Nombres et calculs
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Lecture
5 chapitres
Un parcours éditorialisé et navigable.
Pratique
12 questions
Quiz et cartes mémoire à ouvrir après la lecture.
Objectif
4ème
Format rapide pour vérifier si le chapitre correspond.

Chapitre 1
Les nombres relatifs
Définition et représentation
Les nombres relatifs sont l'ensemble des nombres positifs, des nombres négatifs et de zéro.
- Les nombres positifs sont précédés d'un signe
+(souvent omis) ou n'ont pas de signe : , , . - Les nombres négatifs sont précédés d'un signe
-: , . - Zéro () est le seul nombre qui n'est ni positif ni négatif.
On peut représenter les nombres relatifs sur une axe numérique (ou droite graduée). Le point d'origine est . Les nombres positifs sont à droite de , et les nombres négatifs sont à gauche de .
L'opposé d'un nombre est le nombre qui a la même distance à zéro mais le signe contraire.
- L'opposé de est .
- L'opposé de est .
- L'opposé de est . Deux nombres opposés ont une somme égale à . Par exemple, .
Addition et soustraction de nombres relatifs
Addition
- Pour additionner deux nombres de même signe : On additionne leurs distances à zéro et on garde le signe commun.
- Ex:
- Ex:
- Pour additionner deux nombres de signes différents : On soustrait la plus petite distance à zéro à la plus grande, et on prend le signe du nombre qui a la plus grande distance à zéro.
- Ex: (car , et est positif)
- Ex: (car , et est négatif)
Soustraction
Soustraire un nombre relatif revient à ajouter son opposé. C'est une règle très importante !
-
- Ex:
- Ex:
- Ex:
Calculs avec parenthèses
Lorsqu'il y a plusieurs opérations, on peut simplifier l'écriture :
- Un
+devant une parenthèse ne change pas les signes à l'intérieur : , . - Un
-devant une parenthèse change les signes à l'intérieur : , .- Ex:
- Ex:
Multiplication et division de nombres relatifs
Règle des signes (pour la multiplication et la division)
C'est la même règle pour les deux opérations :
- et
- et
- et
- et
En bref :
- Si les deux nombres ont le même signe, le résultat est positif.
- Si les deux nombres ont des signes différents, le résultat est négatif.
Exemples
- Multiplication :
- Division :
Priorités opératoires
Les règles de priorité sont toujours valables :
- Parenthèses (du plus profond au moins profond)
- Multiplications et divisions (de gauche à droite)
- Additions et soustractions (de gauche à droite)
Ex:
Chapitre 2
Les fractions
Simplification et comparaison de fractions
Une fraction est une manière d'exprimer une division. Elle s'écrit où est le numérateur et est le dénominateur (non nul).
Simplification
Simplifier une fraction, c'est la rendre irréductible, c'est-à-dire que son numérateur et son dénominateur n'ont plus de diviseurs communs autres que . Pour cela, on divise le numérateur et le dénominateur par leur plus grand commun diviseur (PGCD). Ex:
Comparaison
Pour comparer des fractions (dire laquelle est la plus grande ou la plus petite), il faut les mettre au même dénominateur.
- Cherche un multiple commun aux dénominateurs (le plus petit commun multiple, PPCM, est idéal).
- Transforme chaque fraction pour qu'elle ait ce dénominateur commun (en multipliant le numérateur et le dénominateur par le même nombre).
- Compare les numérateurs : la fraction avec le plus grand numérateur est la plus grande.
Ex: Comparer et .
- Le PPCM de et est .
- Comme , alors , donc .
Addition et soustraction de fractions
Pour additionner ou soustraire des fractions, elles doivent impérativement avoir le même dénominateur.
- Si elles ont le même dénominateur, on additionne (ou soustrait) les numérateurs et on garde le dénominateur commun.
- Ex:
- Ex: (toujours simplifier !)
- Si elles n'ont pas le même dénominateur, il faut d'abord les mettre au même dénominateur (comme pour la comparaison).
- Ex:
- Dénominateur commun : .
- et
- Ex:
Un entier peut s'écrire sous forme de fraction avec un dénominateur de . Ex:
Multiplication et division de fractions
Multiplication
Pour multiplier des fractions, c'est simple : on multiplie les numérateurs entre eux et les dénominateurs entre eux.
- Ex:
- Ex: Astuce : On peut simplifier avant de multiplier si des numérateurs et dénominateurs ont des facteurs communs. Ex: . Ou plus intelligemment : .
Division
Diviser par une fraction revient à multiplier par son inverse. L'inverse d'une fraction est .
- Ex:
- Ex:
Problèmes avec les fractions
Les fractions sont très utiles pour résoudre des problèmes concrets.
Prendre une fraction d'une quantité
Pour calculer une fraction d'une quantité, on multiplie la fraction par la quantité. Le mot "de" ou "du" se traduit souvent par une multiplication. Ex: "Les de €" signifie €.
Calculer une part
Ex: Dans une classe de élèves, les sont des filles. Nombre de filles = filles. Nombre de garçons = garçons (ou de garçons, donc ).
Résoudre des problèmes concrets demande de bien lire l'énoncé et de traduire les informations en opérations avec des fractions. N'oublie pas de toujours simplifier tes résultats !
Chapitre 3
Les puissances
Définition et notation
Une puissance est une façon d'écrire une multiplication répétée du même nombre. On écrit , où est la base et est l'exposant.
Exposant positif
( fois)
- Ex:
- Ex:
- Ex: (attention, l'exposant ne porte que sur le )
Exposant négatif
(pour )
- Ex:
- Ex:
Cas particuliers
- (tout nombre à la puissance est lui-même)
- (tout nombre non nul à la puissance est )
- Ex:
- Ex:
Opérations sur les puissances
Produit de puissances de même base
Pour multiplier des puissances de même base, on additionne les exposants.
- Ex:
- Ex:
Quotient de puissances de même base
Pour diviser des puissances de même base, on soustrait les exposants. (pour )
- Ex:
- Ex:
Puissance d'une puissance
Pour élever une puissance à une autre puissance, on multiplie les exposants.
- Ex:
- Ex:
Ces règles sont fondamentales pour simplifier les calculs !
Écriture scientifique
L'écriture scientifique permet d'exprimer des nombres très grands ou très petits de manière compacte. Un nombre en écriture scientifique est de la forme , où :
- est un nombre décimal tel que (il n'a qu'un seul chiffre non nul avant la virgule).
- est un entier relatif.
Exemples:
- (la virgule a été décalée de 6 rangs vers la gauche, donc exposant positif)
- (la virgule a été décalée de 5 rangs vers la droite, donc exposant négatif)
L'écriture scientifique est utile pour donner l'ordre de grandeur d'un nombre (la puissance de la plus proche).
- L'ordre de grandeur de est .
- L'ordre de grandeur de est .
- L'ordre de grandeur de est (car est plus proche de que de ).
Chapitre 4
Calcul littéral
Expressions littérales et conventions d'écriture
Une expression littérale est une expression mathématique qui contient des lettres (appelées variables) en plus des nombres et des signes d'opération. Ces lettres représentent des nombres inconnus ou des nombres qui peuvent changer de valeur. Ex: , , .
Conventions d'écriture
Pour simplifier l'écriture, on peut omettre le signe de multiplication :
- Entre un nombre et une lettre :
- Entre deux lettres :
- Entre un nombre ou une lettre et une parenthèse :
- Devant une variable au carré ou à une puissance :
Un terme est une partie d'une expression littérale séparée par un + ou un -.
Ex: Dans , les termes sont , et .
Le coefficient d'un terme littéral est le nombre qui multiplie la variable.
Ex: Dans , le coefficient est . Dans , le coefficient est . Pour , le coefficient est .
Développement d'expressions
Développer une expression, c'est transformer un produit en une somme (ou une différence).
Simple distributivité
- Ex:
- Ex:
Double distributivité
- Ex:
- Ex:
Réduction d'expressions
Réduire une expression, c'est regrouper les termes de même nature. On additionne ou soustrait les coefficients des termes qui ont la même partie littérale (même variable, même exposant).
- Ex:
- Ex:
Factorisation d'expressions
Factoriser, c'est l'opération inverse du développement : transformer une somme (ou une différence) en un produit.
Facteur commun
On cherche un terme qui est commun à plusieurs parties de l'expression.
- Ex:
- Ex:
- Ex:
Utilisation des identités remarquables (introduction)
En 4ème, on commence à peine à les entrevoir. Ce sont des cas particuliers de factorisation ou de développement très fréquents.
- Tu les étudieras en détail en 3ème. Pour l'instant, retiens que parfois, tu pourrais les rencontrer !
Substitution et évaluation d'expressions
Substituer signifie remplacer une variable par une valeur numérique donnée. Évaluer une expression, c'est calculer sa valeur numérique après avoir effectué la substitution.
Pour éviter les erreurs, il est souvent utile de remettre les signes de multiplication omis et d'utiliser des parenthèses, surtout avec des nombres négatifs.
-
Ex: Évalue l'expression pour . .
-
Ex: Évalue l'expression pour . .
Vérification d'égalité
Pour vérifier si une égalité est vraie pour une certaine valeur de la variable, on évalue séparément les deux membres de l'égalité. Si les deux résultats sont égaux, l'égalité est vérifiée.
- Ex: L'égalité est-elle vraie pour ?
- Membre de gauche : .
- Membre de droite : .
- Les deux membres sont égaux, donc l'égalité est vraie pour .
Chapitre 5
Équations
Définition et vocabulaire
Une équation est une égalité qui contient une ou plusieurs inconnues (souvent représentées par ). Le but est de trouver la valeur de l'inconnue qui rend l'égalité vraie. Ex:
- Inconnue :
- Membre de gauche :
- Membre de droite :
- La valeur de qui rend l'égalité vraie est la solution de l'équation.
Résolution d'équations du premier degré
Résoudre une équation, c'est trouver la valeur de l'inconnue. L'objectif est d'isoler l'inconnue (la laisser seule d'un côté de l'égalité). Pour cela, on utilise les opérations inverses.
Le principe fondamental est : tout ce que l'on fait d'un côté de l'égalité, on doit le faire de l'autre côté pour maintenir l'équilibre.
-
Supprimer les additions/soustractions :
- Pour enlever un terme ajouté, on soustrait ce terme des deux côtés.
- Pour enlever un terme soustrait, on ajoute ce terme des deux côtés. Ex: Ex:
-
Supprimer les multiplications/divisions :
- Pour enlever un terme multiplié, on divise par ce terme des deux côtés.
- Pour enlever un terme divisé, on multiplie par ce terme des deux côtés. Ex: Ex:
Étapes de résolution pour des équations plus complexes
- Développer si nécessaire.
- Regrouper tous les termes avec l'inconnue d'un côté de l'égalité, et les termes numériques de l'autre côté (en utilisant les opérations inverses).
- Réduire les expressions de chaque côté.
- Isoler l'inconnue.
Ex:
- Enlever du membre de droite :
- Enlever du membre de gauche :
- Diviser par :
Vérification de la solution
Pour vérifier si ta solution est correcte, remplace la valeur trouvée pour dans l'équation d'origine. Les deux membres doivent être égaux. Pour dans :
- Membre de gauche :
- Membre de droite : Les deux membres sont égaux, la solution est correcte.
Mise en équation de problèmes
Beaucoup de problèmes peuvent être résolus en les traduisant en équations.
Étapes pour résoudre un problème avec une équation :
- Choisir l'inconnue : Identifie ce que tu cherches et représente-le par une lettre (souvent ).
- Mettre le problème en équation : Traduis les informations de l'énoncé en une égalité mathématique. C'est l'étape la plus délicate.
- Résoudre l'équation : Utilise les techniques vues précédemment.
- Vérifier le résultat : Assure-toi que la solution de l'équation a du sens par rapport au problème.
- Interpréter la solution : Rédige une phrase pour répondre à la question posée dans l'énoncé.
Ex: "J'ai acheté stylos et un cahier à €. J'ai payé €. Quel est le prix d'un stylo ?"
- Inconnue : Soit le prix d'un stylo en euros.
- Mise en équation : Le prix des stylos est . Le coût total est . Ce coût est égal à €. Donc, l'équation est : .
- Résolution :
- Vérification : Si un stylo coûte €, alors stylos coûtent €. Avec le cahier à €, le total est €. C'est correct.
- Interprétation : Un stylo coûte €.
Ce chapitre est une base solide pour tes futures études en mathématiques. Maîtrise bien chaque partie, et tu seras prêt pour de nouveaux défis !
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