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Cinquième · Mathématiques · Chapitre 4

Calcul littéral et premières équations : formules, distributivité, ax = c et x + b = c

Ce que tu sauras faire

  • Produire une formule avec une lettre (double, triple, carré, successeur, périmètre, aire) en respectant les conventions d'écriture.
  • Calculer la valeur d'une expression littérale en remplaçant la lettre par un nombre.
  • Tester si une égalité est vraie ou fausse pour une valeur donnée, et reconnaître une somme ou un produit.
  • Réduire une expression de la forme ax + bx, y compris quand b vaut 1.
  • Développer et factoriser avec k(a + b) = ka + kb et k(a − b) = ka − kb.
  • Démontrer une propriété générale par le calcul littéral, et réfuter une affirmation par un contre-exemple.
  • Formuler une conjecture à l'aide d'un tableur ou d'un algorithme.
  • Résoudre les équations x + b = c et ax = c avec les opérations inverses, puis vérifier la solution.

Au programme du chapitre

  1. Produire une formule avec une lettre
  2. Calculer en remplaçant la lettre
  3. Somme ou produit ?
  4. Tester une égalité
  5. Réduire une expression
  6. La distributivité avec des lettres : développer et factoriser
  7. Prouver une propriété, réfuter une affirmation
  8. Formuler une conjecture : tableur et algorithme
  9. La lettre comme inconnue : les équations x+b=cx + b = c et ax=cax = c

Exercices corrigés

Exercice 1

Samir doit calculer 3x+23x + 2 pour x=4x = 4. Il écrit : « 3x+2=34+2=363x + 2 = 34 + 2 = 36 ». Quelle est son erreur ? Donne le bon résultat et explique comment l'éviter.
Un coup de pouce
Réécris d'abord le signe × que l'écriture 3x cache.
Voir la correction pas à pas
Samir a collé le 3 et le 4 pour former « 34 ». Or 3x3x est une écriture abrégée de 3×x3 \times x : le signe ×\times est caché. Il faut le remettre avant de remplacer : 3x+2=3×4+2=12+2=143x + 2 = 3 \times 4 + 2 = 12 + 2 = 14. Le bon résultat est 14. Contrôle de vraisemblance : 36 est beaucoup trop grand pour un calcul qui multiplie par 3 un nombre égal à 4.

Exercice 2

Léa a testé l'égalité 2x+3=5x2x + 3 = 5x avec x=1x = 1 et elle écrit : « Je trouve 5 des deux côtés, donc l'égalité est toujours vraie. » A-t-elle raison ? Fais un second test avec x=2x = 2 et conclus.
Un coup de pouce
Essaie une deuxième valeur de x : un seul désaccord entre les deux côtés suffit.
Voir la correction pas à pas
Pour x=1x = 1 : 2×1+3=52 \times 1 + 3 = 5 et 5×1=55 \times 1 = 5, l'égalité est bien vraie. Pour x=2x = 2 : 2×2+3=72 \times 2 + 3 = 7 et 5×2=105 \times 2 = 10. Comme 7≠107 \neq 10, l'égalité est fausse pour x=2x = 2. Léa a tort : un test réussi ne prouve pas qu'une égalité est toujours vraie, alors qu'un seul test raté suffit à prouver qu'elle ne l'est pas. Cette égalité n'est vraie que pour certaines valeurs : c'est une équation.

Les pièges à éviter

  • Remplacer xx par 4 dans 3x3x et lire « 34 ».
  • Réduire 5x+x5x + x en 5x5x, en oubliant le xx seul.
  • Écrire 3x+4=7x3x + 4 = 7x, en additionnant des xx et des nombres seuls.
  • Développer 3(x+5)3(x + 5) en 3x+53x + 5.

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