ExercicesChapitre 1 — Calcul littéral
Sommaire
I Réduire une expression littérale
Exercice 1 — Réduire une somme
Réduire, si c'est possible, chaque expression.
a)
- A
- B
- C
- D
- E
- F
b)
- G
- H
- I
- J
- K
- L
c) Réduire, puis ranger les termes suivant les puissances décroissantes de .
- M
- N
- O
- P
Corrigé
On ne regroupe que des termes semblables : les entre eux, les entre eux, les nombres entre eux.
a)
b)
c)
Dans , le reste seul : on n'écrit pas .
Exercice 2 — Réduire un produit
Réduire chaque produit.
a)
- A
- B
- C
- D
- E
- F
b) Attention à la règle des signes.
- G
- H
- I
- J
- K
- L
- M
- N
- O
Corrigé
On multiplie les nombres entre eux (règle des signes), puis les lettres entre elles : .
a)
b)
Exercice 3 — Somme ou produit ?
Réduire, si c'est possible, chaque expression. Laquelle ne se réduit pas ? Pourquoi ?
- A
- B
- C
- D
Corrigé
est une somme d'un nombre et d'un terme en , qui ne sont pas semblables. et sont des produits : ils se réduisent toujours. est une somme de deux termes semblables : , et non .
II Développer
Exercice 4 — Distributivité simple
Développer et réduire.
a)
- A
- B
- C
- D
b)
- E
- F
- G
- H
- I
- J
Corrigé
a)
b)
Dans , on développe d'abord : on n'additionne pas et .
Exercice 5 — Signes et facteurs négatifs
Développer et réduire.
a)
- A
- B
- C
- D
b)
- E
- F
- G
- H
Corrigé
Le signe devant le facteur fait partie du facteur : .
a)
b)
Dans : ; le change les deux signes.
Exercice 6 — Double distributivité
Développer et réduire.
- A
- B
- C
- D
- E
- F
Pourquoi E se développe-t-il beaucoup plus vite que les autres ?
Corrigé
Chaque terme de la première parenthèse multiplie chaque terme de la seconde : quatre produits, puis on réduit.
n'est pas un produit de deux parenthèses : seul multiplie , c'est une distributivité simple. : une identité remarquable ira plus vite (partie III).
III Les trois identités remarquables
Exercice 7 — Identité
Développer.
- A
- B
- C
- D
- E
- F
- G
- H
Corrigé
: ne pas oublier le double produit .
et non : le carré porte sur le nombre et sur la lettre.
Exercice 8 — Identité
Développer.
- A
- B
- C
- D
- E
- F
- G
- H
Corrigé
Le dernier terme est toujours positif : seul le double produit porte le signe .
Exercice 9 — Identité
Développer. Une de ces expressions n'est pas une identité remarquable : laquelle ?
- A
- B
- C
- D
- E
- F
Corrigé
n'est pas une identité remarquable : et ne sont pas opposés ; on utilise la double distributivité.
Exercice 10 — Choisir la bonne méthode
a) Développer et réduire, en choisissant à chaque fois la méthode la plus rapide.
- A
- B
- C
- D
- E
b) Développer, réduire et ordonner.
- F
- G
- H
Corrigé
a)
b)
Le signe devant un produit change tous les signes : on garde la parenthèse tant que le produit n'est pas réduit. C'est l'erreur n°1 du chapitre.
IV Factoriser
Exercice 11 — Facteur commun
Factoriser.
- A
- B
- C
- D
- E
- F
- G
- H
- I
- J
Corrigé
On met en facteur le plus grand diviseur commun des coefficients, et la plus grande puissance de présente dans chaque terme.
Dans , : il reste dans la parenthèse, pas . On vérifie en redéveloppant.
Exercice 12 — Identité
Factoriser, si c'est possible. Contrôler le double produit : deux de ces expressions ne sont pas des carrés.
- A
- B
- C
- D
- E
- F
Corrigé
On repère et , puis on vérifie que le troisième terme est bien .
: et , mais , pas :
: et , mais , pas :
Pour , on range d'abord : .
Exercice 13 — Identités et
a) Factoriser, si c'est possible. Deux de ces expressions ne sont pas des carrés.
- A
- B
- C
- D
- E
- F
b) Factoriser à l'aide de l'identité .
- G
- H
- I
- J
Corrigé
a)
: , pas :
: le terme est négatif :
b)
Un carré est toujours positif : si l'un des deux termes « carrés » est négatif (), ce n'est pas une identité remarquable. Dans , les crochets évitent l'erreur de signe : .
Exercice 14 — Facteur commun entre parenthèses
Factoriser, puis réduire chaque facteur.
- A
- B
- C
- D
- E
- F
- G
Pour E, écrire ; pour F et G, écrire le carré comme un produit de deux facteurs égaux.
Corrigé
On écrit le facteur commun devant, puis entre crochets ce qui reste de chaque terme ; on réduit le crochet.
Dans , le devant le second produit change les deux signes de . Dans , sans le , on oublie le .
V Résoudre des équations
Exercice 15 — Équations du premier degré
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
Que se passe-t-il pour l'équation d) ?
Corrigé
- a), donc :
- b), donc :
- c), donc :
- d), soit , impossible :
En d), les disparaissent et il reste une égalité fausse : aucune solution.
Exercice 16 — Équations avec des parenthèses
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
Corrigé
- a), soit :
- b), soit :
- c), soit :
- d), soit :
En c), : le devant la parenthèse change les deux signes.
Exercice 17 — Équations produit
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
- e)
- f)
- g)
- h)
Corrigé
- a)ou :
- b)ou :
- c)ou :
- d):
- e):
- f):
- g)
: - h)
:
En e), diviser par ferait perdre la solution : on factorise. En d), le carré est nul seulement si : une seule solution.
Exercice 18 — Un premier problème
Un magasin d'électronique reçoit composants : des résistances, des condensateurs et des diodes. Il y a deux fois plus de résistances que de condensateurs, et condensateurs de plus que de diodes.
Combien le magasin a-t-il reçu de composants de chaque sorte ?
Corrigé
Soit le nombre de condensateurs. Il y a résistances et diodes.
Vérification : .
« condensateurs de plus que de diodes » : ce sont les diodes qui en ont de moins, et non .
VI Mise en équation
Exercice 19 — Deux commandes de câbles
Un club de robotique achète câbles à € l'un. Un second club achète câbles de plus, à € l'un. Les deux clubs dépensent la même somme.
- a)Exprimer en fonction de la dépense du premier club, le nombre de câbles achetés par le second club, puis sa dépense.
- b)Combien de câbles le premier club a-t-il achetés ?
Corrigé
- a)Premier club : euros ; le second achète câbles et dépense euros, soit .
- b), soit et .
Vérification : et .
Exercice 20 — Une question d'âges
Une technicienne a ans, sa fille ans et son petit-fils ans. Elle affirme : « Avant mes ans, la somme de vos deux âges sera égale au mien. » A-t-elle raison ?
On peut appeler le nombre d'années qui passent, mettre l'énoncé en équation, puis comparer l'âge atteint à ans.
Corrigé
Dans années, la technicienne aura ans, sa fille et son petit-fils .
Dans ans : , l'âge de la technicienne. Or : .
Trouver ne suffit pas : on compare le résultat à la condition de l'énoncé (avant ans).
Exercice 21 — Trottinettes en libre-service
Un opérateur de trottinettes facture € le déverrouillage, puis € la minute.
- a)Combien coûte un trajet de minutes ?
- b)Un trajet a coûté €. Combien de minutes a-t-il duré ?
- c)Un second opérateur facture € la minute, sans déverrouillage. Pour quelle durée les deux opérateurs coûtent-ils le même prix ?
Corrigé
- a):
- b), soit et :
- c), soit et :
VII Résoudre des inéquations
Exercice 22 — Inéquations immédiates
Résoudre dans et donner les solutions sous forme d'intervalle :
- a)
- b)
- c)
- d)
- e)
- f)
- g)
- h)
Corrigé
- a):
- b):
- c):
- d), :
- e)(division par : le sens change) :
- f), :
- g), :
- h), , :
Crochet fermé pour ou , ouvert pour ou ; toujours ouvert du côté de l'infini.
Exercice 23 — L'inconnue des deux côtés
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
- e)
- f)
Que remarque-t-on pour e) et f) ?
Corrigé
- a), :
- b), :
- c), :
- d), , :
- e), soit , toujours vrai :
- f), soit , toujours faux :
En e) et f), les disparaissent : une inégalité vraie donne , une inégalité fausse .
Exercice 24 — Inéquations avec des fractions
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
Corrigé
- a), :
- b), :
- c)On multiplie par : , soit :
- d)On multiplie par : , soit :
On multiplie par un nombre positif : le sens ne change pas. Un numérateur précédé d'un se met entre parenthèses.
VIII Tableaux de signes
Exercice 25 — Signe d'une expression affine
Dresser le tableau de signes de chaque expression.
- 1)
- 2)
- 3)
- 4)
- 5)
- 6)
Corrigé
On résout d'abord ; après la valeur trouvée, le signe est celui de .
Exercice 26 — Signe d'un produit de deux facteurs
Dresser le tableau de signes de chaque expression.
- 1)
- 2)
- 3)
- 4)
Pour 4), factoriser d'abord.
Corrigé
1) ; valeurs et . 2) ; pour ; pour .
3) ; valeurs et ; signe , , : positif sur , négatif ailleurs (sauf en et , où il est nul).
4) ; valeurs et ; signe , , : négatif sur , positif sur et sur .
Les valeurs de la première ligne sont rangées dans l'ordre croissant ; la dernière ligne vient de la règle des signes, colonne par colonne.
Exercice 27 — Signe d'un produit de trois facteurs
Dresser le tableau de signes de chaque expression : une ligne par facteur, puis la ligne du produit.
- 1)
- 2)
- 3)(factoriser d'abord )
Corrigé
1) ; valeurs , et . 2) ; valeurs , et ; tous les coefficients de sont positifs, comme en 1) : signe , , , .
3) ; ; valeurs , et .
En 3), le facteur est positif avant : le signe du produit commence par .
IX Inéquations produit
Exercice 28 — Deux facteurs
Résoudre dans , à l'aide d'un tableau de signes :
- a)
- b)
- c)
- d)
Corrigé
a) ; valeurs et .
Pour la suite, seule la ligne du produit est donnée.
b) Valeurs et ; signe , , :
c) Valeurs et ; signe , , :
d) Valeurs et ; signe , , :
Inégalité large (, ) : les valeurs qui annulent sont solutions, crochets fermés. Inégalité stricte : crochets ouverts.
Exercice 29 — Trois facteurs
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
Corrigé
a) ; valeurs , et .
b) Valeurs , et ; signe , , , :
c) Valeurs , et ; signe , , , :
d) ; valeurs , et ; signe , , , :
En b), le facteur est positif avant : le produit commence par .
Exercice 30 — Factoriser avant de résoudre
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
Corrigé
- a); signe , , :
- b); signe , , :
- c); valeurs , , ; signe , , , :
- d), soit :
ne donne pas seulement : le tableau de signes évite cette erreur.
X Inéquations quotient
Exercice 31 — Premières inéquations quotient
1) Donner la valeur interdite de , et .
2) Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
- d)
Corrigé
1) pour ; pour ; pour .
2) a) Valeur interdite ; le numérateur s'annule en .
b) Interdite ; numérateur nul en ; signe , , :
c) Interdite ; numérateur nul en ; signe , , :
d) Interdite ; numérateur nul en ; signe , , :
Même avec ou , la valeur interdite a toujours un crochet ouvert.
Exercice 32 — Avec une factorisation
Résoudre dans , après avoir donné les valeurs interdites :
- a)
- b)
- c)
Corrigé
a) ; interdite ; numérateur nul en et .
b) ; interdite ; numérateur nul en et ; signe , , , :
c) ; interdites et ; numérateur nul en ; signe , , , :
Exercice 33 — Tout ramener d'un même côté
Résoudre dans :
- a)
- b)
- c)
Corrigé
a) Interdite .
Numérateur nul en ; signe , , :
b) Interdite .
Numérateur nul en ; et sont positifs avant leur valeur ; signe , , :
c) Interdite .
Numérateur nul en ; signe , , :
Multiplier par serait faux : son signe dépend de , on ne saurait pas s'il faut changer le sens.
XI Problèmes avec des inéquations
Exercice 34 — Seuil de rentabilité
Un atelier assemble des modules Bluetooth. Pour modules par jour (avec ), le coût de production est et la recette , en euros.
- 1)Calculer et . L'atelier fait-il un bénéfice ce jour-là ?
- 2)Résoudre . À partir de combien de modules par jour l'atelier fait-il un bénéfice ?
- 3)Le coût moyen d'un module est . Combien de modules faut-il assembler pour que ce coût moyen ne dépasse pas € ?
Corrigé
- 1°)et .
: . - 2°), soit et .
- 3°), soit .
: le quotient a le signe de .
, soit :
est un nombre entier de modules : au-dessus de , le premier entier est .
Exercice 35 — Louer un utilitaire électrique
Une entreprise de livraison loue un utilitaire électrique pour la journée et parcourt kilomètres, avec . Trois loueurs :
- A : € par kilomètre, sans forfait ;
- B : forfait de €, puis € par kilomètre ;
- C : forfait de €, puis € par kilomètre.
- 1)Calculer le prix de km, puis de km, chez A et chez B. Quel loueur est le moins cher dans chaque cas ?
- 2)Exprimer en fonction de le prix chez A et le prix chez B.
- 3)Résoudre et interpréter le résultat.
- 4)Chez B, l'entreprise ne veut pas dépenser plus de €. Combien de kilomètres peut-elle parcourir au plus ?
- 5)Pour quelles distances le loueur C est-il strictement moins cher que les deux autres ? Justifier.
Corrigé
- 1°)km : A coûte €, B coûte € : .
km : A coûte €, B coûte € : . - 2°)et
- 3°), soit et .
- 4°), soit et :
- 5°).
: , soit .
: , soit .
Les deux à la fois, avec :
« Moins cher que les deux autres » : les deux conditions sont vraies en même temps ; on garde la plus exigeante.
Exercice 36 — Bénéfice d'un fabricant de trottinettes
Un atelier fabrique chaque semaine entre et trottinettes. Pour trottinettes, son bénéfice, en euros, est
- 1)Calculer et . L'atelier fait-il un bénéfice dans chaque cas ?
- 2)Développer . Qu'en déduit-on pour ?
- 3)Résoudre sur , à l'aide d'un tableau de signes.
- 4)Combien de trottinettes l'atelier doit-il fabriquer par semaine pour faire un bénéfice ?
- 5)L'atelier vise un bénéfice d'au moins €. Vérifier que , puis en déduire le nombre de trottinettes à fabriquer.
Corrigé
- 1°), soit : perte.
, soit : bénéfice. - 2°)
Donc .
- 3°)Valeurs et .
- 4°)
- 5°)
C'est bien .
s'écrit ; on divise par , le sens change : , signe , , .
Le tableau est fait sur : la première colonne commence à , pas à .