Aller au contenu
4e · Chapitre 5 · Calcul littéral et équations

Équations du premier degré

30 exercices corrigés

1 Qu'est-ce qu'une équation ?

Une équation est une égalité qui contient un nombre inconnu, désigné par une lettre (souvent \(x\)).

\[3x - 1 = 2x + 7\]

Les deux côtés du signe \(=\) s'appellent les membres de l'équation. Résoudre l'équation, c'est trouver toutes les valeurs de \(x\) pour lesquelles l'égalité est vraie : ce sont les solutions.

Tester une valeur

\(x = 8\) est-il solution ? À gauche : \(3 \times 8 - 1 = 23\) ; à droite : \(2 \times 8 + 7 = 23\). Les deux membres sont égaux : oui, \(8\) est solution.

2 Les règles de la balance

Une équation est comme une balance en équilibre : elle reste équilibrée si l'on fait la même chose des deux côtés.

À retenir

On ne change pas les solutions d'une équation si :

  • on ajoute ou on soustrait le même nombre (ou la même expression) aux deux membres ;
  • on multiplie ou on divise les deux membres par le même nombre non nul.
Pour « défaire »… on fait aux deux membres… Exemple
\(+ 4\) \(- 4\) \(x + 4 = 9\) donne \(x = 5\)
\(- 3\) \(+ 3\) \(x - 3 = 5\) donne \(x = 8\)
\(\times 4\) \(\div 4\) \(4x = 12\) donne \(x = 3\)
\(\div 3\) \(\times 3\) \(\dfrac{x}{3} = 7\) donne \(x = 21\)

3 La méthode générale

Méthode
  1. Développer et réduire chaque membre si nécessaire.
  2. Regrouper les termes en \(x\) dans un membre et les nombres dans l'autre (en ajoutant ou en soustrayant le même terme des deux côtés).
  3. Diviser par le coefficient de \(x\).
  4. Vérifier la solution dans l'équation de départ.
Exemple

Résoudre \(3(x - 2) + 5 = 2x + 7\). \[3x - 6 + 5 = 2x + 7 \quad \text{(on développe)}\] \[3x - 1 = 2x + 7 \quad \text{(on réduit)}\] \[3x - 2x = 7 + 1 \quad \text{(on enlève } 2x \text{ et on ajoute } 1 \text{ des deux côtés)}\] \[x = 8\] Vérification : \(3(8 - 2) + 5 = 23\) et \(2 \times 8 + 7 = 23\) ✓.

Attention aux signes

Quand on divise par un nombre négatif, le signe change : \(-4x = 12\) donne \(x = 12 \div (-4) = -3\).

4 Équations avec des fractions

On multiplie les deux membres par un dénominateur commun pour se débarrasser des fractions.

Exemple

\(\dfrac{x}{3} + \dfrac{x}{4} = 7\). On multiplie tout par \(12\) : \[4x + 3x = 84 \qquad 7x = 84 \qquad x = 12\]

5 Des cas particuliers

Parfois, les \(x\) disparaissent :

  • si on obtient une égalité fausse (comme \(6 = 7\)), l'équation n'a aucune solution ;
  • si on obtient une égalité toujours vraie (comme \(0 = 0\)), tous les nombres sont solutions.
Exemple

\(2(x + 3) = 2x + 7\) donne \(2x + 6 = 2x + 7\), puis \(6 = 7\) : c'est impossible, aucune solution.

6 Résoudre un problème avec une équation

Méthode
  1. Choisir l'inconnue : « Soit \(x\) … » (préciser l'unité).
  2. Traduire l'énoncé par une équation.
  3. Résoudre l'équation.
  4. Répondre à la question par une phrase, et vérifier que la réponse a du sens.
Exemple

Un rectangle a un périmètre de \(48\) cm, et sa longueur est le triple de sa largeur. Soit \(x\) la largeur (en cm) ; la longueur vaut \(3x\). Alors \(2(x + 3x) = 48\), soit \(8x = 48\), donc \(x = 6\). Le rectangle mesure \(6\) cm sur \(18\) cm.

Pour aller plus loin

Contenu facultatif, non exigible.

En 3e, tu résoudras des inéquations (avec \(<\) ou \(>\)) et des équations « produit nul » comme \((x - 2)(x + 5) = 0\).


Tu as lu le cours ?Voir la fiche mémo →