Une fraction, c'est un outil pour partager. Tu en utilises déjà tous les jours, sans même le savoir : une demi-baguette, un quart d'heure, les trois quarts d'un match de football. Dans ce chapitre, tu vas apprendre à écrire, à lire et à comparer ces nombres un peu spéciaux.
Une fraction s'écrit avec deux nombres et une barre : par exemple. Elle sert à dire « combien de parts » on prend, quand on a coupé un tout en parts égales. C'est très concret : une pizza, une tablette de chocolat, une pastèque, un champ de coton.
À la fin de ce chapitre, tu sauras calculer une fraction d'une quantité, reconnaître deux fractions égales, placer une fraction sur une droite graduée, comparer deux fractions simples, et passer d'une fraction à son écriture à virgule.
1Fraction d'une quantité
Commençons par le commencement : qu'est-ce qu'une fraction, exactement ?
Partager un objet en parts égales, c'est le couper en morceaux qui ont tous la même taille. Une fraction indique combien de parts on prend, parmi le nombre total de parts.
Le dénominateur (en bas) dit en combien de parts égales on a coupé le tout. Le numérateur (en haut) dit combien de parts on garde ou on colorie.
Regarde une tarte coupée en 4 parts égales. Si tu en colories 3, tu as colorié de la tarte : trois quarts.
La tarte de la figure 1 est coupée en 4 parts égales : le dénominateur est donc . Trois parts sont coloriées : le numérateur est donc . La fraction coloriée est .
1.1 Calculer une fraction d'une quantité
Pour calculer une fraction d'une quantité :
- on divise la quantité par le dénominateur : on trouve la valeur d'une part ;
- on multiplie ce résultat par le numérateur .
Une boîte contient craies (figure 2). Zeynab en donne les à sa sœur. Combien de craies donne-t-elle ?
- une part vaut 3 craies
- on garde 3 parts sur 4
Zeynab donne 9 craies à sa sœur.
Une classe compte élèves. Les des élèves aiment le foot. Combien d'élèves cela fait-il ?
- une part vaut 7 élèves
- on garde 2 parts sur 3
14 élèves aiment le foot.
Ne confonds jamais numérateur et dénominateur ! Pour calculer d'une quantité, on divise toujours par le dénominateur (le nombre du bas), jamais par le numérateur.
Il y a environ ans, les scribes de l'Égypte ancienne écrivaient déjà des fractions, sur un long rouleau appelé le papyrus Rhind (vers ). Mais ils n'utilisaient presque que des fractions dont le numérateur est : , , … On les appelle des fractions unitaires. Pour écrire , un scribe égyptien aurait dû écrire !
1.2 Vocabulaire et écriture
La barre de fraction se lit « sur ». se lit « trois quarts » ou « trois sur quatre ». Certaines fractions ont un nom spécial que tu utilises déjà : est une moitié, est un tiers, est un quart.
La petite barre horizontale que tu écris entre le numérateur et le dénominateur n'a pas toujours existé ! On doit sa diffusion au mathématicien maghrébin Al-Hassar, qui vivait au XIIe siècle. Avant lui, les fractions s'écrivaient de façons très différentes selon les pays. Cette barre, simple et pratique, a fini par être adoptée presque partout dans le monde.
2Fractions égales et simplification
Deux fractions peuvent avoir une écriture différente et représenter exactement la même quantité. On dit qu'elles sont égales.
Deux fractions sont égales quand elles représentent la même part d'un tout, même si elles ne s'écrivent pas pareil. Par exemple, , et sont trois écritures de la même moitié.
On ne change pas la valeur d'une fraction si on multiplie (ou si on divise) le numérateur et le dénominateur par un même nombre (différent de ).
Trouve une fraction égale à , avec un dénominateur égal à .
- on cherche par quel nombre on a multiplié 3
- on multiplie aussi le numérateur par 2
Donc .
2.1 Simplifier une fraction
Simplifier une fraction, c'est trouver une écriture plus simple de la même fraction. On cherche un nombre qui divise à la fois le numérateur et le dénominateur, et on divise les deux par ce nombre.
- et 4 divise 8 et 12
La fraction est la forme simplifiée de .
- et 5 divise 15 et 20
On multiplie ou on divise le numérateur et le dénominateur, on ne les additionne et on ne les soustrait jamais. n'est pas égal à !
3Fractions et droite graduée
Une fraction est un nombre, comme ou . Elle a donc sa place précise sur une droite graduée.
Sur une droite graduée, l'écart entre et s'appelle l'unité. Pour placer des quarts, on partage cette unité en segments égaux. Pour placer des tiers, on la partage en segments égaux.
- on partage chaque unité en segments égaux (le dénominateur donne le nombre de segments) ;
- on compte segments à partir de (le numérateur donne combien de segments on avance).
Pour placer , on partage l'unité en parts égales, puis on avance de segments à partir de (figure 4, ligne du haut). Le point se trouve donc juste avant .
Pour placer , on partage chaque unité en parts égales, puis on avance de segments à partir de (figure 4, ligne du bas). Comme , le point se trouve segments après , donc entre et .
Compte bien le nombre de segments, pas le nombre de traits ! Entre et , il y a segments pour des quarts, mais petits traits en tout (en comptant celui de et celui de ).
4Comparaison de fractions simples
Comparer deux fractions, c'est dire laquelle est la plus grande. C'est facile quand les fractions ont le même dénominateur.
Quand deux fractions ont le même dénominateur, on compare simplement leurs numérateurs : la fraction qui a le plus grand numérateur est la plus grande.
Les deux fractions ont le même dénominateur (figure 5). On compare les numérateurs : .
Quand deux fractions ont le même numérateur, la fraction qui a le plus petit dénominateur est la plus grande. Plus on partage un gâteau en beaucoup de parts, plus chaque part est petite !
Les deux fractions ont le même numérateur . Le dénominateur est plus petit que .
Une part coupée en est plus grande qu'une part coupée en .
Un dénominateur plus grand ne veut pas dire une fraction plus grande ! est plus petite que , même si . Pense à une part de tarte coupée en 8 : elle est minuscule.
5Fraction décimale et écriture décimale
Certaines fractions ont un lien direct avec les nombres à virgule que tu connais déjà.
Une fraction décimale est une fraction dont le dénominateur est , , … (une puissance de ). On peut toujours l'écrire sous la forme d'un nombre décimal.
Dans , donne les chiffres, et on place la virgule pour laisser 1 chiffre après la virgule. Dans , on laisse 2 chiffres après la virgule. Et ainsi de suite : autant de chiffres après la virgule que de zéros au dénominateur.
Trois fractions très courantes n'ont pas un dénominateur , … au départ, mais on peut toujours les transformer.
- on multiplie haut et bas par 5
- on multiplie haut et bas par 25
est égal à , et pas à ! Ne confonds pas le nombre du dénominateur avec un chiffre après la virgule : il faut vraiment calculer , ou trouver une fraction équivalente sur .
En , l'ingénieur flamand Simon Stevin publie un petit livre appelé La Disme. Il y explique comment écrire tous les nombres avec des dixièmes, des centièmes, des millièmes… C'est l'ancêtre direct de notre écriture décimale moderne, celle avec la virgule que tu utilises chaque jour en calcul !
Tu connais maintenant les fractions de base. Avant de t'entraîner, relis bien la fiche mémo ci-dessous : elle résume tout ce chapitre.
Fiche mémo
- Une fraction : le dénominateur donne le nombre de parts égales, le numérateur donne le nombre de parts prises.
- Fraction d'une quantité : on divise par le dénominateur, puis on multiplie par le numérateur.
- Deux fractions sont égales si on passe de l'une à l'autre en multipliant (ou divisant) haut et bas par le même nombre.
- Simplifier : diviser le numérateur et le dénominateur par un même nombre.
- Sur une droite graduée, le dénominateur donne le nombre de segments dans chaque unité ; le numérateur donne le nombre de segments parcourus.
- Même dénominateur : la plus grande fraction a le plus grand numérateur.
- Même numérateur : la plus grande fraction a le plus petit dénominateur.
- · · .
- Une fraction décimale a pour dénominateur , , …
- Vocabulaire : = une moitié, = un tiers, = un quart.
6Exercices corrigés
Dans chaque fraction, donne le numérateur puis le dénominateur : ; ; .
Voir le corrigé détaillé
Le numérateur est le nombre du haut, le dénominateur est le nombre du bas.
- : numérateur , dénominateur .
- : numérateur , dénominateur .
- : numérateur , dénominateur .
Calcule : a) de b) de c) de .
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- a)
- b)
- c) puis
a) b) c) .
Simplifie les fractions : ; ; .
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- on divise par 2
- on divise par 5
- on divise par 3
Entre quels deux nombres entiers se trouve sur une droite graduée ?
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On cherche des multiples de autour de .
- et
se trouve entre 2 et 3.
Écris en nombre décimal : ; ; .
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Trouve le nombre manquant : , puis .
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- on cherche par quoi on a multiplié 4
Range dans l'ordre croissant : ; ; .
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Les trois fractions ont le même numérateur . Plus le dénominateur est grand, plus la fraction est petite.
Un troupeau compte chèvres. Le berger vend les du troupeau. Combien de chèvres lui reste-t-il ?
Voir le corrigé détaillé
- une part vaut 6 chèvres
- chèvres vendues
Il lui reste 18 chèvres.
Simplifie et . Ces deux fractions sont-elles égales ?
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Les deux fractions se simplifient en : elles sont donc égales.
- Les d'un troupeau de moutons comptent moutons. Combien de moutons compte le troupeau en entier ?
- Combien le troupeau compte-t-il de moutons noirs, sachant qu'ils représentent du troupeau ?
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1. On connaît la valeur de parts, on cherche la valeur d'une part, puis du tout.
- une part vaut 8 moutons
- le tout compte 5 parts
Le troupeau compte 40 moutons.
2. Une part vaut moutons, et représente une seule part.
Il y a 8 moutons noirs.
Trouve trois fractions égales à , dont le dénominateur est inférieur à . Explique ta méthode.
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On multiplie le numérateur et le dénominateur de par un même nombre, à chaque fois différent.
, et sont trois fractions égales à , avec un dénominateur inférieur à . Il en existe beaucoup d'autres.
Range dans l'ordre croissant : ; ; ; .
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On regroupe les fractions par dénominateur commun quand c'est possible, et on utilise comme repère.
- même valeur : deux écritures
- même dénominateur 6, on compare 2, 3 et 5
Dans l'ordre croissant : .
Au marché de Ndjamena. Une marchande coupe une pastèque en parts égales (figure 6). Awa en achète parts, à F CFA la part.
- Quelle fraction de la pastèque Awa achète-t-elle ?
- Combien paie-t-elle en tout ?
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1. La pastèque est coupée en parts égales, Awa en prend .
Awa achète de la pastèque.
2. Chaque part coûte F CFA.
Awa paie 1 250 F CFA.
Trajet Abidjan – Bingerville. Un bus effectue un trajet de km entre Abidjan et Bingerville. Il a déjà parcouru les du trajet.
- Quelle distance le bus a-t-il déjà parcourue ?
- Quelle distance lui reste-t-il à parcourir ?
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1.
- une part vaut 6 km
Le bus a déjà parcouru 18 km.
2.
Il lui reste 6 km à parcourir, soit du trajet.
Marché de Bamako. Un sac de riz coûte F CFA. Fatou paie les du prix en espèces, et le reste par mobile money.
- Quelle somme Fatou paie-t-elle en espèces ?
- Quelle somme paie-t-elle par mobile money ?
Voir le corrigé détaillé
1.
- une part vaut 3 000 F CFA
Fatou paie 6 000 F CFA en espèces.
2. Le reste correspond à du prix, soit une part.
Fatou paie 3 000 F CFA par mobile money.