Calcul littéral

Quatrième · Pensée algébrique · Cycle 4 — BO 2020 en 2026-2027

Simple et double distributivité, factorisation par facteur commun.

Étape · Ouverture

Ce qu'on va faire, et comment tu sauras que c'est réussi

À la fin de ce chapitre, tu sais faire ça

  • Développer un produit de deux parenthèses, sans oublier de termes en route.
  • Développer avec un nombre négatif devant la parenthèse, sans te tromper de signe.
  • Factoriser en repérant le facteur commun le plus grand possible.

Tu auras réussi si…

  • Avant de réduire, tu écris tous les termes du développement — quatre pour deux parenthèses.
  • Le signe voyage avec le nombre qu'il précède : tu ne le perds jamais en chemin.
  • Tu ne regroupes que des termes de même nature : les x avec les x, les nombres avec les nombres.
  • Tu testes avec x = 1 : le calcul de départ et ton résultat donnent le même nombre.

À quoi ça sert : Développer et factoriser, c'est réécrire une même quantité sous la forme la plus commode : celle qui se calcule vite de tête, celle qui se résout, ou celle qui montre un facteur commun. C'est l'outil de base de toute la suite en algèbre — équations, aires, programmes de calcul.

Étape 01 / 07

Avant de commencer

Question honnête : où en es-tu ?

Sais-tu développer (x+2)(x+5) et factoriser 6x² + 9x ?
Étape 02 / 07

Prérequis

  • Conventions d'écriture en calcul littéral (5e).
  • Distributivité simple : k(a+b) = ka + kb (5e).
  • ±×÷ relatifs.
Étape 03 / 07

Cours

2.1 — Réduire

Regrouper les termes de même nature. 3x + 5 + 2x − 1 = 5x + 4. Mais 3x + 5y ne réduit pas.

2.2 — Distributivité simple

k(a + b) = ka + kb

3(2x + 5) = 6x + 15. −2(x − 4) = −2x + 8 (attention signe !).

2.3 — Double distributivité (nouveauté 4e)

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

(x+3)(x+5) = x² + 5x + 3x + 15 = x² + 8x + 15.

2.4 — Factoriser

ka + kb = k(a + b)

6x + 9 = 3(2x + 3). 5x² + 10x = 5x(x + 2). 4(x+1) + 7(x+1) = 11(x+1).

Étape 04 / 07
Étape · Modelage

Je fais devant toi — tu observes

Avant que tu calcules toi-même, je déroule la méthode à voix haute. Lis mes pensées en bleu penché : c'est exactement le raisonnement que tu referas seul juste après.

Avant de me lancer, je me pose trois questions

  • 1. Dans mes mots, on me demande quoi ? « Enlever les parenthèses, puis regrouper ce qui peut l'être — sans changer la valeur de l'expression. »
  • 2. À quoi ressemblera le travail fini ? « Une expression sans parenthèses, avec au plus un terme en x², un terme en x et un nombre. »
  • 3. Comment je saurai que j'ai réussi ? « Je remplacerai x par 1 dans l'expression de départ et dans la mienne : les deux doivent donner le même nombre. »
Je développe et je réduis (2x + 1)(x − 4).
  1. 1
    Je repère la forme et je compte les produits à faire. « Deux parenthèses collées : c'est la double distributivité. Chaque terme de la première doit rencontrer chaque terme de la seconde. Deux fois deux, cela fait QUATRE produits — pas deux. C'est exactement là que se font la plupart des erreurs. »
  2. 2
    Je fais les deux produits qui partent de 2x. 2x² et −8x. « 2x × x = 2x², et 2x × (−4) = −8x. J'emporte le signe moins avec le 4 : il fait partie du terme, ce n'est pas un détail qu'on rajoute à la fin. »
  3. 3
    Je fais les deux produits qui partent de +1. +x et −4. « 1 × x = x, et 1 × (−4) = −4. Le +1 est petit, mais il fait deux produits comme les autres. »
  4. 4
    J'écris les quatre termes, puis je réduis. 2x² − 8x + x − 4 = 2x² − 7x − 4. « −8x et +x sont de même nature : ce sont tous les deux des x, je peux les regrouper. −8x + x = −7x. Le 2x² est tout seul de son espèce, le −4 aussi : je n'y touche pas. »
  5. 5
    Je vérifie en remplaçant x par 1 dans les deux expressions. « Je teste avec x = 1. Au départ : (2 + 1)(1 − 4) = 3 × (−3) = −9. À l'arrivée : 2 − 7 − 4 = −9. Les deux donnent −9, donc mon développement est juste. Ce test coûte dix secondes et il attrape presque toutes les erreurs. »
L'erreur à éviter : écrire (x + 5)(x + 2) = x² + 10. « Non : seuls deux produits sur quatre ont été faits. Il manque les deux du milieu, 2x et 5x, qui donnent 7x. Le test avec x = 1 le dirait tout de suite : (1 + 5)(1 + 2) = 18, alors que 1 + 10 = 11. »
Conclusion : 2x² − 7x − 4.

La méthode que je viens de dérouler

  1. Je regarde la forme : un nombre devant une parenthèse, ou deux parenthèses collées ?
  2. Deux parenthèses de deux termes : je sais d'avance que j'aurai 4 produits.
  3. Chaque produit emporte son signe. Un moins devant un nombre reste collé à lui.
  4. J'écris tous les termes AVANT de réduire, puis je regroupe ceux de même nature.
  5. Je teste avec x = 1 pour vérifier.

Ce que tu apprends ici n'est pas « cet exemple-là » : c'est la méthode, celle qui marchera sur les autres énoncés.

À toi maintenant : tu fais les mêmes gestes, mais cette fois je te guide étape par étape.

Quatre autres exemples, rédigés en entier

Ex 1 — Distributivité simple, avec un signe moins

−5(2x − 1) : le −5 multiplie les deux termes. −5 × 2x = −10x, et −5 × (−1) = +5. Donc −5(2x − 1) = −10x + 5. Test avec x = 1 : −5 × 1 = −5, et −10 + 5 = −5. ✔

Ex 2 — Double distributivité

(x + 2)(x + 5) = x² + 5x + 2x + 10 = x² + 7x + 10. Les deux termes du milieu se regroupent : 5x + 2x = 7x.

Ex 3 — Factoriser

6x² + 9x : je cherche ce qui est présent dans les deux termes. Le plus grand nombre qui divise 6 et 9 est 3, et le x est dans les deux. Le facteur commun est donc 3x, et 6x² + 9x = 3x(2x + 3). Vérification : je redéveloppe, 3x × 2x = 6x² et 3x × 3 = 9x. ✔

Ex 4 — Développer puis réduire

5x + 2(x − 3) − 4 = 5x + 2x − 6 − 4 = 7x − 10. Attention : le 2 ne multiplie que ce qui est dans la parenthèse, pas le 5x ni le −4.

Étape 05 / 07
Pratique guidée — nous le faisons ensemble

Mêmes gestes que dans le modelage, mais c'est toi qui tiens le stylo. Une étape à la fois : la suivante s'ouvre quand celle-ci est juste. L'indice apparaît sur demande — et tout seul après deux essais ratés.

🗣️
Dis-le à voix haute. Annonce chaque produit avec son signe : « moins cinq fois deux x, ça fait moins dix x ». Le signe se perd surtout quand on ne le prononce pas.
Exo guidé 1 — un nombre négatif devant la parenthèse

Développe −5(2x − 1).

Étape 1 — Le −5 multiplie le premier terme : −5 × 2x
5 × 2 = 10, et un moins fois un plus donne un moins.
Étape 2 — Puis le second terme : −5 × (−1)
Deux signes moins qui se rencontrent donnent un plus.
Étape 3 — Écris le résultat complet, sous la forme -10x+5
résultat =
Le terme en x trouvé à l'étape 1, puis le nombre de l'étape 2, avec son signe.
Rédaction attendue

−5(2x − 1) = −5 × 2x + (−5) × (−1) = −10x + 5. Test avec x = 1 : au départ −5 × (2 − 1) = −5 ; à l'arrivée −10 + 5 = −5. ✔

Exo guidé 2 — double distributivité

Développe et réduis (x + 2)(x + 5).

Étape 1 — Premier produit : x × x
x multiplié par lui-même, cela s'écrit avec un petit 2 en haut. Tu peux taper x^2.
Étape 2 — Les deux produits du milieu donnent 5x et 2x. Regroupe-les
5x + 2x =
Ce sont des termes de même nature : 5 x plus 2 x.
Étape 3 — Dernier produit : 2 × 5
Les deux nombres des parenthèses, multipliés entre eux.
Étape 4 — Écris l'expression réduite, sous la forme x²+7x+10
résultat =
Trois termes : celui en x², celui en x, puis le nombre.
Rédaction attendue

(x + 2)(x + 5) = x² + 5x + 2x + 10 = x² + 7x + 10. Test avec x = 1 : (1 + 2)(1 + 5) = 18, et 1 + 7 + 10 = 18. ✔

Exo guidé 3 — factoriser

Factorise 6x² + 9x.

Étape 1 — Quel est le plus grand nombre qui divise à la fois 6 et 9 ?
6 = 3 × 2 et 9 = 3 × 3.
Étape 2 — Combien de x peut-on mettre en facteur ? (écris x, ou x² s'il y en a deux)
facteur commun en lettre :
Le premier terme a deux x, le second n'en a qu'un : on ne peut sortir que ce qui est dans LES DEUX.
Étape 3 — Écris la factorisation, sous la forme 3x(2x+3)
6x² + 9x =
Le facteur commun devant, et entre parenthèses ce qui reste de chaque terme.
Rédaction attendue

6x² + 9x = 3x(2x + 3). Vérification en redéveloppant : 3x × 2x = 6x² et 3x × 3 = 9x. ✔

Pratique autonome — à toi seul, sans aide

Plus d'étapes toutes prêtes : tu écris ton calcul sur ton cahier et tu ne saisis que le résultat réduit, sans espaces. Si c'est faux, le site te dit où ça a coincé.

Exo 1

Développe et réduis 2(x + 3) + 3(x − 1). Écris ta réponse sous la forme 5x+3.

Ta réponse
Correction

2(x + 3) = 2x + 6 et 3(x − 1) = 3x − 3.

En tout : 2x + 6 + 3x − 3 = 5x + 3.

Test avec x = 1 : au départ 2 × 4 + 3 × 0 = 8, à l'arrivée 5 + 3 = 8. ✔

Exo 2

Développe et réduis (2x + 1)(x − 3). Écris ta réponse sous la forme 2x²-5x-3.

Ta réponse
Correction

(2x + 1)(x − 3) = 2x² − 6x + x − 3.

Je regroupe les termes en x : −6x + x = −5x.

Donc (2x + 1)(x − 3) = 2x² − 5x − 3. Test avec x = 1 : (2 + 1)(1 − 3) = −6, et 2 − 5 − 3 = −6. ✔

Exo 3

Factorise 4x + 8 en sortant le plus grand facteur commun possible. Écris ta réponse sous la forme 4(x+2).

Ta réponse
Correction

4 et 8 sont tous les deux divisibles par 4, et 4 est le plus grand facteur commun.

4x = 4 × x et 8 = 4 × 2, donc 4x + 8 = 4(x + 2).

Vérification en redéveloppant : 4 × x + 4 × 2 = 4x + 8. ✔

Pour aller plus loin — à poser sur ton cahier

Ces deux-là demandent de chercher, pas seulement d'appliquer.

Exo 1 · Défi Raisonner

Calcule 15² de tête en écrivant 15 = 10 + 5, puis en développant (10 + 5)(10 + 5). Recommence avec 21² en écrivant 21 = 20 + 1.

Exo 2 · Défi Chercher

Factorise 4x² − 12x + 8 en sortant le plus grand facteur commun aux trois termes.

Étape 06 / 07

Synthèse — À retenir

  • Réduire = regrouper termes de même nature.
  • Simple : k(a+b) = ka + kb.
  • Double : (a+b)(c+d) = ac + ad + bc + bd.
  • Factoriser = facteur commun. Attention aux signes !
Étape · Clôture

Reprends les critères du départ : lesquels sont tenus ?

Coche ce que tu sais faire maintenant

S'il en reste un de décoché

Retourne à l'onglet Modelage et relis les pensées en bleu, en particulier celle de la première étape : compter les produits AVANT de les faire, c'est ce qui évite d'en oublier.

La suite logique : en 3e, les identités remarquables — des développements si fréquents qu'on finit par les reconnaître d'un coup d'œil.

Étape 07 / 07

Plan de révisions

J+1

Refais l'exo guidé 2 (double distributivité) sans les indices.

J+7

Refais les exos autonomes 2 et 3, et teste avec x = 1.

J+30

Relis le modelage, puis refais l'exo guidé 3 (factoriser).

Pour aller plus loin

Q1. (x+1)² vs (x+1)(x+1). Remarque ?

Q2. 31×29 = ? (utilise 30+1 et 30−1)