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Ch. 02 Mathématiques · 2nde Commerciale (SG1/SH1)

Calculs sur les expressions algébriques

Objectif Général 1 — Calculs numériques. Développement, factorisation, identités remarquables.

1. Développer une expression

Définition

Développer une expression, c'est transformer un produit en une somme de termes, en utilisant la distributivité.

Règles de distributivité

• Simple : k(a + b) = ka + kb

• Double : (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd

Exemples résolus

3(2x − 5) = 6x − 15

(x + 4)(x − 1) = x² − x + 4x − 4 = x² + 3x − 4

−2x(x − 3) = −2x² + 6x

2. Identités remarquables

Les trois identités à connaître par cœur

(a + b)² = a² + 2ab + b²

(a − b)² = a² − 2ab + b²

(a + b)(a − b) = a² − b²

Exemples résolus

(x + 5)² = x² + 10x + 25

(2x − 3)² = (2x)² − 2×2x×3 + 3² = 4x² − 12x + 9

(x − 7)(x + 7) = x² − 49

3. Factoriser une expression

Définition

Factoriser une expression, c'est transformer une somme de termes en un produit de facteurs. C'est l'opération inverse du développement.

Méthodes de factorisation

• Facteur commun : repérer un facteur présent dans tous les termes.

• Identités remarquables « à l'envers » : reconnaître a²+2ab+b², a²−2ab+b² ou a²−b².

• Somme-produit (pour x²+sx+p) : chercher deux nombres de somme s et de produit p.

Exemples résolus

4x² − 9 = (2x)² − 3² = (2x − 3)(2x + 3)

x² + 8x + 16 = x² + 2×x×4 + 4² = (x + 4)²

3x² − 12x = 3x(x − 4)

x² + 10x + 21 : on cherche deux nombres de somme 10 et de produit 21 → 3 et 7, donc x² + 10x + 21 = (x + 3)(x + 7)

🧠 À retenir absolument

  • (a+b)² = a²+2ab+b² ; (a−b)² = a²−2ab+b² ; (a+b)(a−b) = a²−b²
  • Factoriser = opération inverse de développer : toujours vérifier en redéveloppant
  • Toujours chercher d'abord un facteur commun avant toute autre méthode
  • Pour x²+sx+p : chercher deux nombres de somme s et de produit p
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Développer des expressions simples

● Facile

Développer et réduire :

  1. 3(2x − 5)
  2. (x + 4)(x − 1)
  3. −2x(x − 3)
✅ Correction
  1. 3(2x − 5) = 6x − 15
  2. (x + 4)(x − 1) = x² − x + 4x − 4 = x² + 3x − 4
  3. −2x(x − 3) = −2x² + 6x
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Identités remarquables

● Facile

Développer à l'aide des identités remarquables :

  1. (x + 5)²
  2. (2x − 3)²
  3. (x − 7)(x + 7)
✅ Correction
  1. (x + 5)² = x² + 10x + 25
  2. (2x − 3)² = 4x² − 12x + 9
  3. (x − 7)(x + 7) = x² − 49
3

Factoriser

● Moyen

Factoriser chaque expression :

  1. 4x² − 9
  2. x² + 8x + 16
  3. 3x² − 12x
✅ Correction
  1. 4x² − 9 = (2x)² − 3² = (2x − 3)(2x + 3)
  2. x² + 8x + 16 = (x + 4)² (car 2×x×4=8x et 4²=16)
  3. 3x² − 12x = 3x(x − 4)
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Application : aire d'un local commercial

● Moyen

Un local commercial rectangulaire a une aire A(x) = x² + 10x + 21 (en m²), où x désigne une longueur en mètres.

  1. Trouver deux nombres dont la somme vaut 10 et le produit 21.
  2. En déduire la factorisation de A(x) puis les dimensions du local en fonction de x.
✅ Correction
  1. 3 et 7 conviennent : 3 + 7 = 10 et 3 × 7 = 21.
  2. A(x) = (x + 3)(x + 7). Les dimensions du local sont donc (x + 3) mètres et (x + 7) mètres.
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Développer, réduire, factoriser

● Difficile
  1. Développer et réduire E = (x + 2)² − (x − 3)(x + 3).
  2. Factoriser F = (2x − 1)² − (x + 4)² en utilisant l'identité a² − b² = (a − b)(a + b).
✅ Correction
  1. (x+2)² = x²+4x+4 et (x−3)(x+3) = x²−9, donc
    E = (x²+4x+4) − (x²−9) = x²+4x+4−x²+9 = 4x + 13
  2. Avec a = 2x−1 et b = x+4 : F = (a−b)(a+b) = [(2x−1)−(x+4)] × [(2x−1)+(x+4)] = (x−5)(3x+3) = 3(x − 5)(x + 1)

QCM — Auto-évaluation

10 questions · Une seule bonne réponse · Correction immédiate

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0/10Répondues
Question 1 / 10

Le développement de 3(2x − 5) est :

Question 2 / 10

Le développement de (x + 4)(x − 1) est :

Question 3 / 10

(x + 5)² est égal à :

Question 4 / 10

(2x − 3)² est égal à :

Question 5 / 10

(x − 7)(x + 7) est égal à :

Question 6 / 10

La factorisation de 4x² − 9 est :

Question 7 / 10

La factorisation de x² + 8x + 16 est :

Question 8 / 10

La factorisation de 3x² − 12x est :

Question 9 / 10

Le développement de −2x(x − 3) est :

Question 10 / 10

L'identité correspondant à a² − b² est :