Ecole Ivoire

Calcul littéral

3ème · Mathématiques · Programme DPFC

Objectifs pédagogiques

  • Identifier et manipuler les polynômes
  • Développer, réduire et factoriser des expressions littérales
  • Déterminer les valeurs pour lesquelles une fraction rationnelle existe
  • Traiter des situations concrètes faisant appel au calcul littéral

Situation d'apprentissage

Le Lycée Alain Gauze de DALOA veut organiser une kermesse sur un terrain de forme carrée. Les sponsors ont choisi chacun de bâtir leur stand dans un coin du terrain. Le Proviseur souhaite que le reste du terrain ait la forme d'un octogone et qu'il soit réservé aux jeux. Les élèves de troisième décident de calculer l'aire du terrain réservé aux jeux à partir de la maquette fournie (carré de côté x avec des découpes dans chaque coin).

Le cours

1. Introduction au calcul littéral\n\nLe calcul littéral permet de généraliser les propriétés mathématiques en utilisant des lettres pour représenter des nombres. En Côte d'Ivoire, cette compétence est essentielle pour résoudre des problèmes d'aménagement urbain, de construction et de gestion des ressources.\n\n## 2. Polynômes et expressions algébriques\n\nUn polynôme est une expression de la forme : $$P(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + ... + a_1 x + a_0$$ où les coefficients sont des nombres réels.\n\nExemple ivoirien : Le coût de construction d'un bâtiment à Abidjan peut être modélisé par : $$C(x) = 150x^2 + 75x + 5000$$ où x représente le nombre de mètres carrés.\n\n## 3. Opérations sur les polynômes\n\n| Opération | Méthode | Exemple |\n|-----------|---------|---------|\n| Addition | Ajouter les termes de même degré | $(3x^2 + 2x + 5) + (2x^2 - 3x + 1) = 5x^2 - x + 6$ |\n| Soustraction | Soustraire les termes de même degré | $(3x^2 + 2x) - (x^2 - x) = 2x^2 + 3x$ |\n| Multiplication | Distribuer chaque terme | $(x + 3)(x - 2) = x^2 - 2x + 3x - 6 = x^2 + x - 6$ |\n\n## 4. Développement et factorisation\n\nIdentités remarquables :\n1. $(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2$\n2. $(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$\n3. $(a + b)(a - b) = a^2 - b^2$\n\nExemple : Pour calculer l'aire d'un terrain à Yamoussoukro : $(x + 5)^2 = x^2 + 10x + 25$\n\n## 5. Fractions rationnelles\n\nUne fraction rationnelle est le quotient de deux polynômes : $$R(x) = \\frac{P(x)}{Q(x)}$$ avec $Q(x) \\neq 0$.\n\nCondition d'existence : Pour la fraction $\\frac{x+2}{x-3}$, elle existe pour tout $x \\neq 3$.\n\n## 6. Puissances à exposant entier\n\nRègles de calcul :\n- $a^m \\times a^n = a^{m+n}$\n- $\\frac{a^m}{a^n} = a^{m-n}$\n- $(a^m)^n = a^{m \\times n}$\n- $a^{-n} = \\frac{1}{a^n}$\n\n## 7. Propriétés fondamentales\n\n1. Produit nul : Si $a \\times b = 0$, alors $a = 0$ ou $b = 0$\n2. Nombres de même carré : Si $a^2 = b^2$, alors $a = b$ ou $a = -b$\n3. Égalité de deux quotients : $\\frac{a}{b} = \\frac{c}{d}$ si $a \\times d = b \\times c$\n\n## 8. Applications pratiques en Côte d'Ivoire\n\nLe calcul littéral est utilisé pour :\n- Calculer les aires et périmètres de terrains agricoles\n- Établir des devis de construction\n- Planifier des budgets communautaires\n- Optimiser l'utilisation des ressources naturelles

Points clés à retenir

  • Un polynôme est une somme de termes de la forme $a_n x^n$
  • Les identités remarquables permettent de développer rapidement
  • Une fraction rationnelle existe seulement si son dénominateur est non nul
  • Le produit nul est un outil essentiel pour résoudre des équations

Quiz d'auto-évaluation

  1. Quelle est la forme développée de $(x + 4)(x - 2)$ ?

    1. $x^2 + 2x - 8$
    2. $x^2 - 2x + 8$
    3. $x^2 + 6x - 8$
    4. $x^2 + 2x + 8$
    Réponse

    $x^2 + 2x - 8$

  2. Pour quelle valeur la fraction $\\frac{x+5}{x-3}$ n'existe-t-elle pas ?

    1. 3
    2. -3
    3. 5
    4. -5
    Réponse

    3

  3. Quelle propriété utilise-t-on pour résoudre l'équation $(x-2)(x+4)=0$ ?

    1. Produit nul
    2. Somme nulle
    3. Égalité de quotients
    4. Distributivité
    Réponse

    Produit nul

  4. Que vaut $2^{-3}$ ?

    1. 8
    2. $\\frac{1}{8}$
    3. -6
    4. -8
    Réponse

    $\\frac{1}{8}$

Vidéos pour approfondir

LE COURS : Développements
exercice
LE COURS : Factorisations

Ouvrir dans l'application (suivi de progression, quiz interactifs)