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Développement et factorisation (Distributivité simple)

Utiliser la distributivité simple pour développer un produit ou factoriser une somme. Réduire une expression littérale simple.

Duree estimee : 20 min

Comprendre le principe : l'exemple des paniers

Bonjour ! Aujourd'hui, nous allons apprendre à transformer des expressions littérales. Pour comprendre l'idée, imagine que tu achètes 3 paniers repas. Dans chaque panier, il y a 1 sandwich et 2 fruits.

Dessin simple sur fond blanc. À gauche, 3 grands rectangles (paniers) contenant chacun 1 rond rouge (sandwich) et 2 ronds verts (fruits). Une flèche mène vers la droite où les objets sont triés : un tas de 3 ronds rouges et un tas de 6 ronds verts.
Regarde ce schéma. On peut compter le total de deux façons : soit 3 paniers complets, soit on regroupe tous les sandwichs ensemble et tous les fruits ensemble.

En maths, c'est pareil. Dire '3 fois (1 sandwich + 2 fruits)' revient au même que dire '3 sandwichs + 6 fruits'. C'est ce qu'on appelle la distributivité. On distribue le nombre 3 sur tout le contenu de la parenthèse.

La distributivité permet de passer d'un produit (avec parenthèses) à une somme (sans parenthèses), et inversement.

Développer : transformer un produit en somme

Développer, c'est transformer un produit en somme. La formule est . Rappelle-toi qu'entre la lettre et la parenthèse, il y a une multiplication cachée. Le facteur multiplie le , puis le .

Prenons l'expression . Le nombre est distribué sur le et sur le . Cela donne : . On calcule la multiplication possible et on obtient .

Attention si tu rencontres des nombres négatifs ! Tu dois appliquer la règle des signes (moins par moins fait plus, moins par plus fait moins) lors de la distribution.

Exemple avec un signe moins : . On distribue sur et sur . Le calcul est : . Comme le produit de deux nombres négatifs est positif, le résultat est .
Ne confonds pas ! Une erreur fréquente est d'écrire . C'est faux car le doit aussi multiplier le . Le bon résultat est .

Factoriser : le chemin inverse

Factoriser, c'est transformer une somme en un produit. C'est l'inverse de développer. Pour cela, il faut trouver un facteur commun qui est présent dans chaque terme de l'expression.

Schéma explicatif sur fond blanc. En haut : '4x + 12'. Une flèche montre que 12 se décompose en '4 fois 3'. Le chiffre 4 est entouré en rouge dans '4x' et dans '4 fois 3'. En bas, le résultat : '4(x + 3)' avec le 4 en rouge devant la parenthèse.
Sur ce schéma, on repère le nombre identique dans les deux parties de l'opération pour le mettre devant la parenthèse.
Factorisons . Je cherche un nombre qui divise à la fois et . C'est (car et ). Je mets devant la parenthèse : .
Pour réussir à factoriser, connais bien tes tables de multiplication ! Cherche toujours le plus grand diviseur commun aux nombres.
Attention au facteur "invisible" ! Dans , le facteur commun est . Mais que reste-t-il pour le deuxième terme ? Il reste , car c'est ''. Donc . N'écris jamais tout seul.

Réduire et appliquer

Après avoir développé, l'expression est souvent longue. Réduire, c'est regrouper les termes de même nature ensemble : les avec les , les nombres constants avec les nombres constants.

Simplifions . D'abord je développe : . Ensuite je réduis les nombres : donne . Résultat final : .
On n'additionne pas les torchons et les serviettes ! Tu ne peux pas additionner et pour faire . Ce sont des familles différentes. L'expression ne peut pas être réduite davantage.

On utilise souvent le calcul littéral pour prouver que deux programmes de calcul sont équivalents. Au lieu de tester avec plein de nombres au hasard, on teste avec la lettre . Si on obtient la même expression réduite pour les deux programmes, alors ils donneront toujours le même résultat.

En résumé : Développer c'est distribuer, Factoriser c'est trouver le facteur commun, et Réduire c'est regrouper par famille.

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