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Addition et soustraction de nombres relatifs

Calculer des sommes et des différences de relatifs et simplifier une expression.

Mathématiques 5ème Chapitre 2 / 13 ⏱ 6 h

Ce que tu sauras faire à la fin

  • Additionner et soustraire des relatifs sans erreur de signe
  • Simplifier une écriture avec parenthèses
  • Calculer une variation (écart de température, solde)

Un plongeur remonte de 1212 m, puis redescend de 55 m : à quelle profondeur se trouve-t-il ? Un commerçant gagne 4 5004\,500 F CFA le matin et perd 1 8001\,800 F CFA l'après-midi : quel est son résultat de la journée ? Depuis la 6e et le début de la 5e, tu sais comparer et placer des nombres relatifs sur une droite graduée. Il est temps maintenant d'apprendre à calculer avec eux : les additionner, les soustraire, simplifier une écriture qui contient plusieurs signes.

La bonne nouvelle, c'est que tu connais déjà tout ce qu'il faut pour comprendre les règles : il suffit d'imaginer des déplacements sur une droite graduée (avancer, reculer) ou des jetons qui représentent des gains et des pertes. Chaque règle que tu vas apprendre a une image simple derrière elle — retiens l'image, et le calcul suivra tout seul.

Dans ce chapitre : la somme de deux relatifs et sa règle des signes, la soustraction (qui se ramène toujours à une addition), la façon de supprimer les parenthèses dans une écriture, le calcul organisé d'une somme algébrique, et enfin des problèmes de variation (température, altitude, solde) où tu utiliseras tout cela.

1Somme de deux relatifs : règle des signes

Définition — valeur absolue

La valeur absolue d'un nombre relatif aa, notée ∣a∣|a|, est sa distance à zéro sur une droite graduée. C'est toujours un nombre positif ou nul, et elle « oublie » le signe de aa.

∣+7∣=7∣−7∣=7∣0∣=0|+7| = 7 \qquad |-7| = 7 \qquad |0| = 0

Grâce à la valeur absolue, on peut énoncer une règle unique pour additionner deux relatifs, selon qu'ils ont le même signe ou des signes différents.

Propriété — règle des signes de l'addition
  • Même signe : on additionne les valeurs absolues, et on garde le signe commun.
  • Signes différents : on soustrait la plus petite valeur absolue à la plus grande, et on garde le signe du nombre qui a la plus grande valeur absolue.

1.1  Additionner deux relatifs de même signe

Méthode — additionner deux relatifs

1) Je regarde si les deux nombres ont le même signe ou des signes différents. 2) J'applique la règle correspondante sur les valeurs absolues. 3) Je n'oublie jamais d'écrire le signe du résultat.

Exemple — un commerce à Bamako

Un vendeur de tissus gagne 4 5004\,500 F CFA le matin, puis gagne encore 2 3002\,300 F CFA l'après-midi (deux gains : même signe).

  1. (+4 500)+(+2 300)(+4\,500) + (+2\,300)
  2. ==+(4 500+2 300)+(4\,500 + 2\,300)même signe : on additionne les valeurs absolues
  3. ==+6 800+6\,800

Il a gagné en tout 6 800 F CFA.

Exemple — calculs directs
  1. (+4)+(+7)=+11(+4) + (+7) = +11
  2. (−6)+(−9)=−15(-6) + (-9) = -15même signe (−) : 6+9=156+9=15
  3. (−3,5)+(−2,8)=−6,3(-3{,}5) + (-2{,}8) = -6{,}3
(+3) + (+5) = +8 : deux avances dans le même sens 0 3 8 +3 +5 (+3) + (−5) = −2 : une avance puis un recul plus grand −2 0 3 +3 −5
Figure 1 — Additionner un relatif, c'est avancer (s'il est positif) ou reculer (s'il est négatif) sur la droite graduée. En haut, deux avances s'additionnent. En bas, l'avance et le recul se compensent partiellement.

1.2  Additionner deux relatifs de signes différents

Exemple — signes différents
  1. (+8)+(−3)(+8) + (-3)
  2. ==+(8−3)+(8-3)signes différents, ∣+8∣>∣−3∣|+8|>|-3| : on soustrait, on garde le signe de 88
  3. ==+5+5
  1. (−10)+(+4)(-10) + (+4)
  2. ==−(10−4)-(10-4)∣−10∣>∣+4∣|-10|>|+4| : on garde le signe de −10-10
  3. ==−6-6
  1. (+5)+(−5)=0(+5) + (-5) = 0deux nombres opposés : la somme est toujours nulle
CasQue faire ?Exemple
Même signeOn additionne les valeurs absolues, on garde le signe commun(+4)+(+7)=+11(+4)+(+7)=+11
Même signe (−)Idem, résultat négatif(−6)+(−9)=−15(-6)+(-9)=-15
Signes différentsOn soustrait (grande valeur absolue − petite), on garde le signe du plus « fort »(+8)+(−3)=+5(+8)+(-3)=+5
Nombres opposésLe résultat vaut 00(+5)+(−5)=0(+5)+(-5)=0
Attention

Avec des signes différents, on ne fait jamais 8+3=118+3=11 ! On soustrait les valeurs absolues. L'erreur la plus fréquente en 5e est d'additionner alors qu'il fallait soustraire (ou l'inverse). Demande-toi toujours d'abord : « même signe, ou signes différents ? »

Le modèle des jetons : (−4) + (+7) + + + + + + + − − − − 4 paires « +1 et −1 » s'annulent il reste 3 jetons « + » (−4) + (+7) = +3
Figure 2 — Modèle des jetons : chaque jeton « +1 » annule un jeton « −1 ». Ce qui reste donne le résultat, avec son signe.
Math & Co — Des bâtonnets rouges et noirs

C'est en Chine ancienne que les nombres négatifs apparaissent pour la première fois avec des règles de calcul claires. Le traité Les Neuf Chapitres sur l'art mathématique (compilé vers −200-200) utilise des bâtonnets de calcul : les bâtonnets rouges représentent les quantités positives (les gains), les bâtonnets noirs les quantités négatives (les dettes). Le mathématicien Liu Hui, qui commente ce texte vers 263263, explique précisément comment additionner ces bâtonnets de couleurs différentes — exactement la règle des signes que tu viens d'apprendre, plus de deux mille ans plus tard !

2Soustraire, c'est ajouter l'opposé

Définition — nombres opposés

Deux nombres relatifs sont opposés lorsqu'ils ont la même valeur absolue mais des signes contraires. L'opposé de aa se note −a-a.

opposeˊ de (+9)=−9opposeˊ de (−12)=+12opposeˊ de 0=0\text{opposé de } (+9) = -9 \qquad \text{opposé de } (-12) = +12 \qquad \text{opposé de } 0 = 0

2.1  La règle de la soustraction

Règle — soustraire, c'est ajouter l'opposé

Pour tous nombres relatifs aa et bb :

a−b=a+(−b)a - b = a + (-b)

Soustraire un nombre revient à additionner son opposé. Grâce à cette règle, tu n'as plus qu'une seule opération à savoir faire : l'addition de deux relatifs.

Justification — pourquoi ça marche

Imagine une droite graduée. Ajouter (+5)(+5), c'est avancer de 55. Soustraire (+5)(+5), c'est reculer de 55 — exactement le même mouvement que si l'on avançait de (−5)(-5), l'opposé de 55 ! Reculer de 55 ou avancer de −5-5 : c'est le même déplacement, on arrive au même point. C'est pour cela que a−5a - 5 et a+(−5)a + (-5) donnent toujours le même résultat.

(+2) − (+5) et (+2) + (−5) mènent au même point 2 −3 on recule de 5 (+2) − (+5) = −3 2 −3 +(−5) (+2) + (−5) = −3
Figure 3 — Reculer de 55 (soustraire +5+5) ou avancer de −5-5 (ajouter l'opposé) : même point d'arrivée, même résultat.

2.2  Calculer une soustraction de relatifs

Exemple — on transforme puis on applique la règle des signes
  1. (+3)−(+8)(+3) - (+8)
  2. ==(+3)+(−8)(+3) + (-8)soustraire +8+8, c'est ajouter son opposé −8-8
  3. ==−5-5
  1. (−6)−(−10)(-6) - (-10)
  2. ==(−6)+(+10)(-6) + (+10)opposé de −10-10 est +10+10
  3. ==+4+4
  1. (−7)−(+3)(-7) - (+3)
  2. ==(−7)+(−3)(-7) + (-3)
  3. ==−10-10
Attention

Ne confonds pas le signe « − » d'une opération (soustraire) et le signe « − » collé à un nombre (un nombre négatif). Dans (−6)−(−10)(-6) - (-10), le premier « − » est une opération, le second fait partie du nombre −10-10. C'est pour cela qu'on écrit toujours les relatifs entre parenthèses tant que la règle n'est pas bien automatisée.

Math & Co — Des dettes qui se soustraient

En 12021202, le mathématicien italien Léonard de Pise, surnommé Fibonacci, publie le Liber Abaci, un ouvrage qui introduit en Europe les chiffres et méthodes de calcul venus du monde arabo-musulman. Pour donner un sens concret aux nombres négatifs — encore mal acceptés à l'époque —, Fibonacci les interprète comme des dettes dans des problèmes de comptabilité marchande : gagner de l'argent, c'est additionner ; devoir de l'argent, c'est comme soustraire. C'est exactement l'idée que tu utilises aujourd'hui avec les gains et les pertes !

3Suppression des parenthèses

Maintenant que tu sais que soustraire, c'est ajouter l'opposé, tu peux simplifier n'importe quelle écriture avec parenthèses et retrouver une écriture plus courte, sans parenthèses : une somme algébrique.

Propriété — règles de suppression des parenthèses
  • +(+a)=+a+(+a) = +a  et  −(−a)=+a-(-a) = +a  →  deux signes identiques donnent ++
  • +(−a)=−a+(-a) = -a  et  −(+a)=−a-(+a) = -a  →  deux signes différents donnent −-
ÉcritureDevientRègle
+(+a)+(+a)+a+asignes identiques → ++
+(−a)+(-a)−a-asignes différents → −-
−(+a)-(+a)−a-asignes différents → −-
−(−a)-(-a)+a+asignes identiques → ++
Méthode — simplifier une écriture avec parenthèses

Je regarde chaque parenthèse l'une après l'autre : je combine le signe devant la parenthèse avec le signe du nombre à l'intérieur, en utilisant le tableau ci-dessus. J'obtiens alors une somme algébrique, sans aucune parenthèse.

Exemple — supprimer les parenthèses puis calculer
  1. A=(+7)−(−4)+(−9)−(+2)A = (+7) - (-4) + (-9) - (+2)
  2. ==7+4−9−27 + 4 - 9 - 2on supprime les parenthèses signe par signe
  3. ==11−9−211 - 9 - 2on regroupe les positifs 7+47+4
  4. ==2−22 - 2
  5. ==00
  1. B=−(+6)+(−3)−(−11)B = -(+6) + (-3) - (-11)
  2. ==−6−3+11-6 - 3 + 11
  3. ==−9+11-9 + 11
  4. ==22
Attention

Le tout premier terme d'une écriture, quand il n'a pas de parenthèse devant lui (par exemple 8−(+2)8 - (+2)), garde simplement son signe : il n'y a pas de signe « devant » à combiner. Ne cherche une combinaison de signes que lorsqu'il y a vraiment deux signes côte à côte.

4Somme algébrique

4.1  Qu'est-ce qu'une somme algébrique ?

Définition

Une somme algébrique est une écriture de nombres relatifs reliés uniquement par des signes ++ (une fois toutes les parenthèses supprimées). Chaque nombre, avec son signe, s'appelle un terme de la somme.

Par exemple, −5+8−12+3-5 + 8 - 12 + 3 est une somme algébrique de quatre termes : −5-5, +8+8, −12-12 et +3+3.

Propriété — on peut réorganiser les termes

Dans une somme algébrique, on peut changer l'ordre des termes et les regrouper comme on veut : le résultat final ne change pas. C'est ce qui permet de calculer une somme algébrique de façon organisée, plutôt que terme après terme dans l'ordre où ils sont écrits.

4.2  Calculer une somme algébrique organisée

Méthode — calculer une somme algébrique

1) Je regroupe tous les termes positifs ensemble, et tous les termes négatifs ensemble. 2) Je calcule la somme des positifs, puis la somme des négatifs (deux additions de même signe, faciles). 3) Il ne reste plus qu'une addition de deux relatifs de signes différents à calculer.

Exemple — regrouper avant de calculer
  1. C=−5+8−12+3−7C = -5 + 8 - 12 + 3 - 7
  2. ==(8+3)+(−5−12−7)(8+3) + (-5-12-7)on regroupe les positifs, puis les négatifs
  3. ==11−2411 - 24
  4. ==−13-13
  1. D=14−20+6−9+11D = 14 - 20 + 6 - 9 + 11
  2. ==(14+6+11)−(20+9)(14+6+11) - (20+9)
  3. ==31−2931 - 29
  4. ==22
  1. E=3,4−7,8+2,6−1,2E = 3{,}4 - 7{,}8 + 2{,}6 - 1{,}2
  2. ==(3,4+2,6)−(7,8+1,2)(3{,}4+2{,}6) - (7{,}8+1{,}2)
  3. ==6−96 - 9
  4. ==−3-3
Attention

En regroupant, garde toujours le signe collé à son nombre : dans DD, le terme est −9-9 (pas 99) et il rejoint le groupe des négatifs. Une erreur de recopiage du signe est la faute la plus fréquente sur ce type de calcul — relis toujours ta ligne avant de passer à la suivante.

5Problèmes de variation

5.1  La variation d'une grandeur

Définition — variation

La variation d'une grandeur entre un état initial et un état final est le nombre relatif :

variation=valeur finale−valeur initiale\text{variation} = \text{valeur finale} - \text{valeur initiale}

Si la variation est positive, la grandeur a augmenté. Si elle est négative, la grandeur a diminué.

Méthode — calculer une variation

1) Je repère la valeur initiale et la valeur finale. 2) Je calcule (valeur finale) −- (valeur initiale), en ajoutant l'opposé de la valeur initiale. 3) J'interprète le signe du résultat : hausse ou baisse, et de combien.

Exemple — température à Ndjamena

À 1515 h, le thermomètre affiche 38 °C38\ \text{°C}. À 2323 h, il affiche 21 °C21\ \text{°C}.

  1. variation=21−38\text{variation} = 21 - 38
  2. ==21+(−38)21 + (-38)
  3. ==−17-17

La variation vaut −17 °C-17\ \text{°C} : la température a baissé de 17 °C entre 15 h et 23 h.

Variation de température à Ndjamena (de 15 h à 23 h) 15 20 25 30 35 40 38 °C (15 h) 21 °C (23 h) variation :−17 °C
Figure 4 — Sur cette droite graduée verticale (un thermomètre), la variation 21−38=−1721-38=-17 se lit comme un déplacement vers le bas.
Exemple — solde d'un compte

Le solde d'un compte est de −3 200-3\,200 F CFA (découvert). Après un dépôt, il passe à +5 800+5\,800 F CFA.

  1. variation=5 800−(−3 200)\text{variation} = 5\,800 - (-3\,200)
  2. ==5 800+3 2005\,800 + 3\,200
  3. ==9 0009\,000

Le solde a augmenté de 9 000 F CFA.

5.2  Distance entre deux points d'une droite graduée

Définition — distance sur une droite graduée

Si AA a pour abscisse aa et BB a pour abscisse bb sur une droite graduée, la distance ABAB est :

AB=le plus grand des deux nombres−le plus petitAB = \text{le plus grand des deux nombres} - \text{le plus petit}

La distance est toujours positive (ou nulle) : contrairement à la variation, elle n'a pas de sens de parcours.

Exemple — calculer une distance

AA a pour abscisse −5-5 et BB a pour abscisse 44. Comme 4>−54 > -5 :

  1. AB=4−(−5)AB = 4 - (-5)
  2. ==4+54 + 5
  3. ==99
Exemple — deux points négatifs

PP a pour abscisse −8-8 et QQ a pour abscisse −3-3. Comme −3>−8-3 > -8 :

  1. PQ=−3−(−8)PQ = -3 - (-8)
  2. ==−3+8-3 + 8
  3. ==55
Distance entre deux points d'une droite graduée A(−5) 0 B(4) distance AB = 9
Figure 5 — La distance ABAB se lit toujours dans le sens positif : on soustrait le plus petit nombre au plus grand.
Attention

Ne confonds pas variation et distance ! La variation « de AA vers BB » peut être négative (−5-5 vers 44 donne +9+9, mais 44 vers −5-5 donne −9-9 : ça dépend du sens). La distance ABAB, elle, est toujours positive, quel que soit le sens dans lequel on la lit.

Math & Co — Des « racines fausses »

Même bien après les Chinois et Fibonacci, les nombres négatifs restent longtemps suspects en Europe. En 16371637, dans La Géométrie, le philosophe et mathématicien français René Descartes appelle encore les solutions négatives d'une équation des « racines fausses » — il les calcule, mais ne leur fait pas pleinement confiance ! Il faudra attendre le 19e19^{\text{e}} siècle pour que les nombres relatifs soient acceptés sans réserve comme des nombres à part entière, aussi légitimes que les nombres positifs.

Fiche mémo

  • ∣a∣|a| = distance de aa à 00 : toujours positive ou nulle.
  • Même signe : on additionne les valeurs absolues, on garde le signe commun.
  • Signes différents : on soustrait (grande valeur absolue − petite), on garde le signe du plus « fort ».
  • Deux nombres opposés ont même valeur absolue, signes contraires ; leur somme vaut 00.
  • a−b=a+(−b)a - b = a + (-b) : soustraire, c'est ajouter l'opposé.
  • +(+a)=+a+(+a)=+a ; +(−a)=−a+(-a)=-a ; −(+a)=−a-(+a)=-a ; −(−a)=+a-(-a)=+a.
  • Somme algébrique : écriture avec seulement des ++, après suppression des parenthèses.
  • On peut réorganiser librement les termes d'une somme algébrique (regrouper les ++, regrouper les −-).
  • Variation = valeur finale −- valeur initiale (positive = hausse, négative = baisse).
  • Distance ABAB = plus grand nombre −- plus petit nombre : toujours positive, sans sens de parcours.

6Exercices corrigés

Niveau 1 — Application directe
1

Calcule (les deux nombres ont le même signe) : a) (+7)+(+5)(+7)+(+5)   b) (−8)+(−3)(-8)+(-3)   c) (−12,5)+(−7,5)(-12{,}5)+(-7{,}5)   d) (−6)+(−14)(-6)+(-14).

Voir le corrigé détaillé
  1. a) (+7)+(+5)=+12(+7)+(+5) = +12
  2. b) (−8)+(−3)=−11(-8)+(-3) = -11
  3. c) (−12,5)+(−7,5)=−20(-12{,}5)+(-7{,}5) = -20
  4. d) (−6)+(−14)=−20(-6)+(-14) = -20
2

Calcule (les deux nombres ont des signes différents) : a) (+9)+(−4)(+9)+(-4)   b) (−7)+(+2)(-7)+(+2)   c) (+3)+(−3)(+3)+(-3)   d) (−15)+(+9)(-15)+(+9)   e) (+4,5)+(−6,5)(+4{,}5)+(-6{,}5).

Voir le corrigé détaillé
  1. a) (+9)+(−4)=+5(+9)+(-4) = +5∣+9∣>∣−4∣|+9|>|-4| : signe de 99
  2. b) (−7)+(+2)=−5(-7)+(+2) = -5
  3. c) (+3)+(−3)=0(+3)+(-3) = 0nombres opposés
  4. d) (−15)+(+9)=−6(-15)+(+9) = -6
  5. e) (+4,5)+(−6,5)=−2(+4{,}5)+(-6{,}5) = -2
3

Donne l'opposé du second nombre, puis calcule : a) (+6)−(+9)(+6)-(+9)   b) (−4)−(−7)(-4)-(-7)   c) (+5)−(−2)(+5)-(-2)   d) (−3)−(+8)(-3)-(+8).

Voir le corrigé détaillé
  1. a) opposé de +9+9 : −9-9  →  (+6)+(−9)=−3(+6)+(-9) = -3
  2. b) opposé de −7-7 : +7+7  →  (−4)+(+7)=+3(-4)+(+7) = +3
  3. c) opposé de −2-2 : +2+2  →  (+5)+(+2)=+7(+5)+(+2) = +7
  4. d) opposé de +8+8 : −8-8  →  (−3)+(−8)=−11(-3)+(-8) = -11
4

Supprime les parenthèses, puis calcule : a) (+7)−(−3)+(−5)(+7)-(-3)+(-5)   b) −(+4)+(−6)−(−9)-(+4)+(-6)-(-9)   c) 8−(+2)−(−5)+(−1)8-(+2)-(-5)+(-1).

Voir le corrigé détaillé
  1. a) (+7)−(−3)+(−5)=7+3−5(+7)-(-3)+(-5) = 7+3-5
  2. ==55
  1. b) −(+4)+(−6)−(−9)=−4−6+9-(+4)+(-6)-(-9) = -4-6+9
  2. ==−1-1
  1. c) 8−(+2)−(−5)+(−1)=8−2+5−18-(+2)-(-5)+(-1) = 8-2+5-1
  2. ==1010
5

Calcule ces sommes algébriques en regroupant les positifs et les négatifs : a) A=−5+8−3+2−6A=-5+8-3+2-6   b) B=12−20+7−4+9B=12-20+7-4+9.

Voir le corrigé détaillé
  1. A=(8+2)−(5+3+6)A = (8+2)-(5+3+6)
  2. ==10−1410-14
  3. ==−4-4
  1. B=(12+7+9)−(20+4)B = (12+7+9)-(20+4)
  2. ==28−2428-24
  3. ==44
Niveau 2 — Approfondissement
6

Simplifie l'écriture puis calcule : C=−[(−8)−(−3)]+(−5)C = -\big[(-8)-(-3)\big] + (-5).

Voir le corrigé détaillé

On commence par le contenu du crochet.

  1. (−8)−(−3)=−8+3=−5(-8)-(-3) = -8+3 = -5

Le crochet vaut donc −5-5, et on lui applique le signe −- placé devant.

  1. C=−(−5)+(−5)C = -(-5) + (-5)
  2. ==5+(−5)5 + (-5)
  3. ==00
7

Calcule la somme algébrique D=−3,4+7,8−2,6+1,2−5D = -3{,}4 + 7{,}8 - 2{,}6 + 1{,}2 - 5.

Voir le corrigé détaillé
  1. D=(7,8+1,2)−(3,4+2,6+5)D = (7{,}8+1{,}2)-(3{,}4+2{,}6+5)
  2. ==9−119 - 11
  3. ==−2-2
8

Sur une droite graduée, on place A(−7)A(-7) et B(5)B(5). 1) Calcule la distance ABAB. 2) Calcule la variation pour aller de BB vers AA.

Voir le corrigé détaillé

1) Comme 5>−75 > -7 :

  1. AB=5−(−7)AB = 5-(-7)
  2. ==5+75+7
  3. ==1212

2) Aller de BB vers AA : on calcule (arrivée) −- (départ), donc xA−xBx_A - x_B.

  1. −7−5-7-5
  2. ==−12-12

La distance vaut 1212 (toujours positive), et la variation de BB vers AA vaut −12-12 (on recule de 1212).

9

Un plongeur se trouve à −18-18 m (18 m sous la surface). Il remonte de 1111 m, puis descend de 66 m, puis remonte encore de 99 m. 1) Calcule sa profondeur finale. 2) A-t-il fini plus haut ou plus bas que son point de départ, et de combien ?

Voir le corrigé détaillé

1) Remonter, c'est ajouter ; descendre, c'est soustraire.

  1. −18+11=−7-18+11 = -7
  2. −7−6=−13-7-6 = -13
  3. −13+9=−4-13+9 = -4

2) Variation totale :

  1. −4−(−18)-4-(-18)
  2. ==−4+18-4+18
  3. ==1414

Le plongeur termine à −4-4 m, soit 1414 m plus haut qu'à son départ.

10

Vrai ou faux ? Justifie chaque réponse. a) Pour tous relatifs aa et bb : a−b=b−aa-b = b-a. b) Pour tous relatifs aa et bb : −(a+b)=(−a)+(−b)-(a+b) = (-a)+(-b).

Voir le corrigé détaillé

a) Faux, en général. Contre-exemple : 5−3=25-3=2 alors que 3−5=−23-5=-2 ; ces deux résultats sont opposés, pas égaux (sauf si a=ba=b, auquel cas les deux valent 00).

b) Vrai. On supprime les parenthèses (signe −- devant, puis signe ++) :

  1. −(a+b)=−a−b-(a+b) = -a-b
  2. ==(−a)+(−b)(-a)+(-b)

L'opposé d'une somme est bien la somme des opposés.

Niveau 3 — Défi
11

Trouve le nombre relatif manquant. 1° x+(−8)=5x+(-8)=5. 2° (−6)+y=−20(-6)+y=-20. 3° z−(−9)=−2z-(-9)=-2.

Voir le corrigé détaillé

1° Pour isoler xx, on ajoute l'opposé de −8-8 de chaque côté, ce qui revient à écrire x=5−(−8)x = 5-(-8).

  1. x=5−(−8)x = 5-(-8)
  2. ==5+85+8
  3. ==1313

2° De même, y=−20−(−6)y = -20-(-6).

  1. y=−20−(−6)y = -20-(-6)
  2. ==−20+6-20+6
  3. ==−14-14

3° Ici z−(−9)=−2z-(-9)=-2, donc z+9=−2z+9=-2, donc z=−2−9z = -2-9.

  1. z=−2−9z = -2-9
  2. ==−11-11

Vérification : (−11)−(−9)=−11+9=−2(-11)-(-9) = -11+9 = -2. ✓

12

Démontre que, pour tous nombres relatifs aa et bb : −(a−b)=b−a-(a-b) = b-a.

Voir le corrigé détaillé

On part de −(a−b)-(a-b) et on supprime les parenthèses en combinant le signe −- de devant avec chacun des deux signes intérieurs.

  1. −(a−b)=−a−(−b)-(a-b) = -a-(-b)on réécrit a−ba-b sous forme a+(−b)a+(-b) avant de distribuer le signe
  2. ==−a+b-a+b
  3. ==b−ab-a

D'où −(a−b)=b−a-(a-b)=b-a pour tous relatifs aa et bb. Cela confirme que a−ba-b et b−ab-a sont toujours des nombres opposés.

13

Dans un jeu, on lance 55 jetons. Chaque jeton retombe sur la face +4+4 ou sur la face −3-3. Le score total obtenu est −1-1. Combien de jetons sont tombés sur chaque face ?

Voir le corrigé détaillé

Notons pp le nombre de jetons +4+4 et nn le nombre de jetons −3-3. Il y a 55 jetons en tout, donc n=5−pn = 5-p. Le score s'écrit 4p−3n=−14p - 3n = -1.

  1. 4p−3(5−p)=−14p - 3(5-p) = -1
  2. ==4p−15+3p=−14p - 15 + 3p = -1
  3. ==7p−15=−17p - 15 = -1
  4. ==7p=147p = 14
  5. ⇒\Rightarrowp=2p = 2

Donc n=5−2=3n = 5-2 = 3. Vérification : 4×2−3×3=8−9=−14\times 2 - 3\times 3 = 8-9=-1. ✓ Il y a 2 jetons « +4 » et 3 jetons « −3 ».

Niveau 4 — Problèmes de vie courante
14

Le marché Sandaga (Dakar). Chaque jour, Awa note son résultat (gain ou perte) à son étal de fruits, en F CFA : lundi +12 500+12\,500 ; mardi −3 200-3\,200 ; mercredi +8 700+8\,700 ; jeudi −15 000-15\,000 ; vendredi +21 300+21\,300. 1) Calcule le résultat total de la semaine. 2) Awa a-t-elle fait un bénéfice ou une perte ? De combien ?

Voir le corrigé détaillé
  1. total=(12 500+8 700+21 300)−(3 200+15 000)\text{total} = (12\,500+8\,700+21\,300)-(3\,200+15\,000)
  2. ==42 500−18 20042\,500 - 18\,200
  3. ==24 30024\,300

Le résultat total est +24 300+24\,300 F CFA : Awa a fait un bénéfice de 24 300 F CFA sur la semaine.

15

Une journée à Abéché (Tchad). À midi, le thermomètre indique 41 °C41\ \text{°C}. La température baisse de 14 °C14\ \text{°C} au coucher du soleil, puis baisse encore de 9 °C9\ \text{°C} durant la nuit. 1) Température au coucher du soleil ? 2) Température minimale de la nuit ? 3) Variation totale entre midi et la nuit ?

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1)

  1. 41+(−14)=2741 + (-14) = 27

2)

  1. 27+(−9)=1827 + (-9) = 18

3)

  1. 18−4118 - 41
  2. ==−23-23

Il fait 27 °C27\ \text{°C} au coucher du soleil, 18 °C18\ \text{°C} la nuit, et la température a baissé de 23 °C au total entre midi et la nuit.

16

Mobile money à Bamako. Le compte de paiement mobile de Moussa affiche −4 500-4\,500 F CFA (découvert autorisé). Il reçoit un transfert de +18 000+18\,000 F CFA de son frère installé à Abidjan, puis règle son loyer, ce qui retire 12 00012\,000 F CFA, puis reçoit un remboursement de +2 500+2\,500 F CFA. 1) Calcule le nouveau solde, étape par étape. 2) Le compte est-il encore en découvert ? Justifie.

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  1. −4 500+18 000=13 500-4\,500 + 18\,000 = 13\,500
  2. 13 500−12 000=1 50013\,500 - 12\,000 = 1\,500
  3. 1 500+2 500=4 0001\,500 + 2\,500 = 4\,000

Le solde final est +4 000+4\,000 F CFA. Comme ce nombre est positif, le compte n'est plus en découvert.

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📝 QCM de fin de leçon — 20 questions

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La valeur absolue d'un nombre relatif, c'est :

Explication : La valeur absolue de aa, notée ∣a∣|a|, est la distance de aa à 00 sur la droite graduée. Elle « oublie » le signe et elle est toujours positive ou nulle.

Combien vaut ∣−9∣|-9| ?

Explication : ∣−9∣|-9| est la distance entre −9-9 et 00, qui vaut 99. La valeur absolue ne peut jamais être négative.

Quand deux nombres relatifs ont le même signe, pour les additionner on :

Explication : Même signe : on additionne les valeurs absolues, et on garde ce signe commun.
Exemple : (−6)+(−9)(-6)+(-9)
6+9=156+9=15
donc (−6)+(−9)=−15(-6)+(-9) = -15.

Quand deux nombres relatifs ont des signes différents, pour les additionner on :

Explication : C'est le piège le plus fréquent : avec des signes différents, on ne fait jamais une addition simple, on soustrait les valeurs absolues et on garde le signe du nombre « le plus fort ».

Deux nombres relatifs sont opposés lorsqu'ils ont :

Explication : Deux nombres opposés sont à la même distance de 00, mais de part et d'autre : par exemple +9+9 et −9-9.

La somme de deux nombres opposés vaut toujours :

Explication : Deux nombres opposés se compensent exactement.
Exemple : (+5)+(−5)(+5)+(-5)
=0=0

Calcule : (+4)+(+7)(+4) + (+7).

Explication : Même signe (+) : on additionne les valeurs absolues.
4+7=114+7=11
donc (+4)+(+7)=+11(+4)+(+7) = +11.

Calcule : (−6)+(−9)(-6) + (-9).

Explication : Même signe (−) : on additionne les valeurs absolues et on garde le signe −-.
6+9=156+9=15
donc (−6)+(−9)=−15(-6)+(-9) = -15.

Un vendeur de fruits gagne 8 0008\,000 F CFA le matin, puis perd 3 0003\,000 F CFA l'après-midi. Quel est son résultat de la journée ?

Explication : Un gain, c'est +8 000+8\,000 ; une perte, c'est −3 000-3\,000. Signes différents : on soustrait les valeurs absolues.
8 000−3 000=5 0008\,000 - 3\,000 = 5\,000
on garde le signe du plus grand (+8 000+8\,000), donc le résultat est +5 000+5\,000 F CFA.

Calcule : (−10)+(+4)(-10) + (+4).

Explication : Signes différents : ∣−10∣>∣+4∣|-10| > |+4|, on soustrait.
10−4=610-4=6
on garde le signe de −10-10, donc le résultat est −6-6.

Pour tous nombres relatifs aa et bb, on a toujours :

Explication : Soustraire un nombre, c'est ajouter son opposé : a−b=a+(−b)a-b = a+(-b). C'est la règle qui permet de tout ramener à une addition.

Calcule : (+3)−(+8)(+3) - (+8).

Explication : Soustraire +8+8, c'est ajouter son opposé −8-8.
(+3)−(+8)=(+3)+(−8)(+3) - (+8) = (+3) + (-8)
signes différents : 8−3=58-3=5
on garde le signe de −8-8, donc le résultat est −5-5.

Calcule : (−6)−(−10)(-6) - (-10).

Explication : L'opposé de −10-10 est +10+10.
(−6)−(−10)=(−6)+(+10)(-6) - (-10) = (-6) + (+10)
signes différents : 10−6=410-6=4
on garde le signe de +10+10, donc le résultat est +4+4.

Simplifie l'écriture −(−6)-(-6).

Explication : Deux signes −- côte à côte donnent un ++ : −(−a)=+a-(-a) = +a. Donc −(−6)=+6-(-6) = +6.

Simplifie l'écriture −(+5)-(+5).

Explication : Deux signes différents (−- puis ++) donnent un −- : −(+a)=−a-(+a) = -a. Donc −(+5)=−5-(+5) = -5.

Calcule la somme algébrique C=−5+8−12+3−7C = -5 + 8 - 12 + 3 - 7 en regroupant les positifs et les négatifs.

Explication : On regroupe les positifs et les négatifs séparément.
positifs : 8+3=118+3=11
négatifs : 5+12+7=245+12+7=24
C=11−24=−13C = 11 - 24 = -13

La variation d'une grandeur entre un état initial et un état final est égale à :

Explication : Par définition, la variation se calcule toujours dans le sens « arrivée moins départ » : valeur finale −- valeur initiale.

À 15 h, il fait 30 °C30\ \text{°C}. À 22 h, il fait 19 °C19\ \text{°C}. Quelle est la variation de température entre 15 h et 22 h ?

Explication : variation = valeur finale − valeur initiale.
19−3019 - 30
=−11= -11
La température a baissé de 11 °C11\ \text{°C}.

Sur une droite graduée, AA a pour abscisse −6-6 et BB a pour abscisse 55. Quelle est la distance ABAB ?

Explication : Comme 5>−65 > -6, on calcule le plus grand moins le plus petit.
AB=5−(−6)AB = 5-(-6)
=5+6=5+6
=11=11
La distance est toujours positive.

Le solde d'un compte de mobile money est de −2 500-2\,500 F CFA. Après un dépôt, il passe à +6 000+6\,000 F CFA. Quelle est la variation du solde ?

Explication : variation = valeur finale − valeur initiale.
6 000−(−2 500)6\,000 - (-2\,500)
=6 000+2 500= 6\,000 + 2\,500
=8 500= 8\,500
Le solde a augmenté de 8 5008\,500 F CFA.
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