette équation en résolvant :
Utilisons la formule quadratique où , , et :
Nous obtenons deux racines :
Cependant, , donc, on utilise uniquement .
La forme factorisée est :
d. Résoudre l’équation : :
L’équation est satisfaite si :
Pour :
Pour :
e. Pour quelles valeurs de , l’aire du rectangle BCEF est-elle nulle ? Justifier :
L’aire du rectangle BCEF est nulle si .
Les solutions sont et .
Cependant, doit être supérieur ou égal à 4 :
Donc, l’aire du rectangle BCEF est nulle lorsque .
Exercice 34 : trois entiers consécutifs
a) Soit un entier. Les trois nombres entiers consécutifs choisis sont , et .
Calculons le carré du nombre du milieu :
Soustrayons à ce carré le produit des deux autres nombres :
Développons le produit :
Ainsi,
b) Recommençons avec 3 autres nombres entiers consécutifs, par exemple 5, 6 et 7.
Le carré du nombre du milieu (6) est :
Le produit des deux autres nombres (5 et 7) est :
La différence est alors :
On constate que le résultat est encore 1.
c) Pour démontrer cette conjecture, considérons trois nombres entiers consécutifs de la forme , , et .
Le carré du nombre du milieu est :
Le produit des deux autres nombres est :
Développons ce produit en utilisant l’identité remarquable :
Ainsi, la différence est :
Nous avons donc démontré que pour tout entier , la différence entre le carré du nombre du milieu et le produit des deux autres est toujours égale à 1.
Exercice 35 : utilisation du tableur et calcul littéral
### Correction de l’exercice
et pour . » align= »absmiddle » />
Expression de :
Calcul pour :
Expression de :
Calcul pour :
Donc, pour , et .
. Les resultats obtenus a la question a) sont-ils surprenants ? » align= »absmiddle » />
Développement de :
Développement de :
Expression de :
On voit que la forme développée de est identique à celle de , donc les résultats obtenus à la question a) ne sont pas surprenants.
Pour calculer en colonne B les valeurs prises par l’expression pour les valeurs de inscrites en colonne A, la formule à rentrer dans la cellule B2 est :
Cette formule peut ensuite être étendue aux cellules situées en dessous.
Exercice 36 : développer avec les identités remarquables
