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Calcul littéral

1 - Développer

Définition

Développer un produit, c'est l'écrire sous la forme d'une somme (ou d'une différence).

Rappel

  • Une expression est une somme (algébrique) si la dernière opération effectuée (celle qui donne le résultat final) est une addition ou une soustraction.
  • Une expression est un produit si la dernière opération effectuée (celle qui donne le résultat final) est une multiplication.

Par exemple :

  • $ 3\times 5 - 2\times 45 $ et $ 2x+8y $ sont des sommes algébriques
  • $ 5\times \left(3+8\right) $ et $ \left(x+1\right)\left(y - 5\right) $ sont des produits.

Propriétés (Distributivité)

  • $ k\left(a+b\right)=ka+kb $
  • $ k\left(a - b\right)=ka - kb $
  • $ \left(a+b\right)\left(c+d\right)=ac+ad+bc+bd $

Exemple

Développer les expressions suivantes:

  • $ A=3\left(x - 2\right) $

    $ A=3x - 6 $
  • $ B=\left(x+3\right)\left(2x - 5\right) $

    $ B=2x^{2} - 5x+6x - 15 $

    $ B=2x^{2}+x - 15 $

Propriétés (Identités remarquables - Développement)

  • $ \left(a+b\right)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2} $
  • $ \left(a - b\right)^{2}=a^{2} - 2ab+b^{2} $
  • $ \left(a+b\right)\left(a - b\right)=a^{2} - b^{2} $

Exemple

Développer les expressions suivantes:

  • $ C=\left(x+1\right)^{2} $

    $ C=x^{2}+2\times x\times 1+1^{2} $ (première identité remarquable avec a=xa=xa=x et b=1b=1b=1) $ C=x^{2}+2x+1 $
  • $ D=\left(2x - 1\right)^{2} $

    $ D=4x^{2} - 2\times 2x\times 1+1^{2} $ (seconde identité remarquable avec a=2xa=2xa=2x et b=1b=1b=1) $ D=4x^{2} - 4x+1 $
  • $ E=\left(x+2\right)\left(x - 2\right) $

    $ E=x^{2} - 2^{2} $ (troisième identité remarquable avec a=xa=xa=x et b=2b=2b=2) $ E=x^{2} - 4 $

2 - Factoriser

Définition

Factoriser une somme (ou une différence), c'est l'écrire sous la forme d'un produit.

Propriété

  • $ ka+kb=k\left(a+b\right) $
  • $ ka - kb=k\left(a - b\right) $

k est le facteur commun

Exemple

Factoriser les expressions suivantes:

  • $ A=\left(x+3\right)\left(x+2\right) - 7\left(x+2\right) $

    Le facteur commun est $ \left(x+2\right) $

    $ A=\left(x+2\right)\left[\left(x+3\right) - 7\right] $

    $ A=\left(x+2\right)\left(x - 4\right) $
  • $ B=\left(2x+1\right)^{2} - \left(2x+1\right)\left(x+3\right) $

    $ B=\left(2x+1\right)\left(2x+1\right) - \left(2x+1\right)\left(x+3\right) $

    Le facteur commun est $ \left(2x+1\right) $

    $ B=\left(2x+1\right)\left[\left(2x+1\right) - \left(x+3\right)\right] $

    $ B=\left(2x+1\right)\left(2x+1 - x - 3\right) $

    $ B=\left(2x+1\right)\left(x - 2\right) $

Remarque

  • Avec des carrés :

    Pour factoriser $ \left(x+1\right)^{2}+\left(x+1\right)\left(x+2\right) $, on utilise le fait que $ \left(x+1\right)^{2}=\left(x+1\right)\left(x+1\right) $ ce qui fait apparaître le facteur commun $ \left(x+1\right) $ :

    $ \left(x+1\right)^{2}+\left(x+1\right)\left(x+2\right)={\color{red} {\left(x+1\right)}}\left(x+1\right)+{\color{red} {\left(x+1\right)}}\left(x+2\right) $

            $ =\left(x+1\right)\left[\left(x+1\right)+\left(x+2\right)\right] $

            $ =\left(x+1\right)\left(2x+3\right) $
  • Attention à ne pas oublier le 1 !

    Pour factoriser $ x^{2} - x $ on écrit que $ x^{2}=x\times x $ et $ x=x\times 1 $;

    $ x $ est alors facteur commun :

    $ x^{2} - x = {\color{red} x}\times x - {\color{red} x}\times 1 = x \left(x - 1\right) $

Propriétés (Identités remarquables - Factorisation)

  • $ a^{2}+2ab+b^{2}=\left(a+b\right)^{2} $
  • $ a^{2} - 2ab+b^{2}=\left(a - b\right)^{2} $
  • $ a^{2} - b^{2}=\left(a+b\right)\left(a - b\right) $

Exemple

Factoriser les expressions suivantes:

  • $ C=x^{2} - 6x+9 $

    $ C=x^{2} - 2\times x\times 3+3^{2} $

    $ C=\left(x - 3\right)^{2} $ (seconde identité remarquable avec a=xa=xa=x et b=3b=3b=3)
  • $ D=25x^{2} - 4 $

    $ D=\left(5x\right)^{2} - 2^{2} $

    $ D=\left(5x+2\right)\left(5x - 2\right) $ (troisième identité remarquable avec a=5xa=5xa=5x et b=2b=2b=2)