1Développer, réduire, factoriser
Définition. Développer, c’est transformer un produit en somme ; factoriser, c’est transformer une somme en produit ; réduire, c’est regrouper les termes semblables. Deux expressions sont égales lorsqu’elles prennent la même valeur pour toutes les valeurs des lettres.
Propriété — distributivité. Pour tous réels , , , , : et .
Méthode — choisir la bonne forme. la forme développée sert à calculer une image ou à réduire ; la forme factorisée sert à résoudre une équation produit ou à étudier un signe. Avant de factoriser, chercher d’abord un facteur commun, au besoin après avoir factorisé une partie de l’expression (identité remarquable, nombre mis en facteur).
2Les identités remarquables
- ; ; .
- De gauche à droite on développe ; de droite à gauche on factorise. La différence de deux carrés se factorise toujours : , .
- Une somme de deux carrés ne relève d’aucune identité : (strictement positif pour tout réel ) n’est pas un produit de facteurs du premier degré.
Remarque. Les lettres et peuvent désigner des expressions entières :
3Fractions
- (après mise au même dénominateur) ; .
- ; ; pour (simplification).
- (et ) ; (produits en croix).
Méthode — réduire une expression fractionnaire. mettre au même dénominateur (le plus simple possible), développer et réduire le numérateur, puis simplifier après avoir factorisé. On ne simplifie que des facteurs, jamais des termes d’une somme.
4Puissances
Définition. Pour réel et : ; pour : et .
- ; ; ; ; .
- Écriture scientifique d’un réel non nul : avec et . L’ordre de grandeur d’un réel strictement positif est, par convention, si et si .
- si est pair, si est impair : est strictement positif si est pair, du signe de si est impair.
5Racines carrées
Définition. Pour , est l’unique nombre positif dont le carré vaut . La racine carrée d’un nombre strictement négatif n’existe pas.
- ; ; ; et, pour tout réel , .
- Il n’y a aucune règle pour une somme : (essayer pour s’en convaincre).
- Forme : on extrait le plus grand carré parfait, par exemple .
- Rendre le dénominateur entier : multiplier le numérateur et le dénominateur par , ou par l’expression conjuguée lorsque le dénominateur est , pour faire apparaître .
6Savoir-faire du chapitre
- Développer et réduire une expression, y compris avec les identités remarquables et des coefficients fractionnaires.
- Factoriser : facteur commun, facteur commun apparaissant après une factorisation partielle, identité remarquable, différence de deux carrés.
- Additionner, multiplier, diviser et simplifier des fractions ; réduire une fraction étagée.
- Utiliser les règles sur les puissances, donner une écriture scientifique et un ordre de grandeur.
- Simplifier une expression avec des racines carrées, l’écrire sous la forme , rendre un dénominateur entier.
7Exemples types
. On développe : et . Donc (attention au signe devant la seconde parenthèse).
. On reconnaît , d’où le facteur commun : .
.
.
.
- : le double produit ne s’oublie pas. De même et .
- Un signe devant une parenthèse change tous les signes qu’elle contient.
- On ne simplifie que par un facteur commun à tout le numérateur et à tout le dénominateur : ne se simplifie pas.
- , et non : cette égalité n’est vraie sans valeur absolue que si .
- n’est pas un nombre négatif : . Et tandis que .