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Chapitre 4 – Exercices

3e prépa-métiers  |  Mathématiques  |  Nombres et calculs

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

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Rappels essentiels : Les exercices sont progressifs : commence par le niveau socle, puis avance à ton rythme. Le code (C1, C2…) indique la capacité travaillée.

Niveau socle — je m'entraîne pas à pas

Exercice 1 Écrire sans le signe × (C1) Socle
Aide : on enlève le × devant une lettre ou devant une parenthèse. Le nombre se met devant la lettre. Entre deux nombres, on garde le ×.
1. Écris sans le signe × :
a) \(6 \times x =\)    b) \(x \times 4 =\)    c) \(1 \times x =\)
d) \(2 \times (x + 5) =\)    e) \(x \times x =\)
2. Remets le signe × qui est caché :
a) \(7x =\)    b) \(5(x + 1) =\)    c) \(x^2 =\)
3. Karim écrit \(3 \times 5 = 35\). A-t-il raison ?

1.

  • a) \(6 \times x =\) \(6x\)
  • b) \(x \times 4 =\) \(4x\) (le nombre se met devant).
  • c) \(1 \times x =\) \(x\) (on n'écrit pas le 1).
  • d) \(2 \times (x + 5) =\) \(2(x + 5)\)
  • e) \(x \times x =\) \(x^2\) (« \(x\) au carré »).

2. a) \(7x =\) \(7 \times x\)   b) \(5(x + 1) =\) \(5 \times (x + 1)\)   c) \(x^2 =\) \(x \times x\)

3. Non. Entre deux nombres, on garde le × : \(3 \times 5 = 15\). Le × ne s'enlève que devant une lettre ou une parenthèse.

Exercice 2 Des mots aux lettres (C1) Socle

Partie A. Complète le tableau avec une expression.

En françaisEn calcul littéral
le triple de \(x\)
\(x\) augmenté de 4 (on ajoute 4)
\(x\) diminué de 2 (on enlève 2)
le carré de \(x\)
le double de \(x\), augmenté de 1

Partie B. Au snack du collège, une gaufre coûte 3 €.

Aide : 1 gaufre coûte \(3 \times 1\) €, 2 gaufres coûtent \(3 \times 2\) €… et \(x\) gaufres coûtent \(3 \times x\) €.
1. Écris le prix de \(x\) gaufres, sans le signe ×.
2. Un ticket de bus coûte 2 €. Inès achète \(x\) tickets et une carte de transport à 5 €. Écris le prix qu'elle paie.

Partie A.

  • le triple de \(x\) : \(3x\)
  • \(x\) augmenté de 4 : \(x + 4\)
  • \(x\) diminué de 2 : \(x - 2\)
  • le carré de \(x\) : \(x^2\)
  • le double de \(x\), c'est \(2x\) ; augmenté de 1 : \(2x + 1\)

Partie B.

1. \(x\) gaufres à 3 € : \(3 \times x\) = \(3x\) euros.

2. Les tickets : \(2 \times x = 2x\). On ajoute la carte : 5 €. Elle paie \(2x + 5\) euros.

Exercice 3 Deux programmes de calcul (C1) Socle
Aide : fais chaque étape sur tout le résultat d'avant. Si on multiplie un résultat qui contient un + ou un −, on met ce résultat entre parenthèses.

Programme A. Complète le tableau.

Programme AAvec le nombre 5Avec le nombre \(x\)
Choisir un nombre.5\(x\)
Le multiplier par 2.\(5 \times 2 =\) …
Ajouter 7.

Programme B. Complète le tableau.

Programme BAvec le nombre 2Avec le nombre \(x\)
Choisir un nombre.2\(x\)
Lui ajouter 3.\(2 + 3 =\) …
Multiplier le résultat par 4.
Question. Quelle expression donne chaque programme ?

Programme A.

  • Avec 5 : \(5 \times 2 = 10\), puis \(10 + 7 = 17\). Résultat : 17.
  • Avec \(x\) : \(x \times 2 = 2x\), puis \(2x + 7\). Expression : \(2x + 7\).

Programme B.

  • Avec 2 : \(2 + 3 = 5\), puis \(5 \times 4 = 20\). Résultat : 20.
  • Avec \(x\) : \(x + 3\), puis on multiplie tout ce résultat par 4 : \((x + 3) \times 4\). Expression : \(4(x + 3)\), avec des parenthèses.

Attention : \(x + 3 \times 4\) serait faux, car on ferait seulement \(3 \times 4\).

Exercice 4 Remplacer x par un nombre (C2) Socle
Aide : 1. Remets les × cachés. 2. Remplace \(x\) par le nombre. 3. Calcule : d'abord les parenthèses, puis × , puis + et −.
Exemple pour \(x = 4\) : \(3x + 1 = 3 \times 4 + 1 = 12 + 1 = 13\).
1. On prend \(x = 5\). Complète.
a) \(3x + 2 = 3 \times 5 + 2 =\) \(+ 2 =\)
b) \(4x - 6 = 4 \times\) \(- 6 =\)
c) \(2(x + 1) = 2 \times (5 + 1) = 2 \times\) \(=\)
d) \(x^2 = 5 \times 5 =\)
e) \(x^2 + x =\)
2. On prend \(x = -2\). Calcule \(2x + 9\).
Aide : un nombre négatif se met entre parenthèses : \(2 \times (-2)\).

1.

  • a) \(3 \times 5 + 2 = 15 + 2 =\) 17
  • b) \(4 \times 5 - 6 = 20 - 6 =\) 14
  • c) \(2 \times (5 + 1) = 2 \times 6 =\) 12
  • d) \(5 \times 5 =\) 25
  • e) \(5 \times 5 + 5 = 25 + 5 =\) 30

2. \(2x + 9 = 2 \times (-2) + 9 = -4 + 9 =\) 5. On fait d'abord la multiplication : \(2 \times (-2) = -4\). Puis \(-4 + 9\) : je perds 4, je gagne 9, il reste 5.

Exercice 5 La commande de pizzas (C1, C2) Socle

Une pizzeria vend chaque pizza 9 €. La livraison coûte 4 €, une seule fois pour toute la commande.

On appelle \(x\) le nombre de pizzas commandées.

1. Explique pourquoi le prix à payer est \(9x + 4\) euros.
2. Complète le tableau en calculant \(9x + 4\).
Nombre de pizzas \(x\)12510
Prix à payer (€)\(9 \times 1 + 4 =\) …
3. Lina a 30 €. Peut-elle commander 3 pizzas ? Fais le calcul.

1. \(x\) pizzas à 9 € coûtent \(9 \times x = 9x\) euros. On ajoute 4 € de livraison, une seule fois : le prix est \(9x + 4\) euros.

2.

  • \(x = 1\) : \(9 \times 1 + 4 = 9 + 4 =\) 13 €
  • \(x = 2\) : \(9 \times 2 + 4 = 18 + 4 =\) 22 €
  • \(x = 5\) : \(9 \times 5 + 4 = 45 + 4 =\) 49 €
  • \(x = 10\) : \(9 \times 10 + 4 = 90 + 4 =\) 94 €

3. \(x = 3\) : \(9 \times 3 + 4 = 27 + 4 = 31\) €. Or 31 > 30 : il manque 1 €. Non, elle ne peut pas.

Exercice 6 Les boîtes avec les boîtes (C3) Socle
Aide : imagine que \(x\) est une boîte de crayons et qu'un nombre seul compte des crayons hors des boîtes. On compte les boîtes avec les boîtes, et les crayons seuls avec les crayons seuls. N'oublie pas : \(x\), c'est \(1x\).
1. Réduis :
a) \(2x + 5x =\)    b) \(8x - 3x =\)    c) \(x + x + x =\)
2. Souligne les \(x\) en bleu et les nombres seuls en rouge, puis réduis :
a) \(4x + 1 + 2x + 3\)   → les \(x\) : \(4x + 2x =\) ; les nombres : \(1 + 3 =\)
b) \(6x + 7 - x - 2\)
3. Théo écrit \(3x + 2 = 5x\). A-t-il raison ?

1. a) \(2x + 5x =\) \(7x\) (2 boîtes + 5 boîtes)   b) \(8x - 3x =\) \(5x\)   c) \(1x + 1x + 1x =\) \(3x\)

2.

  • a) Les \(x\) : \(4x + 2x = 6x\). Les nombres : \(1 + 3 = 4\). Résultat : \(6x + 4\).
  • b) Les \(x\) : \(6x - 1x = 5x\). Les nombres : \(7 - 2 = 5\). Résultat : \(5x + 5\).

3. Non. \(3x\) compte des boîtes, 2 compte des crayons seuls : on ne les mélange pas. \(3x + 2\) ne peut pas se réduire.

Vérification avec \(x = 1\) : \(3 \times 1 + 2 = 5\) mais \(5 \times 1 = 5\)… même résultat ! Essayons \(x = 2\) : \(3 \times 2 + 2 = 8\) et \(5 \times 2 = 10\). Ce n'est pas pareil : c'est bien faux.

Exercice 7 La longueur de plinthe (C3, C2) Socle

Une plinthe est une planche fine posée en bas des murs. Un menuisier pose une plinthe tout autour d'une chambre rectangulaire. La largeur de la chambre est 4 m. Sa longueur \(x\) change selon la chambre.

Aide : la plinthe fait le tour de la pièce. On ajoute les 4 côtés : longueur + largeur + longueur + largeur.
1. Complète la longueur de plinthe : \(x + 4 +\) \(+\)
2. Réduis cette expression.
3. La chambre de Yanis a une longueur de 5 m. Calcule la longueur de plinthe avec ton expression réduite.
4. Vérifie en faisant le tour de la chambre : \(5 + 4 + 5 + 4\).

1. Longueur de plinthe : \(x + 4 + x + 4\).

2. Les \(x\) : \(x + x = 2x\). Les nombres : \(4 + 4 = 8\). Longueur de plinthe : \(2x + 8\) mètres.

3. \(x = 5\) : \(2 \times 5 + 8 = 10 + 8 = 18\). Il faut 18 m de plinthe.

4. \(5 + 4 + 5 + 4 = 18\) m. On trouve le même résultat. ✓

Exercice 8 Développer avec deux flèches (C4) Socle
Aide : le nombre devant la parenthèse multiplie chaque terme de la parenthèse. On trace deux flèches. On garde le signe + ou − du milieu.
Exemple : \(3(x + 5) = 3 \times x + 3 \times 5 = 3x + 15\).
1. Développe en complétant :
a) \(2(x + 4) = 2 \times x + 2 \times 4 =\)
b) \(5(x + 3) = 5 \times x + 5 \times\) \(=\)
c) \(3(x - 2) = 3 \times x - 3 \times\) \(=\)
d) \(4(2x + 1) =\)
e) \(x(x + 5) =\)
2. Vérifie ton résultat du a) en remplaçant \(x\) par 1 des deux côtés.

1.

  • a) \(2 \times x + 2 \times 4 =\) \(2x + 8\)
  • b) \(5 \times x + 5 \times 3 =\) \(5x + 15\)
  • c) \(3 \times x - 3 \times 2 =\) \(3x - 6\)
  • d) \(4 \times 2x + 4 \times 1 =\) \(8x + 4\)
  • e) \(x \times x + x \times 5 =\) \(x^2 + 5x\)

2. Avec \(x = 1\) : \(2 \times (1 + 4) = 2 \times 5 = 10\) et \(2 \times 1 + 8 = 2 + 8 = 10\). Même résultat ✓.

Exercice 9 La surface de carrelage (C4) Socle

Un carreleur pose du carrelage dans une cuisine et dans le cellier juste à côté. Les deux pièces ont la même largeur : 3 m. La cuisine a une longueur \(x\). Le cellier a une longueur de 2 m.

Aide : aire d'un rectangle = longueur × largeur.
1. Écris l'aire de la cuisine, puis l'aire du cellier.
2. Additionne : écris l'aire totale avec deux morceaux.
3. Le grand rectangle a une longueur \(x + 2\) et une largeur 3. Écris son aire avec des parenthèses.
4. Complète l'égalité : \(3(x + 2) =\)
5. La cuisine mesure 4 m de long. Calcule la surface de carrelage à poser.

1. Cuisine : \(x \times 3 = 3x\) (en m²). Cellier : \(2 \times 3 = 6\) (en m²).

2. Aire totale : \(3x + 6\) (en m²).

3. Aire du grand rectangle : \(3 \times (x + 2) =\) \(3(x + 2)\).

4. C'est la même aire, calculée de deux façons : \(3(x + 2) = 3x + 6\). C'est la simple distributivité : \(3 \times x + 3 \times 2\).

5. \(x = 4\) : \(3 \times 4 + 6 = 12 + 6 = 18\). Il faut poser 18 m² de carrelage.

Vérification : \(3 \times (4 + 2) = 3 \times 6 = 18\). ✓

Exercice 10 Les 4 multiplications (C5) Socle
Aide : dans \((x + 2)(x + 4)\), le \(x\) puis le 2 multiplient chacun les deux termes de la deuxième parenthèse. Cela fait 4 multiplications. Ensuite, on réduit les termes en \(x\).
Exemple : \((x + 4)(x + 1) = x^2 + x + 4x + 4 = x^2 + 5x + 4\).
1. Complète le tableau pour \((x + 2)(x + 4)\). Chaque case = le nombre de la ligne × le nombre de la colonne.
×\(x\)\(4\)
\(x\)\(x \times x =\) …
\(2\)
2. Additionne les 4 cases, puis réduis : \((x + 2)(x + 4) =\)
3. De la même façon, développe et réduis :
a) \((x + 1)(x + 3)\)    b) \((x + 5)(x + 2)\)
4. Vérifie ta réponse de la question 2 en remplaçant \(x\) par 1.

1. Les 4 cases : \(x \times x = x^2\) ; \(x \times 4 = 4x\) ; \(2 \times x = 2x\) ; \(2 \times 4 = 8\).

2. \(x^2 + 4x + 2x + 8\). On réduit : \(4x + 2x = 6x\). Donc \((x + 2)(x + 4) = x^2 + 6x + 8\).

3.

  • a) \(x \times x + x \times 3 + 1 \times x + 1 \times 3 = x^2 + 3x + x + 3\). Or \(3x + x = 4x\). Résultat : \(x^2 + 4x + 3\).
  • b) \(x \times x + x \times 2 + 5 \times x + 5 \times 2 = x^2 + 2x + 5x + 10\). Or \(2x + 5x = 7x\). Résultat : \(x^2 + 7x + 10\).

4. Avec \(x = 1\) : \((1 + 2) \times (1 + 4) = 3 \times 5 = 15\) et \(1 + 6 + 8 = 15\). Même résultat ✓.

Exercice 11 Le jardin partagé en 4 (C5) Socle

Un jardin rectangulaire est partagé en 4 parties A, B, C et D. Sa longueur est \(x + 5\) (en m). Sa largeur est \(x + 1\) (en m).

Aide : chaque partie est un rectangle. Son aire = longueur × largeur. Lis les deux dimensions sur les bords.
1. Écris l'aire de chaque partie : A = B = C = D =
2. Additionne les 4 aires, puis réduis.
3. Recopie et complète : \((x + 5)(x + 1) =\)
4. Vérifie avec \(x = 1\).

1. A : \(x \times x = x^2\). B : \(5 \times x = 5x\). C : \(x \times 1 = x\). D : \(5 \times 1 = 5\).

2. \(x^2 + 5x + x + 5\). On réduit : \(5x + x = 6x\). Aire totale : \(x^2 + 6x + 5\) (en m²).

3. L'aire du grand rectangle est aussi \((x + 5)(x + 1)\). Donc \((x + 5)(x + 1) = x^2 + 6x + 5\).

4. Avec \(x = 1\) : \((1 + 5) \times (1 + 1) = 6 \times 2 = 12\) et \(1 + 6 + 5 = 12\). Même résultat ✓.

Exercice 12 Factoriser pas à pas (C6) Socle
Aide : 1. Écris chaque terme comme une multiplication avec le même nombre. 2. Mets ce nombre devant une parenthèse. 3. Écris dans la parenthèse ce qui reste.
Exemple : \(5x + 15 = 5 \times x + 5 \times 3 = 5(x + 3)\).
1. Factorise en complétant :
a) \(3x + 12 = 3 \times x + 3 \times\) \(= 3(x +\) \()\)
b) \(5x + 10 = 5 \times x + 5 \times\) \(=\)
c) \(2x - 8 = 2 \times x - 2 \times\) \(=\)
d) \(7x + 7 = 7 \times x + 7 \times\) \(=\)
2. Vérifie ta réponse du a) en développant.

1.

  • a) \(3 \times x + 3 \times 4 =\) \(3(x + 4)\)
  • b) \(5 \times x + 5 \times 2 =\) \(5(x + 2)\)
  • c) \(2 \times x - 2 \times 4 =\) \(2(x - 4)\)
  • d) \(7 \times x + 7 \times 1 =\) \(7(x + 1)\). Attention au piège : quand on sort tout le 7, il reste 1.

2. \(3(x + 4) = 3 \times x + 3 \times 4 = 3x + 12\). On retrouve bien \(3x + 12\) ✓.

Exercice 13 Relier et factoriser (C6) Socle

Partie A. Relie chaque produit à la somme qui lui est égale.

ProduitSomme
\(4(x + 2)\)\(2x + 8\)
\(2(x + 4)\)\(x^2 + 4x\)
\(4(x + 1)\)\(4x + 8\)
\(x(x + 4)\)\(4x + 4\)
Aide : développe chaque produit (deux flèches), puis cherche le résultat dans la colonne de droite.

Partie B. Ici, le facteur commun est la lettre \(x\). Complète.

1. \(x^2 + 3x = x \times x + x \times 3 =\)
2. \(x^2 + 8x = x \times\) \(+ x \times\) \(=\)

Partie A.

  • \(4(x + 2) = 4x + 8\)
  • \(2(x + 4) = 2x + 8\)
  • \(4(x + 1) = 4x + 4\)
  • \(x(x + 4) = x^2 + 4x\)

Attention : \(4(x + 2)\) et \(2(x + 4)\) se ressemblent, mais ne donnent pas la même somme.

Partie B.

1. \(x \times x + x \times 3 =\) \(x(x + 3)\)

2. \(x \times x + x \times 8 =\) \(x(x + 8)\)

Niveau standard — j'applique dans des situations

Exercice 14 Deux programmes jumeaux ? (C1, C2, C4) Standard
Programme AProgramme B
Choisir un nombre.
Lui ajouter 3.
Multiplier le résultat par 4.
Choisir un nombre.
Le multiplier par 4.
Ajouter 12.
1. Applique les deux programmes au nombre 5.
2. Applique les deux programmes au nombre 0.
3. Écris l'expression obtenue avec chaque programme, en partant du nombre \(x\).
4. Développe l'expression du programme A. Que remarques-tu ?

1. A : \(5 + 3 = 8\), puis \(8 \times 4 = 32\). B : \(5 \times 4 = 20\), puis \(20 + 12 = 32\). Les deux donnent 32.

2. A : \(0 + 3 = 3\), puis \(3 \times 4 = 12\). B : \(0 \times 4 = 0\), puis \(0 + 12 = 12\). Les deux donnent 12.

3. A : \(x + 3\), puis \((x + 3) \times 4\) : \(4(x + 3)\). B : \(4x\), puis \(4x + 12\).

4. \(4(x + 3) = 4 \times x + 4 \times 3 = 4x + 12\). C'est l'expression du programme B : les deux programmes donnent toujours le même résultat, quel que soit le nombre choisi.

Exercice 15 La découpe des planches d'une étagère (C1, C4, C3, C2) Standard

Un menuisier fabrique une étagère. Il découpe dans une longue planche :

On ne tient pas compte de l'épaisseur des traits de scie.

1. Écris la longueur d'un montant.
2. Explique pourquoi la longueur totale de bois est \(3x + 2(x + 20)\).
3. Développe, puis réduis cette expression.
4. Les tablettes mesurent 60 cm. Calcule la longueur totale de bois.
5. La planche mesure 4 m. Est-elle assez longue ?

1. 20 cm de plus qu'une tablette : \(x + 20\) (en cm).

2. 3 tablettes de \(x\) cm : \(3 \times x = 3x\). 2 montants de \((x + 20)\) cm : \(2 \times (x + 20) = 2(x + 20)\). On ajoute : \(3x + 2(x + 20)\).

3. On développe : \(2(x + 20) = 2x + 40\). Donc \(3x + 2x + 40\). On réduit : \(3x + 2x = 5x\). Longueur totale : \(5x + 40\) (en cm).

4. \(x = 60\) : \(5 \times 60 + 40 = 300 + 40 = 340\). Il faut 340 cm de bois, soit 3,40 m.

Vérification : 3 tablettes de 60 cm = 180 cm ; 2 montants de 80 cm = 160 cm ; \(180 + 160 = 340\) cm ✓.

5. 4 m = 400 cm. Or 340 < 400 : oui, la planche est assez longue. Il reste 60 cm.

Exercice 16 Carreler une salle (C5, C2) Standard

Le sol d'une salle est un rectangle. Sa longueur est \(x + 4\) et sa largeur est \(x + 3\) (en m).

1. Écris l'aire du sol sous forme d'un produit.
2. Développe et réduis cette aire.
3. Vérifie ton résultat avec \(x = 1\).
4. Pour cette salle, \(x = 2\). Calcule l'aire du sol de deux façons : avec le produit, puis avec ton expression développée.
5. Le carrelage choisi coûte 20 € le m². Calcule le prix du carrelage.

1. Aire = longueur × largeur = \((x + 4)(x + 3)\) (en m²).

2. Les 4 multiplications : \(x \times x + x \times 3 + 4 \times x + 4 \times 3 = x^2 + 3x + 4x + 12\). On réduit : \(3x + 4x = 7x\). Aire : \(x^2 + 7x + 12\).

3. Avec \(x = 1\) : \((1 + 4) \times (1 + 3) = 5 \times 4 = 20\) et \(1 + 7 + 12 = 20\). Même résultat ✓.

4. Avec le produit : \((2 + 4) \times (2 + 3) = 6 \times 5 = 30\). Avec l'expression développée : \(2 \times 2 + 7 \times 2 + 12 = 4 + 14 + 12 = 30\). L'aire du sol est 30 m².

5. \(30 \times 20 = 600\). Le carrelage coûte 600 €.

Exercice 17 Double distributivité avec un signe − (C5) Standard
Aide : chaque multiplication garde le signe qui est devant le terme. Exemple : \((x + 5)(x - 2) = x \times x - x \times 2 + 5 \times x - 5 \times 2\).
1. Développe et réduis :
a) \((x + 5)(x - 2)\)    b) \((x - 1)(x + 4)\)    c) \((2x + 3)(x + 2)\)    d) \((x + 3)(x - 3)\)
2. Vérifie chaque résultat en remplaçant \(x\) par 1.

1.

  • a) \(x^2 - 2x + 5x - 10\). Or \(-2x + 5x = 3x\). Résultat : \(x^2 + 3x - 10\).
  • b) \(x \times x + x \times 4 - 1 \times x - 1 \times 4 = x^2 + 4x - x - 4\). Or \(4x - x = 3x\). Résultat : \(x^2 + 3x - 4\).
  • c) \(2x \times x + 2x \times 2 + 3 \times x + 3 \times 2 = 2x^2 + 4x + 3x + 6\). Résultat : \(2x^2 + 7x + 6\).
  • d) \(x^2 - 3x + 3x - 9\). Or \(-3x + 3x = 0\) : les termes en \(x\) disparaissent. Résultat : \(x^2 - 9\).

2. Avec \(x = 1\) :

  • a) \((1 + 5) \times (1 - 2) = 6 \times (-1) = -6\) et \(1 + 3 - 10 = -6\) ✓
  • b) \((1 - 1) \times (1 + 4) = 0 \times 5 = 0\) et \(1 + 3 - 4 = 0\) ✓
  • c) \((2 + 3) \times (1 + 2) = 5 \times 3 = 15\) et \(2 + 7 + 6 = 15\) ✓
  • d) \((1 + 3) \times (1 - 3) = 4 \times (-2) = -8\) et \(1 - 9 = -8\) ✓
Exercice 18 Factoriser, puis vérifier (C6, C4) Standard
1. Factorise :
a) \(4x + 20\)    b) \(9x - 18\)    c) \(x^2 + 6x\)    d) \(5x + 5\)    e) \(6x + 8\)
Aide pour le e) : 6 et 8 sont tous les deux dans la table de 2.
2. Vérifie chaque réponse en développant.
  • a) \(4 \times x + 4 \times 5 =\) \(4(x + 5)\). Vérification : \(4x + 20\) ✓
  • b) \(9 \times x - 9 \times 2 =\) \(9(x - 2)\). Vérification : \(9x - 18\) ✓
  • c) \(x \times x + x \times 6 =\) \(x(x + 6)\). Vérification : \(x^2 + 6x\) ✓
  • d) \(5 \times x + 5 \times 1 =\) \(5(x + 1)\). Vérification : \(5x + 5\) ✓
  • e) \(2 \times 3x + 2 \times 4 =\) \(2(3x + 4)\). Vérification : \(2 \times 3x + 2 \times 4 = 6x + 8\) ✓
Exercice 19 La sortie au bowling (C1, C6, C2) Standard

Six amis vont au bowling. Chacun paie une partie au prix de \(x\) euros, et 2 € pour la location des chaussures.

1. Nora calcule d'abord ce que paie une personne. Écris ce prix, puis le prix total pour les 6 amis.
2. Malik calcule d'abord le prix des 6 parties, puis le prix des 6 locations. Écris le prix total qu'il trouve.
3. Factorise l'expression de Malik. Retrouves-tu celle de Nora ?
4. Une partie coûte 5 €. Combien paient les six amis en tout ?

1. Une personne paie \(x + 2\) euros. Pour 6 personnes : \(6 \times (x + 2) =\) \(6(x + 2)\) euros.

2. 6 parties : \(6 \times x = 6x\). 6 locations : \(6 \times 2 = 12\). Total : \(6x + 12\) euros.

3. \(6x + 12 = 6 \times x + 6 \times 2 = 6(x + 2)\). Oui, c'est l'expression de Nora : les deux méthodes donnent le même prix.

4. \(x = 5\) : \(6 \times (5 + 2) = 6 \times 7 = 42\). Ils paient 42 €. Vérification : \(6 \times 5 + 12 = 30 + 12 = 42\) ✓.

Approfondissement — je résous seul

Exercice 20 Trouver les erreurs de Tom (C3, C4, C5, C6) Approfondissement

Voici la copie de Tom. Toutes ses réponses sont fausses.

Copie de Tom
a)\(3(x + 5) = 3x + 5\)
b)\((x + 2)(x + 3) = x^2 + 6\)
c)\(2x + 6 = 8x\)
d)\(8x + 8 = 8(x + 0)\)
1. Pour chaque ligne, calcule les deux côtés avec \(x = 1\). Le test montre-t-il l'erreur à chaque fois ?
2. Explique chaque erreur, puis écris la bonne réponse.

1. Avec \(x = 1\) :

  • a) \(3 \times (1 + 5) = 18\) et \(3 + 5 = 8\) : différent, l'erreur se voit.
  • b) \((1 + 2) \times (1 + 3) = 12\) et \(1 + 6 = 7\) : différent, l'erreur se voit.
  • c) \(2 + 6 = 8\) et \(8 \times 1 = 8\) : même résultat ! Le test avec 1 ne voit pas l'erreur. Avec \(x = 2\) : \(4 + 6 = 10\) et \(8 \times 2 = 16\) : différent.
  • d) \(8 + 8 = 16\) et \(8 \times (1 + 0) = 8\) : différent, l'erreur se voit.

À retenir : si le test donne deux résultats différents, le calcul est sûrement faux. S'il donne le même résultat, c'est bon signe, mais on peut tester une deuxième valeur.

2.

  • a) Tom a oublié la deuxième flèche : le 3 multiplie aussi le 5. \(3(x + 5) = 3x + 15\).
  • b) Tom a oublié les termes du milieu : il faut 4 multiplications. \(x^2 + 3x + 2x + 6 = x^2 + 5x + 6\).
  • c) Tom a mélangé les \(x\) et les nombres seuls. \(2x + 6\) ne se réduit pas. (On peut le factoriser : \(2x + 6 = 2(x + 3)\).)
  • d) Quand on sort tout le 8, il reste 1, pas 0 : \(8x + 8 = 8 \times x + 8 \times 1 = 8(x + 1)\).
Exercice 21 Plinthe et carrelage d'une pièce (C1, C3, C4, C2) Approfondissement

Une pièce rectangulaire a une largeur \(x\) et une longueur 3 m de plus que sa largeur. La porte fait 1 m de large : on ne pose pas de plinthe devant la porte.

1. Écris la longueur de la pièce en fonction de \(x\).
2. Écris le périmètre de la pièce, puis réduis-le.
3. Déduis-en la longueur de plinthe à poser.
4. Écris l'aire du sol sous forme d'un produit, puis développe-la.
5. Pour cette pièce, \(x = 4\). La plinthe coûte 3 € le mètre et le carrelage 25 € le m². Calcule le prix total de la plinthe et du carrelage.

1. Longueur : \(x + 3\) (en m).

2. On fait le tour : \(x + (x + 3) + x + (x + 3) = x + x + 3 + x + x + 3\). Les \(x\) : \(1 + 1 + 1 + 1 = 4\), donc \(4x\). Les nombres : \(3 + 3 = 6\). Périmètre : \(4x + 6\) (en m).

3. On enlève la porte : \(4x + 6 - 1 =\) \(4x + 5\) (en m).

4. Aire = longueur × largeur = \((x + 3) \times x = x(x + 3)\). On développe : \(x \times x + x \times 3 =\) \(x^2 + 3x\) (en m²).

5. Avec \(x = 4\) :

  • Plinthe : \(4 \times 4 + 5 = 16 + 5 = 21\) m. Prix : \(21 \times 3 = 63\) €.
  • Carrelage : \(4 \times 4 + 3 \times 4 = 16 + 12 = 28\) m². (Vérification : \(4 \times 7 = 28\) ✓.) Prix : \(28 \times 25 = 700\) €.
  • Total : \(63 + 700 =\) 763 €.
Exercice 22 Le programme mystère (C1, C5, C3, C2) Approfondissement
Programme mystère
Choisir un nombre.
Calculer ce nombre plus 1, et ce nombre plus 3.
Multiplier ces deux résultats.
Soustraire le carré du nombre de départ.
1. Applique le programme aux nombres 2, 5 et 10.
2. Sami affirme : « Pour aller plus vite, il suffit de multiplier le nombre de départ par 4, puis d'ajouter 3. » Vérifie sur tes trois exemples.
3. Écris l'expression obtenue en partant de \(x\). Développe et réduis-la pour prouver que Sami a toujours raison.
4. Utilise l'astuce de Sami pour trouver le résultat avec le nombre 100.

1.

  • Avec 2 : \(2 + 1 = 3\) et \(2 + 3 = 5\) ; \(3 \times 5 = 15\) ; \(15 - 2 \times 2 = 15 - 4 =\) 11.
  • Avec 5 : \(6\) et \(8\) ; \(6 \times 8 = 48\) ; \(48 - 25 =\) 23.
  • Avec 10 : \(11\) et \(13\) ; \(11 \times 13 = 143\) ; \(143 - 100 =\) 43.

2. \(4 \times 2 + 3 = 11\) ✓ ; \(4 \times 5 + 3 = 23\) ✓ ; \(4 \times 10 + 3 = 43\) ✓. Ça marche sur les trois exemples.

3. Expression : \((x + 1)(x + 3) - x^2\).

On développe le produit : \((x + 1)(x + 3) = x^2 + 3x + x + 3 = x^2 + 4x + 3\).

On soustrait \(x^2\) : \(x^2 + 4x + 3 - x^2\). Les \(x^2\) : \(x^2 - x^2 = 0\), ils disparaissent. Il reste \(4x + 3\).

Le programme revient toujours à « multiplier par 4, puis ajouter 3 » : Sami a toujours raison.

4. \(4 \times 100 + 3 =\) 403. (Avec le programme : \(101 \times 103 - 10\,000 = 10\,403 - 10\,000 = 403\) ✓.)