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6e · Chapitre 9 · Algèbre

Pré-algèbre : égalités et motifs

30 exercices corrigés

1 Le signe « = » veut dire « vaut autant que »

Le signe \(=\) ne veut pas seulement dire « le résultat est ». Il indique que ce qui est écrit à gauche vaut autant que ce qui est écrit à droite, comme une balance en équilibre.

\[3 + 5 = 8 \qquad 8 = 3 + 5 \qquad 3 + 5 = 4 + 4 \qquad 2 \times 6 = 3 \times 4\]

Toutes ces égalités sont vraies.

Attention

On n'écrit pas « \(3 + 5 = 8 + 2 = 10\) » ! C'est faux, car \(3 + 5\) ne vaut pas \(10\). On écrit plutôt deux lignes : \(3 + 5 = 8\), puis \(8 + 2 = 10\).

2 Les égalités à trous

Dans une égalité à trous, il manque un nombre : \(8 + \square = 15\). On cherche le nombre qui rend l'égalité vraie.

Méthode

On utilise l'opération inverse.

  • L'addition et la soustraction « se défont » l'une l'autre : \(8 + \square = 15\), donc \(\square = 15 - 8 = 7\).
  • La multiplication et la division « se défont » l'une l'autre : \(6 \times \square = 42\), donc \(\square = 42 \div 6 = 7\).

On vérifie toujours en remettant le nombre trouvé dans l'égalité : \(8 + 7 = 15\) ✓.

Exemple

\(\square - 9 = 21\). Le nombre de départ, auquel on a enlevé \(9\), donne \(21\) : on rajoute \(9\). \(\square = 21 + 9 = 30\). Vérification : \(30 - 9 = 21\) ✓.

Astuce

Quand le trou est des deux côtés de l'égalité, on calcule d'abord le côté complet : \(9 + 6 = \square + 10\) ; à gauche, \(9 + 6 = 15\) ; donc \(\square + 10 = 15\) et \(\square = 5\).

3 Les schémas en barres

Pour résoudre un problème, on peut dessiner les quantités sous forme de barres. Le schéma montre ce qu'on connaît et ce qu'on cherche.

Partie et tout. Un sac contient \(45\) billes : \(28\) sont rouges, les autres sont bleues. Combien y a-t-il de billes bleues ?

28 billes ? Total : 45 billes 28 + ? = 45 donc ? = 45 − 28 = 17
Le tout (45) est formé de deux parties : 28 et la partie cherchée.

Comparaison. Léa a \(3\) fois plus d'argent que Tom. Ensemble, ils ont \(48\) €. Combien a chacun ?

Tom Léa ? ? ? ? 48 en tout 4 parts égales = 48, donc 1 part = 48 ÷ 4 = 12
Tom a 1 part, Léa a 3 parts identiques : 4 parts égales en tout.

Tom a \(12\) € et Léa a \(3 \times 12 = 36\) €. Vérification : \(12 + 36 = 48\) ✓.

Méthode
  1. Je lis l'énoncé et je repère les quantités.
  2. Je dessine une barre par quantité, en respectant les tailles (« \(3\) fois plus » → \(3\) barres identiques).
  3. J'indique ce que je connais et je mets un « ? » sur ce que je cherche.
  4. Je calcule, puis je vérifie avec l'énoncé.

4 Les motifs qui évoluent

On construit des figures de plus en plus grandes en suivant une règle.

étape 1 4 allumettes étape 2 7 allumettes étape 3 10 allumettes À chaque étape, on ajoute 3 allumettes.
Des carrés alignés faits avec des allumettes : on ajoute 3 allumettes à chaque étape.
Étape 1 2 3 4 5
Allumettes 4 7 10 13 16

Pour l'étape \(10\), on n'a pas besoin de tout dessiner : il y a une allumette au début, puis \(3\) allumettes par carré. À l'étape \(10\) : \(1 + 3 \times 10 = 31\) allumettes.

À retenir

Pour un motif, on cherche ce qui reste pareil et ce qui change à chaque étape. On peut alors écrire une règle en mots : « nombre d'allumettes \(= 3 \times\) numéro de l'étape \(+ 1\) ».

5 Les programmes de calcul

Un programme de calcul est une suite d'instructions à appliquer à un nombre de départ.

Exemple

« Choisis un nombre. Ajoute \(4\). Multiplie le résultat par \(3\). » Avec \(5\) : \(5 + 4 = 9\), puis \(9 \times 3 = 27\).

Pour retrouver le nombre de départ à partir du résultat, on remonte le programme en utilisant les opérations inverses, dans l'ordre inverse : si on obtient \(30\), on divise par \(3\) (\(10\)), puis on enlève \(4\) : le nombre de départ était \(6\).

Pour aller plus loin

Contenu facultatif, non exigible.

En 5e, le « \(\square\) » des égalités à trous sera remplacé par une lettre, par exemple \(x\). Tu écriras \(8 + x = 15\) : c'est une équation !


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