Produit nul : si \(A \times B = 0\), alors \(A = 0\) ou \(B = 0\). Ça marche seulement avec une multiplication et avec 0 à droite.
Équation produit \((\ldots)(\ldots) = 0\) : chaque parenthèse \(= 0\), puis je résous les deux petites équations. Exemple : \((x - 3)(x + 5) = 0\) donne \(x = 3\) ou \(x = -5\).
Attention au signe : \(x + 5 = 0\) donne \(x = -5\) ; \(x - 3 = 0\) donne \(x = 3\).
Différence de deux carrés : \((a + b)(a - b) = a^2 - b^2\). Exemple : \(x^2 - 25 = (x + 5)(x - 5)\).
Carrés à connaître : 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144 (carrés de 1 à 12).
\(x^2 = a\) : si \(a\) est positif, deux solutions \(\sqrt{a}\) et \(-\sqrt{a}\) ; si \(a = 0\), une solution : 0 ; si \(a\) est négatif, aucune solution.
Problème : j'appelle \(x\)… → j'écris l'équation → je résous → je garde les solutions qui ont du sens (une longueur est positive) → je vérifie et j'écris une phrase.
Les exercices sont progressifs : commence par le niveau socle, puis avance à ton rythme. Le code (C1, C2…) indique la capacité travaillée. La calculatrice est autorisée (touche \(\sqrt{\phantom{a}}\)).
Niveau socle — je m'entraîne pas à pas
Exercice 1Est-ce une équation produit ? (C1)Socle
Pour chaque équation, réponds par oui ou non.
Aide : je me pose 2 questions. 1. À gauche, est-ce une multiplication ? 2. À droite, est-ce 0 ?
Deux fois « oui » : c'est une équation produit. Entre deux parenthèses, le signe × est caché.
1. \((x - 2)(x + 4) = 0\) :
2. \((x - 2)(x + 4) = 8\) :
3. \((x - 2) + (x + 4) = 0\) :
4. \(x(x - 7) = 0\) :
5. \((3x + 1)(x - 5) = 0\) :
6. Complète : si \(5 \times B = 0\), alors \(B =\)
1. Multiplication à gauche, 0 à droite : oui.
2. À droite, il y a 8 et pas 0 : non.
3. À gauche, c'est une addition (signe +) : non.
4. \(x(x - 7) = x \times (x - 7)\), et 0 à droite : oui.
5. Multiplication de deux parenthèses, 0 à droite : oui.
6. 5 n'est pas 0, donc c'est l'autre facteur qui vaut 0 : \(B = 0\).
Exercice 2Séparer en deux petites équations (C1, C2)Socle
Écris les deux petites équations. Tu ne les résous pas encore.
Aide : \((x - 3)(x + 5) = 0\) donne : \(x - 3 = 0\) ou \(x + 5 = 0\).
Je recopie chaque parenthèse et j'écris « = 0 ».
1. \((x - 4)(x + 9) = 0\) donne : \(= 0\) ou \(= 0\)
2. \((x + 1)(x - 6) = 0\) donne : \(= 0\) ou \(= 0\)
3. \((2x + 1)(x - 3) = 0\) donne : \(= 0\) ou \(= 0\)
4. \(x(x + 7) = 0\) donne : \(= 0\) ou \(= 0\)
1. \(x - 4 = 0\) ou \(x + 9 = 0\).
2. \(x + 1 = 0\) ou \(x - 6 = 0\).
3. \(2x + 1 = 0\) ou \(x - 3 = 0\).
4. \(x(x + 7) = x \times (x + 7)\) : les deux facteurs sont \(x\) et \(x + 7\). Donc \(x = 0\) ou \(x + 7 = 0\).
Exercice 3Résoudre une équation produit (C2)Socle
Résous chaque équation. Complète les trous.
Aide : \(x - 1 = 0\) : j'ajoute 1 des deux côtés, \(x = 1\).
\(x + 2 = 0\) : j'enlève 2 des deux côtés, \(x = -2\). Le signe change.
1. \((x - 1)(x - 8) = 0\) : \(x - 1 = 0\) ou \(x - 8 = 0\), donc \(x =\) ou \(x =\)
2. \((x + 2)(x - 5) = 0\) : \(x + 2 = 0\) ou \(x - 5 = 0\), donc \(x =\) ou \(x =\)
3. \((x + 3)(x + 9) = 0\) : \(x + 3 = 0\) ou \(x + 9 = 0\), donc \(x =\) ou \(x =\)
4. \((x - 6)(x + 4) = 0\) : les solutions sont et
1. \(x = 1\) ou \(x = 8\). Solutions : 1 et 8.
2. \(x = -2\) ou \(x = 5\). Solutions : −2 et 5.
3. \(x = -3\) ou \(x = -9\). Solutions : −3 et −9.
4. \(x - 6 = 0\) ou \(x + 4 = 0\), donc \(x = 6\) ou \(x = -4\). Solutions : 6 et −4.
Vérification pour 6 : \((6 - 6)(6 + 4) = 0 \times 10 = 0\) ✓.
Exercice 4Équations produits avec un nombre devant x (C2)Socle
Résous chaque équation.
Aide : \(2x - 10 = 0\) : j'ajoute 10, \(2x = 10\), puis je divise par 2, \(x = 10 : 2 = 5\).
Si un facteur est \(x\) tout seul, il donne directement \(x = 0\).
1. \(x(x - 5) = 0\) : \(x = 0\) ou \(x - 5 = 0\), donc \(x = 0\) ou \(x =\)
2. \((2x - 10)(x + 1) = 0\) : \(2x - 10 = 0\), donc \(2x = 10\), donc \(x =\) ; ou \(x + 1 = 0\), donc \(x =\)
3. \((3x - 12)(x - 2) = 0\) : \(3x - 12 = 0\), donc \(3x =\) , donc \(x =\) ; ou \(x =\)
4. \((2x + 8)(x - 3) = 0\) : les solutions sont et
1. \(x = 0\) ou \(x = 5\). Solutions : 0 et 5.
2. \(2x = 10\), donc \(x = 10 : 2 = 5\) ; ou \(x = -1\). Solutions : 5 et −1.
3. \(3x = 12\), donc \(x = 12 : 3 = 4\) ; ou \(x - 2 = 0\), donc \(x = 2\). Solutions : 4 et 2.
4. \(2x + 8 = 0\), donc \(2x = -8\), donc \(x = -8 : 2 = -4\) ; ou \(x - 3 = 0\), donc \(x = 3\). Solutions : −4 et 3.
Exercice 5Développer (a + b)(a − b) (C3)Socle
Développe chaque produit. Complète les trous.
Aide : \((x + 3)(x - 3) = x \times x - x \times 3 + 3 \times x - 3 \times 3 = x^2 - 3x + 3x - 9 = x^2 - 9\).
Les termes du milieu disparaissent. On peut aller vite : \((a + b)(a - b) = a^2 - b^2\).
Exercice 7Résoudre x² = a avec les carrés (C4)Socle
Résous chaque équation. N'oublie pas la solution négative.
Aide : \(x^2 = 25\) : je cherche le nombre qui, multiplié par lui-même, donne 25. C'est 5, car \(5 \times 5 = 25\). Les solutions sont 5 et −5.
Si le nombre est négatif, il n'y a aucune solution : un carré n'est jamais négatif.
1. \(x^2 = 9\) : \(3 \times 3 = 9\), les solutions sont et
2. \(x^2 = 36\) : les solutions sont et
3. \(x^2 = 64\) : les solutions sont et
4. \(x^2 = 100\) : les solutions sont et
5. \(x^2 = -16\) :
1. \(3^2 = 9\) et \((-3)^2 = 9\). Solutions : 3 et −3.
2. \(6^2 = 36\). Solutions : 6 et −6.
3. \(8^2 = 64\). Solutions : 8 et −8.
4. \(10^2 = 100\). Solutions : 10 et −10.
5. −16 est négatif. Un carré n'est jamais négatif : aucune solution. (Attention : \((-4)^2 = 16\), pas −16.)
Exercice 8Le tapis de judo carré (C4, C5)Socle
Le club de judo installe un tapis carré. Son aire est de 64 m². On cherche la longueur du côté.
Le tapis de judo : un carré de côté x mètres et d'aire 64 m².
Aide : aire d'un carré = côté × côté. Si le côté est \(x\), l'aire est \(x \times x = x^2\).
Une longueur ne peut pas être négative.
1. Complète l'équation : \(x^2 =\)
2. Quelles sont les deux solutions de cette équation ? et
3. Quelle solution garde-t-on pour le tapis ? Pourquoi ?
4. Un ring de boxe carré a une aire de 36 m². Quelle est la longueur de son côté ?
1. \(x^2 = 64\).
2. \(8 \times 8 = 64\). Solutions : 8 et −8.
3. Une longueur est positive : on garde 8, on rejette −8. Le côté du tapis mesure 8 m. Vérification : \(8 \times 8 = 64\) ✓.
4. \(x^2 = 36\), \(6 \times 6 = 36\) : solutions 6 et −6. On garde la longueur positive : le côté du ring mesure 6 m.
Exercice 9Un programme de calcul (C5)Socle
Voici un programme de calcul :
Choisir un nombre. Lui ajouter 4.
Reprendre le nombre de départ. Lui enlever 1.
Multiplier les deux résultats.
On cherche les nombres de départ qui donnent 0 à la fin.
Aide : j'appelle \(x\) le nombre de départ. « Lui ajouter 4 » donne \(x + 4\). « Lui enlever 1 » donne \(x - 1\).
1. Teste le programme avec 2 : \((2 + 4) \times (2 - 1) =\)
4. \(x - 4 = 0\) ou \(x + 3 = 0\), donc \(x = 4\) ou \(x = -3\). Les solutions sont 4 et −3, comme aux questions 1 et 3. Le nombre 3 n'en fait pas partie.
Exercice 12Factoriser pour résoudre (C3, C2)Standard
Pour chaque équation : factorise le membre de gauche, puis résous l'équation produit obtenue.
1. \(36 = 6^2\) : \((x + 6)(x - 6) = 0\), donc \(x = -6\) ou \(x = 6\). Solutions : −6 et 6.
2. \(1 = 1^2\) : \((x + 1)(x - 1) = 0\), donc \(x = -1\) ou \(x = 1\). Solutions : −1 et 1.
3. \(121 = 11^2\) : \((x + 11)(x - 11) = 0\), donc \(x = -11\) ou \(x = 11\). Solutions : −11 et 11.
4. \(81 = 9^2\) : \((x + 9)(x - 9) = 0\), donc \(x = -9\) ou \(x = 9\). Solutions : −9 et 9.
Exercice 13x² = a avec la calculatrice (C4)Standard
Résous chaque équation. Si besoin, utilise la touche \(\sqrt{\phantom{a}}\) de la calculatrice et arrondis au centième.
Aide : je regarde d'abord le signe du nombre : positif → deux solutions ; 0 → une solution ; négatif → aucune solution.
1. \(x^2 = 50\)
2. \(x^2 = 12\)
3. \(x^2 = 0{,}36\)
4. \(x^2 = 0\)
5. \(x^2 = -25\)
1. 50 est positif. \(\sqrt{50} \approx 7{,}071…\) Solutions : environ 7,07 et −7,07.
2. 12 est positif. \(\sqrt{12} \approx 3{,}464…\) Solutions : environ 3,46 et −3,46.
3. 0,36 est positif. \(\sqrt{0{,}36} = 0{,}6\), car \(0{,}6 \times 0{,}6 = 0{,}36\). Solutions : 0,6 et −0,6.
4. Le seul nombre dont le carré vaut 0 est 0. Une seule solution : 0.
5. −25 est négatif. Un carré n'est jamais négatif : aucune solution.
Exercice 14La terrasse et le bac à fleurs (C5, C4)Standard
Karim carrèle une terrasse carrée de côté \(x\) mètres. Dans un coin, il y a un bac à fleurs carré de 2 m de côté, qu'on ne carrèle pas. Karim a posé 60 m² de carrelage.
La terrasse vue de dessus (le dessin n'est pas à l'échelle).
Aide : aire carrelée = aire de la terrasse − aire du bac à fleurs.
1. Calcule l'aire du bac à fleurs.
2. Explique pourquoi \(x^2 - 4 = 60\).
3. Résous cette équation.
4. Quelle est la longueur du côté de la terrasse ? Vérifie, puis réponds par une phrase.
1. \(2 \times 2 = 4\). Le bac à fleurs a une aire de 4 m².
2. L'aire de la terrasse est \(x \times x = x^2\). On enlève le bac : aire carrelée \(= x^2 - 4\). Elle vaut 60 m², donc \(x^2 - 4 = 60\).
3. J'ajoute 4 des deux côtés : \(x^2 = 64\). Comme \(8^2 = 64\), les solutions sont 8 et −8.
4. Une longueur est positive : on garde 8. Vérification : \(8 \times 8 - 4 = 64 - 4 = 60\) ✓. La terrasse mesure 8 m de côté.
Exercice 15Le plateau de table carré (C4, C5)Standard
Un menuisier découpe des plateaux de table carrés dans des panneaux de bois.
1. Un client veut un plateau carré de 0,81 m². Écris l'équation, puis calcule le côté du plateau en mètres.
2. Donne ce côté en centimètres.
3. Un autre client veut un plateau carré de 0,5 m². Calcule le côté à la calculatrice, arrondi au centième de mètre.
4. Le menuisier dispose d'une planche de 0,75 m de large. Peut-il y découper le plateau de la question 3 ?
1. J'appelle \(x\) le côté, en mètres : \(x^2 = 0{,}81\). \(0{,}9 \times 0{,}9 = 0{,}81\) : solutions 0,9 et −0,9. Une longueur est positive : le côté mesure 0,9 m.
2. 0,9 m = 90 cm.
3. \(x^2 = 0{,}5\). \(\sqrt{0{,}5} \approx 0{,}707…\) On garde la solution positive : le côté mesure environ 0,71 m.
4. 0,71 m est plus petit que 0,75 m : oui, le plateau tient dans la largeur de la planche.
Exercice 16Le programme de Lina (C5, C2)Standard
Lina propose ce programme de calcul :
Choisir un nombre. Le multiplier par 2, puis enlever 8.
Reprendre le nombre de départ. Lui ajouter 3.
Multiplier les deux résultats.
1. Teste le programme avec le nombre 5.
2. On appelle \(x\) le nombre de départ. Écris le résultat du programme en fonction de \(x\).
3. Quels nombres de départ donnent 0 à la fin ? Vérifie.
2. \((13 + 3) \times (13 - 3) = 16 \times 10 = 160\). On trouve le même résultat. C'est la différence de deux carrés : \(a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)\), avec \(a = 13\) et \(b = 3\).
Pour chaque devinette, écris une équation, résous-la et réponds par une phrase.
1. « Je multiplie un nombre par lui-même et je trouve 121. » Quel peut être ce nombre ?
2. « Je mets un nombre au carré, puis j'enlève 20. Je trouve 16. » Quel peut être ce nombre ?
3. « Je mets un nombre au carré, puis j'ajoute 10. Je trouve 1. » Quel peut être ce nombre ?
1. \(x^2 = 121\). \(11^2 = 121\) : solutions 11 et −11. Ici, un nombre peut être négatif : le nombre est 11 ou −11.
2. \(x^2 - 20 = 16\). J'ajoute 20 : \(x^2 = 36\). Solutions : 6 et −6. Le nombre est 6 ou −6. Vérification : \(36 - 20 = 16\) ✓.
3. \(x^2 + 10 = 1\). J'enlève 10 : \(x^2 = -9\). −9 est négatif et un carré n'est jamais négatif : aucun nombre ne convient.
Exercice 19Les pochettes de disques (C4, C5, C3)Approfondissement
Les pochettes de disques vinyles sont carrées. Une pochette de grand disque (33 tours) a une aire de 961 cm². Une pochette de petit disque (45 tours) a une aire de 324 cm².
1. Calcule le côté de la grande pochette.
2. Calcule le côté de la petite pochette.
3. On pose la petite pochette sur la grande, dans un coin. Calcule l'aire de la grande pochette qui reste visible.
4. Retrouve ce résultat avec la différence de deux carrés.
1. \(x^2 = 961\). À la calculatrice, \(\sqrt{961} = 31\). On garde la longueur positive : 31 cm. Vérification : \(31 \times 31 = 961\) ✓.
2. \(x^2 = 324\). \(\sqrt{324} = 18\). Le côté mesure 18 cm. Vérification : \(18 \times 18 = 324\) ✓.