📚 4ème — Chapitre

Calcul Littéral

Développer, réduire, factoriser et maîtriser les identités remarquables

🔡 Expressions littérales ✖️ Développer & réduire 🔄 Factoriser ⭐ Identités remarquables
📋 Sommaire
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Définitions de base

📖 Définition 1 — Expression littérale

Une expression littérale est une expression qui fait intervenir une ou plusieurs lettres (souvent x ou y) qui désignent des nombres.

🔎 Remarque

Ces lettres sont donc des nombres indéterminés. On parle de variables car leurs valeurs varient.

✏️ Exemples d'expressions littérales

Expression A

A = 2x2 − 5x + 8

Expression B

B = 7x − 5y + 4xy + 1
📖 Définition 2 — Évaluer une expression

Évaluer une expression littérale en une valeur consiste à attribuer la valeur à la variable.

✏️ Exemple — Évaluons A en x = 3
Expression de départ : A = 2x2 − 5x + 8 On remplace x par 3 : A = 2 × 32 − 5 × 3 + 8 A = 2 × 9 − 15 + 8 A = 18 − 15 + 8 A = 11

🎮 Évaluateur interactif — A = 2x² − 5x + 8

3
Résultat A =
11
1

Développer et réduire

📖 Définition 3 — Développer

Développer une expression littérale, c'est transformer les multiplications en additions (ou soustractions) en utilisant la distributivité.

📌 Propriété 1 — La distributivité

Soient k, a et b trois nombres. On a :

k(a + b) = ka + kb k(ab) = kakb
✏️ Exemple 3 — Développons C = 4(x + 10)
4 × (x + 10)
4 × x + 4 × 10
C = 4(x + 10) C = 4 × x + 4 × 10 C = 4x + 40
📖 Définition 4 — Réduire

Réduire une expression consiste à regrouper les puissances de x afin de donner la forme la plus courte possible.


On écrit les termes dans l'ordre décroissant des puissances de x : d'abord les x³, puis les x², puis les x, puis les constantes. Ainsi, la forme obtenue est unique.

✏️ Exemple 4 — Réduire E = 2x(x + 7) − 4x
On développe d'abord : E = 2x(x + 7) − 4x E = 2x × x + 2x × 7 − 4x Expression développée mais non réduite — on peut encore calculer 14x − 4x : E = 2x2 + 14x − 4x Forme réduite : E = 2x² + 10x
2

Factoriser

📖 Définition 5 — Factoriser

Factoriser une expression consiste à transformer une addition ou une soustraction en multiplication en utilisant la distributivité.


↔ C'est l'inverse de développer.

🔎 Remarque — Méthode

Pour factoriser, on essaie de trouver un facteur commun qui jouera le rôle de k.

Forme factorisée
k(a + b)
→ Développer →
← Factoriser ←
Forme développée
ka + kb
✏️ Exemple 5 — Factorisons F = 15x + 27
On cherche un facteur commun : F = 15x + 27 F = 3 × 5x + 3 × 9    (3 est le facteur commun) F = 3(5x + 9)
3

Double distributivité et identités remarquables

La double distributivité

La double distributivité consiste simplement à faire plusieurs distributivités successives.

📌 Propriété 2 — Double distributivité

Soient a, b, c et d quatre nombres. On a :

(a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd
✏️ Exemple 6 — G = (3x − 2)(4x + 5)
On développe avec la double distributivité : G = (3x − 2)(4x + 5) G = 3x × 4x + 3x × 5 + (−2) × 4x + (−2) × 5 G = 12x2 + 15x − 8x − 10 On réduit : G = 12x² + 7x − 10

Égalité vraie ou fausse

📖 Définition 6 — Égalité mathématique

Une égalité mathématique consiste à dire que deux quantités, appelées membres, sont égales.

📖 Définition 7 — Égalité vraie / fausse

Une égalité où les membres sont des expressions littérales est dite vraie si elle est vérifiée pour toutes les valeurs possibles de la variable.


Sinon, on la dit fausse en donnant une valeur pour laquelle elle n'est pas vérifiée : c'est un contre-exemple.

❌ Exemple de contre-exemple

L'égalité (x + 1)2 = x2 + 1 est-elle vraie ?

Pour x = 2 :   (2 + 1)² = 9   mais   2² + 1 = 5.   9 ≠ 5 → Fausse !

Les identités remarquables

Elles permettent de développer ou factoriser plus rapidement. La difficulté est de les reconnaître — il faut bien connaître les formules et pratiquer !

⭐ Propriété 3 — Les 3 identités remarquables

Soient a et b deux nombres :

Carré d'une somme
(a + b)2
= a2 + 2ab + b2
Carré d'une différence
(ab)2
= a2 − 2ab + b2
Différence de carrés
(ab)(a + b)
= a2b2
✏️ Exemple 7 — Application des identités remarquables

Carré d'une somme

(x + 5)2 = x2 + 2 × 5 × x + 52 = x² + 10x + 25

Carré d'une différence

(3x − 2)2 = (3x)2 − 2 × 3x × 2 + 22 = 9x2 − 12x + 4 = 9x² − 12x + 4

Différence de carrés

49x2 − 16 = (7x)2 − 42 = (7x − 4)(7x + 4)