Les polynômes, de vrais Livret 2 mômes! 91 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Mise en situation : Lecture page 13 Math inverses : prise de notes et travail de groupe Devant le site suivant http://mathinverses.weebly.com/polynocircmes.html, prends des notes en visionnant les différentes vidéos afin de réparer le travail de groupe. Livret 2 92 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je me rappelle Souvenir 1 : 3 x ² ; -2 x + 4 y ; 78 a³ + 10 b² - 7 sont des ……………………………………………………………… x, y, a et b représentent des ……………………………… qu’on ne connaît pas. On les appelle des ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Souvenir 2 : Il y a une nuance entre 2x + 1 et 2x + 1 = y Laquelle ? Souvenir 3 : Que penses-tu de 3x+2y-5x+4y-8 ? Il y a des ………………………………………………………………… donc on peut ……………………………………… Souvenir 4 : l’opposé de x = l’opposé de ( a + b ) = l’opposé de ( a - b ) = !!!!!!! l’opposé de a + b n’est pas égal à a - b !!!!!! Livret 2 93 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je me demande Question 1 : quels sont les noms de tous ces éléments ? Une expression de la forme a . xn dans laquelle a est un nombre non nul et n est un nombre naturel sera un monôme à une variable x Dans le monôme a.xn, a représente …………………………………………………… x représente ………………………………………………… n représente ………………………………………………… Ex 1 :__________________ Contre-exemples : _______________________ L’exposant de cette variable dans le monôme sera le degré d’un monôme par rapport à une variable. Ex 2 :____________________________________________ Des monômes qui ont …………………… …………………………………………………………………………… seront des monômes semblables. Ex 3 :____________________________________________ Des monômes semblables dont les coefficients sont …………………………………………………………………… seront des monômes opposés. Ex 4 :____________________________________________ La somme de deux monômes opposés est …………… Livret 2 94 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Question 2 : quels sont les noms donnés quand ils sont plusieurs ? La somme de plusieurs monômes est …………………………………………… Si une seule lettre intervient dans le polynôme (par exemple x), on parlera d’un polynôme en ……… et on le notera P(x). La lettre est appelée variable du polynôme. Un polynôme qui ne possède que 2 termes est appelé ………………………………… Un polynôme qui ne possède que 3 termes est appelé ………………………………… Un polynôme qui ne possède que 4 termes est appelé ………………………………… Ex : voici 3 polynômes P 1 (x) = 2x - 5x7+3x²+1 7 est ……………………………………………………………… On dira que le …………………………………………………………………est 7 P 2 (x) = 5x3+3x²-2x+9 9 est ………………………………………………………………… On dira que le ………………………………………………………………………………………………………… est 9 P 3 (x) = -x7+3x²+4x²-2x+1 On remarque ici 3 particularités : 1) on peut …………………………………… donc ce polynôme est …………………………………………… 2) les degrés des termes sont classés dans l’ordre…………………………………………………… 3) donc ce polynôme est ………………………………………………………………………………………………… 4) certains degrés ………………………………………….donc ce polynôme est …………………………………… Livret 2 95 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Question 3 : et si je connais ce que vaut la variable ? Ex 1 : P (x) = x - 7 Ex 2 : P (x) = 5x3+3x²-2x+9 et x = - 2 et x = -1 alors alors Il suffit de …………………………….x par sa valeur « a »et on obtient le nombre que vaut P(x). On dira que c’est sa ……………………………………………………………… et on note………… Question 4 : la valeur numérique est 0 !!!!!! Ex 1 : P (x) = 6 x - 12 P (2) =……………………………………………………………………………………………………………………… Ex 2 : Q (x) = 5x3+3x²-10x+2 Q(1)= ……………………….……………………………………………………………………………………………… 2 sera la ……………………… de P et Ex 3 : R (x) = 2x3-7x²+x+9 et x = 0 1 est une ………………………. de Q alors R (0) = …………………………………………………………………………………………………………………………… Livret 2 96 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je sais Vocabulaire Une expression algébrique est l’indication d’une suite d’opérations à effectuer sur des nombres. Une identité est une égalité qui est vérifiée pour toutes les valeurs données aux lettres qu’elle contient. Etude d’un polynôme 1. Le degré d’un polynôme réduit par rapport à une variable est l’exposant le plus élevé de cette variable. 2. Un polynôme réduit est un polynôme qui ne contient plus de monômes semblables. 3. Un polynôme réduit est complet par rapport à une variable s’il contient toutes les puissances de cette variable à partir de la plus élevée. 4. Un polynôme ordonné est un polynôme réduit dont on classe les monômes suivant l’ordre décroissant en général (ou croissant) des degrés de la variable. 5. Le terme indépendant d’un polynôme est le terme du polynôme qui ne dépend pas de la variable. Le terme indépendant est le terme de degré 0. P(0) = le terme indépendant 6. La valeur numérique d’un polynôme est la valeur que l’on obtient en remplaçant la variable par un nombre réel. 7. Une racine (ou zéro) d’un polynôme est un nombre qui annule le polynôme. Notations Nous avons déjà vu qu’un polynôme en x peut se noter P(x) ou P1(x) , P2(x) , P3(x) , ... ou en utilisant d’autres lettres majuscules A(x) , B(x) , C(x) , ... Help http://mathinverses.weebly.com Livret 2 97 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 J’applique Exercice 28: Parmi les expressions algébriques suivantes, quelles sont celles qui sont des monômes ? Pour les monômes, cite chaque fois la variable, le coefficient et le degré. Monôme variable coefficient degré 1) -2x³ 2) 4 z² 3) x√3 4) − 4 5) 2x³ 3 6) 2. (3u² − 1) Exercice 29 : Ecris un monôme dont la variable est « t », de degré 5 et de coefficient −2 3 : Exercice 30 : Voici le polynôme A(x) = 3x 5 + 6x − 5x 4 − 10 − 4x 3 a) Le polynôme A(x) est-il ordonné? ……… et réduit ? ……… Si non, fais-le. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… b) Le polynôme A(x) est-il complet? Pourquoi ?…………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… c) Quel est le degré du polynôme A(x) ? ………………… d) Comment s’appelle x ? …………………………………………………………………………………………… e) Que représente le terme -10 ? …………………………………………………………………………………………………… f) Que représente le nombre 3 figurant devant 𝑥 5 ? ……………………………………………………………… Livret 2 98 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Polynôme Polynôme ordonné et réduit P1(x) = -2x³ + 4x5 + 5x³ - P2 (x) = P3 (x) = 6 + Degré du poly. T.I. Coeff. du terme de 3e degré. Exercice 31 : Complète le tableau suivant : 2 -4x5 3 3 6 x + 2x 3 − 4 − x 2 4 −3 4 x + 3x 2 − 7 − 5x 2 8 2 5 P4 (x) = x 3 + x 4 − 3x 2 − x 4 − 3x 2 3 6 Exercice 32: 3 5 Soient A(x) = 2x 4 − 4 x 3 + 2x 2 − 2 x + 1 et B(x) = −x 5 + 3x 4 − 0,5 x 3 + 2x 2 − 0,5x + 1,5 Calcule les valeurs numériques suivantes : A(1) =__________________________________________________________ A(0) =__________________________________________________________ B(-1) =__________________________________________________________ B(-2) =__________________________________________________________ Livret 2 99 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je me rappelle Souvenir 1 : j’additionne A(x), B(x) et C(x) avec A(x)=3x³+2x²+5x-3, B(x) = 2x²7+x4-6x³ et C(x) = -2x-4. La somme S (x)= J’ai utilisé……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Souvenir 2 : si A(x)=3x³+2x²+5x-3, que vaut –A(x) ? -A(x)= -A(x) est …………………………………………… de A(x). Souvenir 3 : je soustrais B(x) de A(x) avec A(x)=3x³+2x²+5x-3 et B(x) = 2x²-7+x4-6x³ La différence D(x)= J’ai utilisé……………………………………………………………………………………………………………………………………… Livret 2 100 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Souvenir 4 : je multiplie A(x)=3x³+2x²+5x-3 1) A(x) par 2 Le produit P(x)= J’ai utilisé……………………………………………………………………………………………………………………………………… 2) A(x) par -3x4 Le produit P(x)= J’ai utilisé…………………………………………………………………………………………………………… 3) A(x) par B(x) si B(x) = 2x²-3x+1 Le produit P(x)= J’ai utilisé…………………………………………………………………………………………………………… Souvenir 5 : Je divise 3475 par 13 Je vérifie en effectuant le calcul suivant : …………………………………………………………………………… La relation euclidienne : Livret 2 _______________________ 101 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je me demande Question 1 : La multiplication de deux polynômes avec la double distributivité est parfois …………………………………………………………………… Trouvons une astuce pour simplifier le calcul. Testons avec A(x)=3x³+2x²+5x-3 et B(x) = 2x²-7+x4-6x³ A ( x ) . B ( x ) avec une grille. 3x³ 2x² 5x -3 x4 -6x³ 2x² -7 Question 2 : les degrés des polynômes Je vois que A est de degré…… et que B est de degré…… A(x) + B(x) est de degré…… Il suffit de………………………………………………………………………………… A(x) - B(x) est de degré…… Il suffit de………………………………………………………………………………… A(x) . B(x) est de degré…… Il suffit d’…………………………………………………………………………………… Livret 2 102 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Question 3 : et quand on multiplie un binôme par lui-même ou par son conjugué, n’y aurait-il pas un raccourci ? Voyons quand on multiplie par… Exemple : Soient les binômes conjugués 2x + 1 et …………………………………………………………………… lui-même… (2x + 1) ²= ___________________________________________________________ = ___________________________________________________________ (2x - 1) ²= ___________________________________________________________ = ___________________________________________________________ son conjugué… (2x + 1) (2x - 1) = ______________________________________________________ = _______________________________________________________ un peu de tout! (2x + 1) (2x - 1) (4x² + 1) = _______________________________________________ = _______________________________________________ (2x + 1) (2x - 1) (4x² - 1) = _______________________________________________ = _______________________________________________ Livret 2 103 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Question 4: Je fais une division euclidienne. 1) 3x³+2x²+5x-3 par x²-3 Vérifions : …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2) 2x²-7+x4-6x³ par x + x² -1 Il faut ………………………………………et…………………………………… Vérifions : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. Livret 2 104 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 3) 21x³-35x²+6x-10 par 3x-5 Vérifions : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. Si le reste =…… alors on obtient une………………………………………………………….. du polynôme. On parle d’une division ……………………………………… Si r = 0 alors P(x) = quotient . diviseur Livret 2 105 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je sais Toujours avoir ses polynômes dans l’ordre décroissant des …………………………… Techniques d’opérations La technique pour additionner ou soustraire des polynômes est _________________________________________________ Les techniques pour multiplier des polynômes sont Soit _________________________________________________ Soit _________________________________________________ Soit _________________________________________________ La technique pour diviser des polynômes est ____________________________________________ Il faut ……………………………………… le polynôme dividende si un degré manque !!! Degrés Degré de A(x) + B(x)=……………………………………………………… Degré de A(x) . B(x)=……………………………………………………… Produits remarquables Help https://www.youtube.com/watch?v=c08DgsqArHw Livret 2 106 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 J’applique Exercice 33 : a) Si d°A(x) = 5 et d° B(x) = 3, alors d°A(x) + B(x) =_____ b) Si d°A(x) = 2 et d° B(x) = 3, alors d°A(x) + B(x) =_____ c) Si d°A(x) = 5 et d° B(x) = 5, alors d°A(x) + B(x) =_____ d) Si d°A(x) = a + 2 et d° B(x) = a, alors d°A(x) + B(x) =_____ e) Si d°A(x) = a et d° B(x) = b, alors d°A(x) + B(x) =______ Exercice 34 : Sur feuille quadrillée P(x) = 2x 4 + 5x 3 − 3x 2 − x + 2 Q(x) = −4x 4 − 6x 2 + 2x − 1 = 3x 3 − x 4 + 2x − 3 R(x) a) Calcule P(x) + Q(x) b) Calcule P(x) – R(x) c) Calcule 2 P(x) d) Calcule -3 Q(x) e) Calcule 4 R(x) + 2 Q(x) f) Calcule 3 P(x) – 5 R(x) Livret 2 107 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice 35: D(x) = -3x³ + 4x² - 5x + 2 a) Trouve E(x) tel que D(x) + E(x) est un polynôme du 2e degré b) Trouve F(x) tel que 3 D(x) – 2 F(x) est un polynôme du 1er degré. Exercice 36 : Effectue avec la grille sur une feuille. P(x) = 2x³ - 3x + 1 a) Q(x) = -3x + 1 P(x). Q(x) R(x) = 2x² - x + 3 S(x) = -x³ + 2x² - 3x – 1 b) -3 R(x). S(x) Exercice 37 : a) Si d°A(x) = 5 et d° B(x) = 3, alors d°A(x). B(x) =____________ b) Si d°A(x) = 2 et d° B(x) = 3, alors d°A(x). B(x) =____________ c) Si d°A(x) = 5 et d° B(x) = 5, alors d°A(x). B(x) =____________ d) Si d°A(x) = a + 2 et d° B(x) = a, alors d°A(x). B(x) =___________ e) Si d°A(x) = a et d° B(x) = b, alors d°A(x). B(x) =____________ Livret 2 108 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice 38 : Effectue en utilisant les produits remarquables lorsque c’est possible. Série 1 a) (4a − 5)2 =_________________________________________________ =_________________________________________________ b) (3x + 7y)2 =_________________________________________________ =_________________________________________________ c) (−3x + 7y)2 =_________________________________________________ =_________________________________________________ d) (3a-1)(3a+1) =________________________________________________ =________________________________________________ e) ( -3c – e )² =________________________________________________ =________________________________________________ Série 2 a) (2x 3 − 5y 2 )2 =________________________________________________ =________________________________________________ b) (5a³ − 4b4 )2 =________________________________________________ =________________________________________________ c) (3a²b³ + 6a³)2 =_______________________________________________ =_______________________________________________ d) (−9b3 + c5 )2 =________________________________________________ =_______________________________________________ Livret 2 109 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Série 3 a) (4s²-7)(7+4s²)=____________________________________________ =______________________________________________ b) (−3a3 b5 − 0,4)2 =______________________________________________ =________________________________________________ c) (−0,2y2 + 0,3y5 )2 =____________________________________________ =_______________________________________________ d) (-0,1-5a²b³)(5a²b³-0,1)=_______________________________________ =_______________________________________________ e) (−3x 3 − 6x 4 )2 =_______________________________________________ =_______________________________________________ f) (ab-x)(x-ab)=_______________________________________________ =_______________________________________________ g) (-x-1)(x+1) =_______________________________________________ =_______________________________________________ Livret 2 110 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice 39 : Effectue en utilisant les produits remarquables. a) (a – b ) ( a + b ) ( a² + b² ) =______________________________________ __________________________________________________________ b) ( a² - b² ) ( a – b ) ( a + b ) =_____________________________________ __________________________________________________________ c) ( 2 a – 3 ) ( 4 a² + 9 ) ( 2 a + 3 ) =__________________________________ __________________________________________________________ d) ( a a a² -1)( +1)( - 1 ) =____________________________________ 2 2 4 e) ( a4 b4 a b a b a² b² ) ()( )( + ) =________________________ 16 81 2 3 2 3 4 9 __________________________________________________________ Livret 2 111 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice 40 : Effectue sur feuille les divisions exactes suivantes (à l’aide de la division euclidienne). Livret 2 1) x²+5x+6 par x+2 2) 2x²-14x+24 par x-3 3) 3x³-8x²+7x-2 par 3x-2 4) -8x4-2x³-x²+5x+6 par 4x+3 5) -3x²+5x+x³-6 par x²-x+3 112 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice 41 : Divise et factorise si possible sur feuille. 1) x³+6x²+3x-10 par x+2 2) x5-x7+3-6x+5x²+2x4+7x³ par 3x-x³+2 3) (x6 –x4-2x³+2x-3) : (x²-2x+1)= 4) (x6+x4-3x²+x+10) : (x²-x+2)= 5) (x5-32) : (x-2)= Livret 2 113 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je me rappelle Souvenir 1 : un binôme est ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Exemple : ___________________ Souvenir 2 : une division est exacte quand : Elle est juste ? Elle a un reste nul ? Elle s’arrête avant les nombres décimaux ? Souvenir 3 : Quand je divise, quel nombre est systématiquement écarté du dénominateur?....................... Pourquoi ? Rappel : on a 6 : 2 = 3 car 6 : 0 ou 6 =… 0 a b Donc si j’écris , je ne connais ni a ni b !!! Pour éviter que b ne soit ……………, je dois mettre une condition pour que ma fraction existe : on parle de condition d’existence (C.E.) Livret 2 114 Chapitre 3 Livret 2 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 115 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! Ex 1 : 4 C.E. : x Ex 2 : UAA5 3a a4 C.E. : Ex 3 : 5x 1 C.E. : 3 2x Souvenir 4 : 6 = 2 . 3 donc 6 est divisible par 2, 3 et 6 3a²b³ est divisible 3, a et b mais aussi 3a, a², ab, a²b, … 4(x+1) est divisible par …………………………………………………………………………………………………… 2x²-5x = ___________ est donc divisible par ………………………………………………………… Le pgcd de deux nombres est…………………………………………………………………………………………… Ex : pgcd (3ax+9x ; a²+6a+9 ; 4a+12) Transformons… pgcd (…………………… ; ………………………… ; ………………………………) Donc le pgcd (3ax+9x ; a²+6a+9 ; 4a+12) est ……………………… Livret 2 116 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je me demande Question 1 : Puis-je savoir, sans diviser, si le polynôme P( x) x 3 5x 2 11x 6 est divisible exactement par (x-2) ? On peut trouver ………………………………… SANS ………………………………………………………… Dans l’exemple, on calcule …………………………………..Donc le …………………=…… et on conclut que le polynôme est/n’est pas divisible par x-2 ! C’est la Loi du reste dans le cas d’une division par un binôme (x-a). Livret 2 117 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Question 2 : Je peux donc directement calculer le reste d’une division à condition que le diviseur soit……………………………………………………………… 7 x 4 5x³ x² x 3 x 1 r= 4x³ 5x² x 2 x2 r= (-x³+6x²-7x-6) : (x-3) r= Cette division est ………………………………. car……………………… On dit que le polynôme est divisible par (x-3) ! Livret 2 118 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Question 3 : (4x³-5x²-10x+3) : (x-2) = 1° Effectuons la division écrite … 2° Quel sera le reste ? P(……) = …………………………………………………… 3° Y a-t-il une technique plus rapide pour diviser ? dividende 4 -5 -10 3 2 diviseur Donc : reste Q(x)= 4x²+3x-4 Vérifions… 4x³-5x²-10x+3 = (x-2) . (4x²+3x-4) – 5 Livret 2 119 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exemple : Divisons (3x³-2x+1) : (x+3) Vérifions ensuite avec la loi du reste en calculant P(……)=…………………………………………………………………………………………… Livret 2 120 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Question 4 : Observation dans les cas simples du second degré. Ex1 : On factorise x²-5x+6. Il se divise par (x-2) car 2 annule le polynôme. On divise : On obtient la factorisation suivante : x²-5x+6 = ……………………….. On observe que -2 et ………… ont comme ………………… - 5 et comme ………………… 6 Ex2 : Factorise x²+7x+10=………………… Méthode de somme et produit Méthode de la grille On trouve directement la factorisation avec cette méthode de somme et produit Livret 2 121 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je sais Condition d’existence Toute fraction qui possède une variable au ……………………………………………………… doit d’abord avoir une C.E. Pour cela, il suffit de trouver le ou les nombres qui ……………………………… le dénominateur (appelés racines du dénominateur). PGCD = Le plus grand commun diviseur 1e factoriser l’expression algébrique 2e prendre le diviseur commun avec le plus petit exposant (qui peut comprendre un nombre, une (des)lettre(s) avec ou sans exposant et parenthèses avec ou sans exposant) Méthode des diviseurs binômes de la forme x-a ou x+a Recherche du RESTE grâce à la « loi du reste » Remplacer la variable x par le nombre qui annule le …………………… On note : …………=…… Si la valeur numérique est 0, cela signifie que le ………………… vaut 0 et que la division est ……………… ou encore que le dividende est ……………………………………….. par …………………………………………………………………… Recherche du quotient grâce à la MÉTHODE DE HORNER Factorisation par “division” par “somme et produit” Livret 2 122 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 J’applique Exercice 42 : 1. Quelles sont les conditions d’existence de… 1) x 5x 2) 1 6x 3 3) 3x 1 3x 1 4) 2 a+1 2. Quel est le reste des divisions suivantes ? Indique le calcul. 5) 6 a²-4 3. Ces divisions sont-elles exactes ? Pourquoi ? 1) (3x4-2x³+x²-5) : (x-4) 1) ( x4-3x²+1) : (x+2) 2) (2x5-3x²+x) : (x+2) 2) (x³+x²-7x+5) :(x-1) 3) (x4-2x+6) : (x+1) 3) (x6+3x³-2) : (x+1) 4) (x6-2x5+2x4-4x³+5x-10) : (x-2) 5) (x³-4x²+2x-15) : (x+3) Livret 2 123 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice 43 : Détermine, avec la méthode d’Horner, le reste, le quotient des divisions suivantes puis vérifie avec la loi du reste. Utilise une feuille ad hoc. 1) 2) 3) 4) 5) x4-7x²+x-10 2x5-x6+2x-3-2x4 x²+2x-8 5x²-2x²-3+4x 6x4+13x³-7x+10+17x²+x5 par par par par par x-2 1-x x-2 x-3 4+x Exercice 44 : 1. Démontre que les polynômes suivants sont respectivement divisibles par… 1)x²-3x+2 par x-2 2)2x²-x-15 par x-3 2. Effectue et vérifie ton résultat avec la relation euclidienne. 1) (2x4-18x²+2x+5) : (x+3)= Livret 2 2) (x7-x6+x4-x+12) : (x-2)= 124 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice 45 : Factorise avec somme et produit ou la grille. 1)x²-9x+14 Livret 2 2)x²-8x+15 3)x²+2x-8 4)x²-9x-10 5)x²+7x+6 125 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je travaille mes compétences Exercice 46 : page 26 n°15 « en boucle ! » Exercice 47 : Effectue a) ( a + 2 b + 1 )² = d) ( x² + x + 1 )² = b) ( x + y – z )² = e) ( x² + 3 x³ + x )²= 2 c) ( a – b –c )² = Livret 2 126 Chapitre 3 Livret 2 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je trace le plan avec les mots clefs 127 Chapitre 3 Livret 2 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 128 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je prépare mon évaluation n°4 (notion 1) Ai-je bien retenu ? La racine d’un polynôme est ………………………………………………………………………… /1 Paul a remplacé dans son polynôme A(n) la variable n par le nombre 5 et a trouvé comme réponse -17. Comment appelle-t-on -17 ? Comment le note-t-on ? Puis-je appliquer ? /2 /2 3) Complète le tableau suivant. Monôme Coefficient Degré par rapport à « x » Degré par rapport à « y » Degré par rapport à « z » −3 4 2 n 0 -2 3 4 1 −4 x 5 y 5 4 a n+1 x y z 7 4) Trouve un polynôme de degré 4, non complet, ordonné, avec 5 comme terme indépendant et avec le coefficient du terme de degré 2 qui est 1. 1 2 2 3 5) Calcule A(-1), A(0), A( ) si A(x)= -x³+ x²-4x+2 /2 /3 A(-1)=____________________________________________________= …… A(0) =____________________________________________________= …… 1 2 A( )=____________________________________________________= …… Je me donne une cote : ……………/10 Je dois revoir les questions ………………………………………… Livret 2 129 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je prépare mon évaluation n° 5 (notion 2) 1) Ai-je bien retenu ? La formule de vérification d’une division est /1 ………………………………………………………………………………………… 2) Enonce les 3 produits remarquables en formules. 3) Coche si c’est vrai . /3 /1 Le produit de deux polynômes de degré 2 et 3 est un polynôme de degré 6. En additionnant deux polynômes du premier degré, il est impossible d’obtenir un polynôme du second degré. Puis-je appliquer ? 4) Effectue avec la disposition pratique avec P(x) = -x³ - 3x² + x Q(x) = 4x³-2x + 5 ( calculs sur feuille). et /6 a. - P(x) + Q(x) b. 2 P(x). 3Q(x) c. Q(x) divisé par Livret 2 x-2 (et vérifie) 130 Chapitre 3 5) : Effectue avec les produits remarquables. a. (0,5x-y)(y+0,5x)= b. (3a2n-b)²= c. ( a²b+ a³)²= d. ( 6) les polynômes, de vrais mômes ! 1 2 UAA5 /4 1 2 a b a b a² b² ) ()()= 2 3 2 3 4 9 Complète. /2 …… - 0,09 = ( … + … )(a - …) a²- 3 a b² + …… = ( …… - …… )² 7) Quel sera le degré de A(x). B(x) si le degré de A(x) est 4 et le degré de B(x) est 1 ? 8) Factorise x²-7x+12 avec la grille. /1 /2 Je me donne une cote : ……………/20 Je dois revoir les questions ………………………………………… Livret 2 131 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je prépare mon évaluation n° 6 (notion 3) Ai-je bien retenu ? La loi du reste me permet de trouver ………………………… quand j’ai une division d’un polynôme par ……………………………………… Que faut-il faire ? Quand a-t-on une condition d’existence ? /1 /1 Puis-je appliquer ? (utilise une feuille). Détermine la condition d’existence de cette expression algébrique. /2 Détermine le PGCD des polynômes : x²+2x+1 ; 3x²-3 ; x²+5x+4 /1 5x 2 41 x Détermine, sans diviser, le reste de la division : x³-3x+5 divisé par x+2 Livret 2 /2 132 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Factorise avec la méthode de diviseurs binôme x5-1 par x-1 /2 Factorise avec la méthode de somme et produit : x²-13x+30 /1 Je me donne une cote : ……………/10 Je dois revoir les questions ………………………………………… Livret 2 133 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je me dépasse… Exercice A : Livret 2 page 14, n°3 : Développer et factoriser 133 Chapitre 3 Exercice B : : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 page 24 n°8 a) b) Exercice C: Complète 1 + 2 x + … = ( … + … )² 16 a ² - …… + …… = ( … - y )² 9 a²- 30 a b² + …… = ( …… - …… )² 4 b 4 + 25 y 6 + …… = ( …… + …… ) ²0,01 x ² - …… + …… = ( 0,2 - …… )² Livret 2 134 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice D : Vérifie ci-dessous les identités suivantes. a) (a − b)2 − (b − a)2 = 0 b) (a + 1)3 = a³ + 3a² + 3a + 1 (a+b)³ est le cube d’une somme. C’est un 4ème produit remarquable. (a+b)³ = a³+3a²b+3ab²+b³ Et le 5ème est le cube d’une différence. (a-b)³ = a³-3a²b+3ab²-b³ Livret 2 135 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! Exercice E : page 15 n°4 « démontrer » Exercice F : page 28 n°23 « et après ? » Exercice G : page 28 n°25 « prodigieux ! » Livret 2 UAA5 136 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Exercice H: Défi Trouve (a+b+c)² par distributivité. (a+b+c)² = (a+b+c)(a+b+c)=__________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________ _________________________________________________ En observant la « logique », déduis (a+5b-3c)²et (a+b+c+d)². (a+5b-3c)² = (a+b+c+d)² = Livret 2 137 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je m’informe… Source : Randomaths 3e Editions Erasme, 2011. Livret 2 138 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Je dois encore réviser … Source : Randomaths 3e Editions Erasme, 2011. Notions 1 et 2 : polynômes et opérations sur polynômes Livret 2 139 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 a) Calcule P(-2), P(-1) et P(0) et P(5) avec P(x) = 2x³-x²+3x-5 a) Calcule P(-2), P(-1) et P(0) et P(5) avec P(x) = x5-x³-x En disposition pratique : A(x).B(x).C(x) avec A(x)= -3x³+5x-7 , B(x)=x²+5x-3 et C(x)= -x-4x³ Effectue avec A(x)= -3x³+5x-7 1 2 1) 2A(x)+ B(x) ,et B(x)=4x²+5x-6 2) – A(x) – B(x) Coche si c’est vrai. La somme de deux polynômes respectivement de degré 2 et 3 est un polynôme de degré 5. La différence de deux polynômes de degré 3 et 2 est un polynôme de degré 1. Le produit de deux polynômes du premier degré est un polynôme du deuxième degré. En additionnant deux polynômes du second degré, il est impossible d’obtenir un polynôme du premier degré. Le produit de trois polynômes du premier degré est un polynôme du troisième degré. Livret 2 140 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Effectue avec les produits remarquables. 1) (4+2a)²= 11) 2) (7x+5y)²= 12) (-1-x³y6)²= 13) (a²b+a³b³)²= 3) (-5x+5y)²= (-x³y²-6ax)²= 4) (3a-2b³)(3a+2b³)= 14) (a+ 1 )(-a+ 1 )= 2 2 5) ( a² -11)²= 3 15) (3a4b4x+5a²x5)(3a4b4x-5a²x5)= 6) (-1+2xy²)²= 16) (a²-9)(9+a²)= 7) (7x-6xy)²= 17) (0,1-8a)(8a+0,1)= 8) (-2+6x4)²= 18) 2 b 3 19) (-3+6xy)(-3-6xy)= 9) 10) ( a² - 2b )( a² + 2b )= 2 3 2 3 (2a³+3b³)²= Livret 2 2 = 20) (-6a+b)(6a-b)= 141 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Effectue les divisions suivantes avec la disposition pratique et factorise quand c’est possible. Détermine le quotient. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) -8x4-23x+15x5+6+22x² par 3-4x-5x² 2x³-3x²-5 par 2x+1 (x4-5x²+3x-1) : (x4-x³+2)= 9x²-12x³+4x4-4 par 3x-2x²+2 -2x³+3x²+5x-4 par x²-1 (x4-8x³+19x²-21x+14) : (x-5)= (x5-3x4+3x³-9x²-4x+12) : (x²-1)= Notion 3 : diviseur binôme Trouve les conditions d’existence de : 3x 7 x 9 x 1 3 ; ; ; 2x 1 17 x 5x 2 Détermine, avec la méthode d’Horner, le reste et le quotient des divisions suivantes puis vérifie avec la loi du reste. 1) 2) 3) 4) 5) x²-3x-10 x³+3x²-7x-3 6-4x+x³ 2x³-4x-5-x² -3x4+2x²-5x³-1 par par par par par x+2 x-1 x+3 x+1 x+2 Factorise avec la méthode des diviseurs binômes et vérifie en distribuant. (x6-5x5-3x4+15x³+2x²+11x+3) : (x-3)= Soit… Livret 2 142 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Réponses : Notions 1 et 2 a) -31 ; -11 ; -5 ; 235 b) -22 ; 1 ; 0 ; 22 faux faux vrai faux (quand les coefficients de deux mêmes degrés opposés) 1) 16+16a+4a² 2) 49x²+70xy+25y² 3) 25x²-50xy+25y² 4) 9a²-4b6 a 4 22a² 121 5) 9 6) 7) 8) 9) 3 1-4xy²+4x²y4 49x²-84x²y+36x²y² 4-24x4+36x8 a 4 4b² - 4 9 10) 4a6+12a³b³+9b6 Livret 2 vrai 11) x6y4 +12ax4y²+36a²x² 12) 1+2x³y6+x6y12 13) a4b²+2a5b4+a6b6 14) a²+a+ 1 4 15) 9a8b8x-25a 4x10 16) a 4-81 17) 0,01-64a² 18) 4 4 b+b² 9 3 19) 9-36x²y² 20) –36a²+12ab-b² 143 Chapitre 3 : les polynômes, de vrais mômes ! UAA5 Réponses (suite) : Oups… reste =3x-1 Notion 3 : diviseur binôme Reste 0 -6 -9 -4 -1 Quotient x-5 X²+4x-3 X²-3x+5 2x²-3x-1 -3x³+x² x 1 2 ; rien ; 0 ; 2 5 (x6-5x5-3x4+15x³+2x²+11x+3) : (x-3)= x5-2x4-9x³-3x²-4x-1 donc x6-5x5-3x4+15x³+2x²+11x+3=(x-3).(x5- 2x4-9x³-3x²-4x-1) Livret 2 144 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 CHAPITRE 4 Les Inéquations Livret 2 145 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Mise en situation On considère le rectangle ABCD ci-dessus. On augmente ses dimensions d'une valeur x, pour obtenir un rectangle AEFG tel que la mesure de son périmètre soit inférieure ou égale à 96. 1er rectangle : 2ème rectangle : Longueur = 10 Longueur = 10 + x Largeur = 6 Largeur = 6 + x Périmètre = 2 . 10 + 2 . 6 Périmètre = 2 . ( )+2. ( ) Périmètre inférieur ou égal à 96 ………………………………………………….≤ 96 Livret 2 Je me rappelle 146 Chapitre 4 Souvenir 1 : Lecture : Les inéquations. UAA5 page 85 ; traduisons ensemble les 6 phrases en notation mathématique. …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… Souvenir 2 : une égalité ou il y a une valeur inconnue qu’on a remplcé par une lettre se nomme une …………………………………………… ; chercher le nombre que vaut cette lettre s’appelle ………………………… Rappelons-nous de la méthode ! 2 x + 5 = 19 Livret 2 -(3x+4) = 2x + 7 –x 8x + 4 = 6.( x – 3 ) +2x 147 Chapitre 4 Souvenir 3 : x+4=7 : Les inéquations. UAA5 page 86 n°2 (a.b.c.) Cette valeur est …… x+4>7 3,5 est-n’est pas une solution 3,1 est-n’est pas une solution 10 est-n’est pas une solution 3 La liste des solutions serait tous les nombres qui sont…………………………………………………………………… On note sur une droite graduée : On écrit en notation : Livret 2 148 Chapitre 4 Question 1 : Les inéquations. UAA5 Je me demande page 87 n°4 Fig 3 : on a ……………………………………………………….. et l’inégalité est ……………………………. Fig 4 : on a ……………………………………………………….. et l’inégalité est ……………………………. Et si on multiplie les deux membres par -2, le schéma devient : 1) avec deux nombres positifs 2) avec deux nombres de signes différents 3) avec deux nombres négatifs Question 2 Représente sur un schéma et sous forme d’ensemble les 6 phrases du souvenir 1. Livret 2 149 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Question 3 : A partir de l’inégalité suivante « 2 < 5 » , teste les 4 opérations et tire des conclusions. +3 ; -7 ; .4 ; .(-1) ; :10 ; :( -2) 2___ < 5___ 2___ < 5___ 2___ < 5___ 2___ < 5___ 2___ < 5___ 2___ < 5___ Question 4 Ex1 : x + 2 < 5 Ex2 : 2 x ≥ 8 Sol=____________ Ex3 : - 2 x < 6 Livret 2 Ex4 : 3 x – 1 > 2 x + x 150 Chapitre 4 : Ex5 :5 x - 8 < 5 . (x-2) + 4 Les inéquations. Ex 6 : UAA5 2 3x 1 x 0 3 4 Ex 7 : - 3 < x – 5 ≤ 10 Question 5 : Mathias vend des montres sur un marché. La location de l’emplacement lui coûte 150 € par jour. Il achète chaque montre 3€ et la revend 8€. Combien doit-il vendre de montres en un jour pour réaliser un bénéfice d’au moins 50€ ? Livret 2 151 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Je sais Définition L’inégalité : il en existe 4 sortes : ………………………………………………………………………………………..…… L’inéquation : c’est une inégalité qui contient une inconnue. Vocabulaire < signifie « est …………………………………………....que » ou « est ……………………………………..à » > signifie « est …………………………………………....que » ou « est ……………………………………..à » signifie « est …………………………………………………………………………………....à » signifie « est ………………………………………….............................................à » Propriétés Si on ajoute ou soustrait aux deux membres d'une inéquation un même nombre alors on obtient une inéquation équivalente Si on multiplie ou divise les deux membres d'une inéquation par un même nombre ……………………………… alors on obtient …………………………………………………………………………………………… Si on multiplie ou si on divise les deux membres d'une inéquation par un même nombre …………………… et si on change le sens de l’inégalité alors on obtient ……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Livret 2 152 Chapitre 4 Exercice 48 Série 1 c. Série 2 c. Série 3 a. : Les inéquations. UAA5 J’applique page 94 n°6 f. i. g. l. c. Série 4 d. Livret 2 153 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Exercice 49 : note ta réponse sous forme d’ensemble et de droite graduée 3 3 4x 4 x 3x 7 1) 2) (2 x 1) 1 3 3 3,78 2 10 15 20 2x x 1 x 2 5 x 1 12 x 7 3) 4) 3 4 12 5 12 3 x x 4 x 1 5) 3 2 Livret 2 154 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Exercice 50 1) Représente sur une droite les solutions de : a) 2 < x < 5 ; b) -2 < x 4 2) Quelle est l’inégalité qui convient ? Entoure-la. a. La vitesse v dans ce village est limitée à 30km/h. v<30 v<30 v 30 v 30 b. Dans cette école, les classes comportent au moins 15 élèves mais n’atteignent jamais 30 élèves. « x » représente le nombre d’élèves dans une classe. 15 < x < 30 15 x < 30 15 < x 30 15 x 30 Exercice 51 Résous les problèmes suivants. a. Dans quels cas la somme d’un nombre, de son tiers et de 5/6 sera-t-elle supérieure à6? Livret 2 155 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 b. Alfred passe un examen comportant 3 épreuves notées sur 20 par des nombres entiers. Les maths sont de coefficient 4, le français de coefficient 3 et l’anglais de coefficient 2. Il a obtenu 12 en math et 9 en français. Avec quelles notes peut-il obtenir la moyenne ? c. Un bureau de recherche emploie 27 informaticiens et 15 mathématiciens. On envisage d’embaucher le même nombre de mathématiciens et d’informaticiens. Combien faut-il engager de spécialistes de chaque sorte pour que le nombre de mathématiciens soit au moins égal aux 2/3 du nombre d’informaticiens ? Livret 2 156 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Je trace le plan avec les mots clefs Livret 2 157 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Je travaille mes compétences Exercice 52 page 92 n° 3 Exercice 53 page 92 n°4 Exercice 54 page 95 n°8 Exercice 55 page 95 n°10 Livret 2 158 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Je prépare mon évaluation n° 12 Ai-je bien retenu ? Si -2 x > 70 alors x… ……… /1 Puis-je appliquer ? 1) Traduis en inégalité : « le montant(m) de mon compte en banque ne peut être inférieur à -1250 €. » ………………………………………… /1 2) -3x + 2 (x-1) > 3 /2 3) 1 x2 x 0 4 2 4) 5 x 3(x 1) 3 4 /2 /2 5) page 95 n°9 /2 Je me donne une note : ……………/10 Je dois revoir les questions ………………………………………… Livret 2 159 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Je m’informe… L’influence du monde anglophone sur notre langage mathématique Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/In%C3%A9galit%C3%A9_(math%C3%A9matiques) En mathématiques, une inégalité est un énoncé permettant de comparer la taille, ou l'ordre de deux objets (dans le cas où ils seraient égaux, on a une égalité) La notation a < b signifie que a est strictement inférieur à b La notation a > b signifie que a est strictement supérieur à b La notation a ≠ b signifie que a et b ne sont pas égaux (on dira plus souvent qu'ils sont différents), mais ne fournit aucune information sur l'ordre de a par rapport à b. Dans chacun des énoncés précédents, a ne peut pas être égal à b. Ces relations sont alors appelées des inégalités strictes. On peut aussi trouver des inégalités qui ne sont pas strictes, on parle alors d’inégalité large ou d’inégalité au sens large : La notation a ≤ b signifie que a est inférieur (ou inférieur ou égal) à b La notation a ≥ b signifie que a est supérieur (ou supérieur ou égal) à b Note : dans le monde anglophone, greater than/superior et less than/inferior correspondent aux inégalités strictes, si l'on veut parler d'inégalités larges on ajoutera systématiquement « or equal ». Cette convention est parfois également utilisée dans les pays francophones en-dehors de la France. Il existe aussi des notations permettant de dire qu'une quantité est beaucoup plus grande qu'une autre, utilisée notamment en physique : La notation a ≪ b signifie que a est très inférieur à b La notation a ≫ b signifie que a est très supérieur à b Le sens exact de ces notations dépend de leur domaine d'utilisation, mais on les utilise le plus souvent lorsque le rapport du plus grand nombre sur le plus petit est supérieur à 10. Livret 2 160 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Je dois encore réviser … 1. Complète le tableau 2. Bon ou mauvais choix ? Comment peut-on écrire l'ensemble des nombres x? a) On écrit l’ensemble des nombres x tels que b) idem tels que Livret 2 avec : avec : 161 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 a. Résoudre les inéquations suivantes. 4. Résous les problèmes suivants en utilisant les inéquations. Un camion pesant à vide deux tonnes doit passer sur un pont limité à 6 tonnes. Combien de caisses de 118 kg peut-il transporter ? Pour quelles valeurs de x le périmètre du rectangle est-il plus grand que celui du triangle isocèle ? Livret 2 162 Chapitre 4 : Les inéquations. UAA5 Réponses 1. ]- ;-2[ ]-5 ;+ [ ]- ;7] [4 ; + [ 2.a) faux ]-4;0[ b)faux [2 ;+ [ 3. 4. 1) Choix de l'inconnue 2) Choix de l'inconnue Soit x le nombre de caisses, on a : Chargement du camion : 118x. Poids total du camion : 118x + 2 000 (le camion à vide pèse 2 t). Mise en inéquation Soit x le côté du rectangle, on a : Périmètre du rectangle : 2x+6 Périmètre du triangle : x+8 Mise en inéquation 2x+6 > x+8 On sait que le poids du camion ne doit pas dépasser 6 tonnes. On peut traduire cette donnée par l'inéquation : Résolution de l'inéquation 118x + 2 000 6 000. Résolution de l'inéquation 118 x x 4 000 x>2 Réponse à la question Le côté doit être supérieur à 2. 4 000 ÷ 118 x 33,89... Réponse à la question Le nombre de caisses doit être inférieur ou égal à 33. Livret 2 163