Depuis le CM2, tu sais additionner, soustraire et multiplier. Ce chapitre reprend tout, mais avec des nombres plus grands, des nombres à virgule, et une méthode plus sûre. Le but : ne plus jamais te tromper dans un calcul posé, et savoir dire si un résultat est plausible avant même de vérifier avec la calculatrice.
Ces trois opérations sont partout autour de toi. Au marché, tu additionnes le prix de plusieurs fruits. À la maison, tu soustrais une dépense de ton argent de poche. Pour un trajet en car, tu multiplies le prix du billet par le nombre de passagers. Sans elles, impossible de gérer un budget, une recette de cuisine ou un chantier.
La nouveauté de la Sixième, c'est la rigueur. On pose une opération proprement, chiffre sous chiffre, virgule sous virgule. On estime un ordre de grandeur avant de calculer, pour repérer tout de suite une erreur de virgule ou une retenue oubliée. Et on apprend à utiliser la calculatrice intelligemment : elle calcule vite, mais c'est toi qui dois savoir si son résultat a un sens.
1Vocabulaire : somme, différence, produit
Avant de calculer, il faut savoir nommer ce que l'on fait. Chaque opération a son vocabulaire précis : les professeurs et les énoncés l'utilisent tout le temps.
1.1 Les termes de l'addition et de la soustraction
Dans une addition, les nombres que l'on additionne s'appellent les termes. Le résultat s'appelle la somme.
Dans une soustraction, le résultat s'appelle la différence. On part d'un nombre, et on lui enlève une quantité.
« Le prix d'un cahier et d'un stylo » : c'est une somme. « Ce qu'il reste sur un billet après un achat » : c'est une différence.
- cahier F + stylo F
- Fc'est la somme des deux prix
- billet de F moins achat de F
- Fc'est la différence : ce qui reste
La soustraction n'est pas commutative : changer l'ordre change le résultat. mais donne un nombre négatif, . En Sixième, on soustrait toujours un nombre plus petit à un nombre plus grand.
1.2 Le facteur et le produit
Dans une multiplication, les nombres que l'on multiplie s'appellent les facteurs. Le résultat s'appelle le produit.
Multiplier par un nombre entier, c'est répéter une addition : veut dire « fois », soit .
- cinq fois le même terme
L'addition et la multiplication sont commutatives : on peut changer l'ordre des termes ou des facteurs, le résultat ne change pas.
Elles sont aussi associatives : dans une suite d'additions (ou de multiplications), on peut grouper les nombres comme on veut.
Les signes et que tu utilises tous les jours sont apparus dans un livre allemand imprimé en 1489, le Mercantile Arithmetic de Johannes Widmann. Avant lui, on écrivait « plus » et « minus » en toutes lettres. Le signe , lui, n'apparaît qu'en 1631, sous la plume du mathématicien anglais William Oughtred.
2Techniques opératoires posées
Poser une opération, c'est l'écrire en colonnes, pour calculer sans se tromper, même avec de grands nombres ou des nombres à virgule. Règle d'or : on aligne toujours les chiffres de même rang — unités sous unités, dizaines sous dizaines, virgule sous virgule.
2.1 Poser une addition
On aligne les nombres à droite. On additionne colonne par colonne, en partant de la droite. Dès qu'une colonne dépasse , on écrit le chiffre des unités et on reporte une retenue dans la colonne suivante.
Pour additionner des nombres à virgule, on aligne les virgules : elles se retrouvent alors automatiquement les unes sous les autres.
- on aligne : et on complète avec un zéro pour avoir autant de chiffres après la virgule
2.2 Poser une soustraction
On écrit toujours le plus grand nombre en haut. On soustrait colonne par colonne, à partir de la droite. Si le chiffre du haut est plus petit que celui du bas, on emprunte à la colonne de gauche : le chiffre du haut gagne , et celui de la colonne empruntée perd .
La faute la plus fréquente : oublier de retirer l'emprunt à la colonne de gauche. Vérifie toujours avec l'opération inverse : doit redonner .
2.3 Poser une multiplication
On multiplie d'abord par le chiffre des unités du second facteur. Puis on multiplie par le chiffre des dizaines, et on décale le résultat d'un rang vers la gauche. On additionne enfin les deux lignes obtenues.
Multiplier par , c'est multiplier par .
Or . Multiplier par puis par revient à écrire décalé d'un rang vers la gauche. C'est exactement ce que fait la technique posée.
On multiplie sans tenir compte de la virgule, puis on la replace à la fin : le résultat a autant de chiffres après la virgule que tous les facteurs réunis.
- calcul sans la virgule
- a un chiffre après la virgule
2.4 Choisir entre addition et soustraction
Dans un problème, le plus dur n'est pas de calculer : c'est de choisir la bonne opération. Un schéma « parties-tout » aide à voir clair : le tout se sépare toujours en parties.
Si tu connais le tout et une partie, tu cherches l'autre partie : c'est une soustraction (tout − partie connue). Si tu connais toutes les parties et que tu cherches le tout : c'est une addition (partie + partie = tout).
3Ordres de grandeur
Avant de calculer, un bon réflexe : estimer le résultat. On remplace les nombres par des valeurs simples, proches d'eux, pour deviner à quoi ressemblera la réponse. Cela permet de repérer tout de suite une erreur de calcul ou de virgule.
3.1 Arrondir pour estimer
Un ordre de grandeur est une valeur simple et arrondie, proche du résultat exact. On l'obtient en arrondissant chaque nombre au chiffre le plus significatif (dizaine, centaine, millier proche).
On arrondit chaque nombre à l'unité qui rend le calcul facile de tête (dizaine, centaine, millier). On effectue le calcul avec les nombres arrondis.
- on arrondit : chaque nombre à la dizaine ou à la centaine proche
Le résultat exact, , est bien proche de l'estimation .
- on arrondit :
Le résultat exact est : très proche de . Si la calculatrice affichait ou , tu saurais immédiatement qu'il y a une erreur de virgule.
3.2 Vérifier un résultat
La calculatrice ne se trompe jamais de calcul, mais toi, tu peux te tromper en tapant les touches ! Un ordre de grandeur permet de repérer une faute de frappe : si tu tapes et que la calculatrice affiche au lieu de , l'estimation () te montre que ce n'est pas normal.
Vers 825, le savant perse Al-Khwârizmî écrit à Bagdad un traité qui diffuse en Orient puis en Europe les chiffres venus d'Inde — ceux que nous utilisons encore, avec leur position qui donne la valeur (unités, dizaines, centaines…). Grâce à ce système, poser une addition ou une multiplication devient enfin simple. Son nom, latinisé en Algorismus, a donné le mot français « algorithme ».
4Multiplication par 10, 100, 0,1
Multiplier par , par , ou par va beaucoup plus vite qu'une multiplication posée : il suffit de déplacer la virgule. Encore faut-il comprendre pourquoi, pour ne jamais se tromper de sens.
4.1 Multiplier par 10, 100, 1 000
Multiplier un nombre par (ou , ou ) déplace sa virgule vers la droite d'autant de rangs qu'il y a de zéros.
Dans , le chiffre est au rang des unités et le chiffre au rang des dixièmes. Multiplier par , c'est faire passer chaque chiffre à un rang dix fois plus grand.
Le , qui était au rang des dixièmes, se retrouve au rang des unités : la virgule a bien avancé d'un rang.
| Nombre | × 10 | × 100 | × 1 000 | × 0,1 | × 0,01 |
|---|---|---|---|---|---|
4.2 Multiplier par 0,1 et 0,01
Multiplier par , c'est la même chose que diviser par 10 : la virgule se déplace vers la gauche d'un rang. Multiplier par , c'est diviser par : la virgule recule de deux rangs.
« Multiplier » ne veut pas toujours dire « agrandir » ! Multiplier par donne un résultat plus petit que le nombre de départ. Et ajouter un zéro à la fin d'un nombre décimal ne le multiplie pas par : et sont le même nombre.
5Calcul mental et astuces
Pas besoin de poser une opération pour calculer vite et juste. Quelques astuces simples suffisent à calculer de tête, ou à vérifier un résultat en un clin d'œil.
5.1 Décomposer les nombres
On sépare un nombre en centaines, dizaines et unités, et on calcule par morceaux.
5.2 La distributivité en calcul mental
Pour multiplier, on peut décomposer un facteur en une somme ou une différence, et répartir la multiplication sur chaque partie.
Multiplier par , c'est multiplier par puis diviser par (car ).
5.3 Compenser pour calculer plus vite
Pour soustraire un nombre proche d'une dizaine ou d'une centaine, on arrondit ce nombre, on soustrait, puis on corrige le résultat.
- on a enlevé 2 de trop, donc on les rend
La calculatrice reste indispensable pour les grands nombres, mais elle ne remplace pas ta réflexion. Un élève qui calcule mentalement repère tout de suite une erreur ; un élève qui tape sans réfléchir peut valider n'importe quel résultat absurde.
Il y a environ 3 800 ans, les scribes de Babylone gravaient déjà des tables de multiplication sur des tablettes d'argile, en écriture cunéiforme. Leur système comptait en base (et non en base comme nous), ce qui explique pourquoi une heure compte encore aujourd'hui minutes, et un cercle degrés !
Fiche mémo
- Addition : termes + termes = somme. Soustraction : on enlève une partie au tout, résultat = différence. Multiplication : facteurs × facteurs = produit.
- On pose les opérations en alignant les unités sous unités, et les virgules sous virgules.
- Addition posée : on additionne colonne par colonne depuis la droite, on reporte la retenue à gauche dès qu'on dépasse 9.
- Soustraction posée : le plus grand nombre en haut ; si besoin, on emprunte 1 à la colonne de gauche.
- Multiplication posée à deux chiffres : on multiplie par les unités, puis par les dizaines (résultat décalé d'un rang), puis on additionne.
- Un ordre de grandeur (nombres arrondis) permet de vérifier qu'un résultat est plausible avant de faire confiance à la calculatrice.
- , , : la virgule avance de , , rangs vers la droite.
- , : la virgule recule de , rangs vers la gauche (c'est diviser par 10, par 100).
- Addition et multiplication sont commutatives et associatives ; la soustraction ne l'est pas.
- Distributivité : — utile pour calculer de tête ().
- Schéma parties-tout : tout − partie connue = partie manquante ; partie + partie = tout.
6Exercices corrigés
Pose et effectue l'addition . Nomme les deux termes et la somme.
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- unités : , on écrit , on retient
- dizaines : , on écrit , on retient
- centaines : , on écrit , on retient
- milliers :
Les termes sont et ; la somme vaut .
Pose et effectue la soustraction .
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- unités : , on emprunte :
- dizaines : le devient ; , on emprunte :
- centaines : le devient ;
Vérification : . Correct.
Pose et effectue .
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- on aligne les virgules : et on complète avec un zéro
- centièmes : ; dixièmes : , on écrit , on retient
- unités :
Pose et effectue .
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- unités : , on écrit , on retient
- dizaines : , on écrit , on retient
- centaines :
Donne un ordre de grandeur de , puis calcule la valeur exacte.
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- on arrondit :
- valeur exacte :
est bien proche de l'estimation .
Pose et effectue .
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- multiplication par les unités
- , décalé d'un rang : multiplication par les dizaines
Calcule sans poser : ; ; .
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- virgule avance d'1 rang
- virgule avance de 2 rangs
- virgule recule d'1 rang
Calcule astucieusement, en utilisant la distributivité : puis .
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Un fermier récolte kg de mil et kg de maïs. Il vend kg au marché. Combien de kilogrammes de récolte lui reste-t-il ?
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On calcule d'abord le tout (la récolte totale), puis on enlève la partie vendue.
- récolte totale
- kg
- reste
- kg
Dans l'addition posée , un chiffre a été effacé (le ■, chiffre des dizaines). Retrouve ce chiffre.
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On note le chiffre effacé. Le premier terme vaut .
Le nombre effacé est . Vérification : . Correct.
La somme de deux nombres entiers est . Leur différence est . Trouve ces deux nombres.
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Notons le plus grand nombre et le plus petit. On sait que et .
- en additionnant les deux égalités :
Les deux nombres sont et . Vérification : et . Correct.
- Explique pourquoi, pour tout nombre , on a .
- Utilise cette égalité pour calculer de tête.
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1. Comme , la distributivité donne , c'est-à-dire .
2.
Au marché de Dakar, Fatou achète kg de riz à F CFA le kg, kg de sucre à F CFA le kg, et un poulet à F CFA. Elle paie avec un billet de F CFA. Quelle monnaie lui rend-on ?
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- riz F
- sucre F
- total des achats
- F CFA
- monnaie
- F CFA
Un car relie Abidjan à Bamako. Le billet coûte F CFA par passager.
- Calcule le prix total pour un groupe de passagers.
- La compagnie propose une réduction de F CFA pour ce groupe. Quel est le prix total après réduction ?
- Donne un ordre de grandeur du prix total avant réduction, pour vérifier le calcul du 1).
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1.
- F CFA
2.
- F CFA
3. Ordre de grandeur : F CFA. On retrouve bien le bon ordre de grandeur (des centaines de milliers de francs), ce qui confirme le calcul du 1).
Pour la rentrée à Ndjamena, Moussa achète pour ses trois enfants : chacun a besoin d'un cartable à F CFA et de cahiers à F CFA l'unité.
- Calcule le coût pour un seul enfant.
- Calcule le coût total pour les trois enfants.
- Moussa dispose de F CFA. Lui reste-t-il de l'argent, et si oui combien ?
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1.
- cahiers F
- coût d'un enfant
- F CFA
2.
- F CFA
3.
- F CFA
Il reste F CFA à Moussa.