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Les opérations

Nommer, ordonner et transformer un calcul, puis reconnaître les multiples et les diviseurs d'un nombre.

Au supermarché, trois paquets de gâteaux à \(2 \ \text{€}\) et une bouteille à \(5 \ \text{€}\). Le ticket affiche \(11 \ \text{€}\), pas \(21 \ \text{€}\).

$$ 3 \times 2 + 5 = 11 \hspace{3em} 3 \times (2 + 5) = 21 $$

Mêmes nombres, mais un seul raconte les courses.

L'ordre des opérations traduit ce que dit l'énoncé.

Nommer un calcul

Chaque opération porte un nom, et ses nombres aussi.

Opération
Résultat
Les nombres
Addition
Somme
Termes
Soustraction
Différence
Termes
Multiplication
Produit
Facteurs
Division
Quotient
Dividende et diviseur
Le vocabulaire des quatre opérations

Exemple : dans \(7 \times 4\), le résultat \(28\) est un produit et \(7\) et \(4\) en sont les facteurs.

Les priorités opératoires

Un calcul à plusieurs opérations suit trois règles, dans cet ordre.

  1. Les parenthèses d'abord : \( (... ) \)

    On effectue en premier ce qui se trouve entre parenthèses, en commençant par les plus intérieures.

  2. Puis les multiplications et les divisions : \(\times / \div\)

    Elles se traitent de la gauche vers la droite.

  3. Enfin les additions et les soustractions : \(+ / -\)

    De la gauche vers la droite également.

Exemple :

$$ A = 5 + 3 \times 4 $$
$$ A = 5 + 12 $$
$$ A = 17 $$

Le résultat n'est pas \(32\) : la multiplication passe avant l'addition.

Les parenthèses imposent un autre ordre :

$$ (5 + 3) \times 4 = 8 \times 4 = 32 $$

Dans un programme de calcul, le mot résultat annonce une parenthèse.

Exemple : « choisir un nombre, lui ajouter \(3\), puis multiplier le résultat par \(2\) ».

$$ (n + 3) \times 2 $$

La distributivité

Distribuer un facteur sur une somme

Multiplier une somme par un nombre revient à multiplier chaque terme par ce nombre, puis à additionner.

$$ k \times (a + b) = k \times a + k \times b $$
$$ k \times (a - b) = k \times a - k \times b $$

Exemple : pour calculer de tête.

$$ B = 7 \times 102 $$
$$ B = 7 \times (100 + 2) = 700 + 14 $$
$$ B = 714 $$

Diviser par un nombre décimal

Un quotient ne change pas si l'on multiplie le numérateur et le dénominateur par \(10\), \(100\) ou \(1 \ 000\).

$$ \frac{a}{b} = \frac{a \times 10}{b \times 10} = \frac{a \times 100}{b \times 100} $$

Un chiffre après la virgule : on multiplie par \(10\).

$$ C = 12.6 \div 0.4 $$
$$ C = \frac{12.6 \times 10}{0.4 \times 10} = \frac{126}{4} $$
$$ C = 31.5 $$

Deux chiffres après la virgule : il en faut \(100\).

$$ D = 5.4 \div 0.12 $$
$$ D = \frac{5.4 \times 100}{0.12 \times 100} = \frac{540}{12} $$
$$ D = 45 $$

Multiples et diviseurs

Multiple et diviseur

Lorsque la division de \(a\) par \(b\) tombe juste, on dit que \(a\) est un multiple de \(b\), et que \(b\) est un diviseur de \(a\).

Exemple : \(21 = 3 \times 7\) : \(21\) est un multiple de \(3\) et de \(7\), qui sont ses diviseurs.

Les critères de divisibilité

Ces critères permettent de reconnaître un multiple sans poser la division.

Un nombre est divisible par
Lorsque
Exemple
\(2\)
Son chiffre des unités est \(0\), \(2\), \(4\), \(6\) ou \(8\)
\(354\)
\(3\)
La somme de ses chiffres est un multiple de \(3\)
\(354\) car \(3 + 5 + 4 = 12\)
\(5\)
Son chiffre des unités est \(0\) ou \(5\)
\(470\)
\(9\)
La somme de ses chiffres est un multiple de \(9\)
\(477\) car \(4 + 7 + 7 = 18\)
\(10\)
Son chiffre des unités est \(0\)
\(470\)
Reconnaître un multiple

Un nombre divisible par \(9\) est divisible par \(3\), mais pas l'inverse : \(12\) est divisible par \(3\) et pas par \(9\).

La division euclidienne

Lorsque la division ne tombe pas juste, on écrit le dividende sous la forme d'un produit augmenté d'un reste.

$$ a = b \times q + r \hspace{2em} \text{avec} \ (0 \leqslant r < b) $$

Exemple : pour \(17\) partagé par \(5\) :

$$ 17 = 5 \times 3 + 2 $$
Dix-sept jetons rangés en trois paquets de cinq, et deux qui restent
\(5 \times 3\)
\(2\)
Dix-sept jetons rangés en trois paquets de cinq, et deux qui restent - support à compléter

Le quotient est \(3\), le reste est \(2\), et il est plus petit que le diviseur.