Priorités opératoires
Priorités opératoires en 5ème : enchaînement d'opérations, parenthèses, sommes et produits, division par un nombre décimal, distributivité simple, programmes de calcul et contrôle de la vraisemblance d'un résultat.
Définitions
Définition 1 — somme, produit, termes et facteurs. Une expression prend le nom de la dernière opération que l’on effectue. Si c’est une addition, l’expression est une somme et ses parties sont des termes ; si c’est une multiplication, c’est un produit de facteurs ; si c’est une division, c’est un quotient (avec un dividende et un diviseur). Exemple : est une somme de deux termes, et , car l’addition se fait en dernier ; est un produit de deux facteurs, et .
| Expression | Dernière opération | Nom | Ses parties |
|---|---|---|---|
| l’addition | une somme | les termes et | |
| la multiplication | un produit | les facteurs et | |
| l’addition | une somme | les termes et | |
| la division | un quotient | dividende , diviseur |
Définition 2 — programme de calcul. Un programme de calcul est une suite d’instructions appliquée à un nombre de départ. Exemple : « choisir un nombre ; lui ajouter 3 ; multiplier le résultat par 9 ; enlever 5 » appliqué à donne .
Définition 3 — ordre de grandeur. Un ordre de grandeur d’un résultat est une valeur approchée simple, obtenue en remplaçant les nombres par des nombres « ronds » proches. Il sert à contrôler la vraisemblance d’un résultat. Exemple : : un résultat annoncé de est vraisemblable, un résultat de ne l’est pas.
Propriétés
Propriété 1 — l’ordre des calculs. Dans une expression, on effectue :
| Rang | Opérations | Remarque |
|---|---|---|
| 1 | les parenthèses | en commençant par les plus intérieures |
| 2 | les multiplications et divisions | de gauche à droite |
| 3 | les additions et soustractions | de gauche à droite |
Sans règle commune, aurait deux résultats possibles, et : les priorités garantissent que tout le monde lit le calcul de la même façon. Exemple : , mais : les parenthèses servent à forcer un calcul à passer en premier.
Propriété 2 — à priorité égale, de gauche à droite. Quand une expression ne contient que des additions et des soustractions (ou que des multiplications et des divisions), on calcule de gauche à droite. Exemple : . Calculer d’abord donnerait , ce qui est faux.
Propriété 3 — distributivité simple. Pour tous nombres , et :
Elle transforme un produit en somme (ou l’inverse). Exemple : .
Propriété 4 — quotient inchangé. Multiplier le dividende et le diviseur par un même nombre ne change pas le quotient. Exemple : (on a multiplié les deux nombres par ).
Méthodes
Méthode 1 — calculer une expression sans parenthèses.
- Repérer les multiplications et les divisions, et les effectuer d’abord (Propriété 1).
- Effectuer ensuite les additions et les soustractions, de gauche à droite (Propriété 2).
Exemple : ; .
Méthode 2 — calculer une expression avec parenthèses.
- Calculer d’abord ce qui est entre parenthèses, en commençant par les plus intérieures.
- À l’intérieur d’une parenthèse, les priorités s’appliquent aussi (Propriété 1).
- Terminer le calcul avec la Méthode 1.
Exemple : .
Méthode 3 — nommer un calcul : somme ou produit.
- Chercher la dernière opération que l’on effectuerait en suivant les priorités.
- Donner son nom à l’expression (Définition 1) : somme, différence, produit ou quotient.
Exemple : dans , la dernière opération est la soustraction : c’est une différence, de termes et . Elle vaut , alors que : les parenthèses changent tout.
Méthode 4 — diviser par un nombre décimal.
- Multiplier le dividende et le diviseur par , … jusqu’à ce que le diviseur soit entier (Propriété 4).
- Effectuer la division par un nombre entier obtenue.
- Vérifier en multipliant le quotient par le diviseur de départ.
Exemple : , et : c’est bon. De même et . Diviser par un nombre plus petit que donne un résultat plus grand que le dividende : c’est normal, on cherche combien de fois entre dans .
Méthode 5 — traduire un programme de calcul.
- Écrire les étapes dans l’ordre, en une seule expression.
- Ajouter une parenthèse chaque fois qu’une étape doit être terminée avant la suivante.
- Pour calculer le résultat, remplacer la lettre par le nombre de départ et appliquer les Méthodes 1 et 2.
Exemple : « choisir un nombre ; lui ajouter 3 ; multiplier le résultat par 9 ; enlever 5 » se traduit par . Pour : .
Méthode 6 — calculer mentalement avec la distributivité.
- Repérer un nombre proche d’un nombre « rond » (, …).
- Découper le produit avec la Propriété 3, ou regrouper les facteurs faciles.
Exemple : ; ; ; .
Méthode 7 — contrôler la vraisemblance d’un résultat.
- Estimer un ordre de grandeur du résultat attendu (Définition 3).
- Comparer le résultat obtenu à cet ordre de grandeur et au bon sens (unités, taille des objets).
- En cas de désaccord, chercher l’erreur : priorité oubliée, virgule mal placée, mauvaise unité.
Exemple : « une personne mesure m » ou « l’aire d’un champ vaut cm² » sont impossibles : cm², c’est la surface d’un timbre. En revanche est cohérent car .
Pièges classiques
- Oublier la règle « de gauche à droite » : , et non (Propriété 2). La soustraction ne « regroupe » pas ce qui la suit.
- La calculatrice ne devine pas les parenthèses : pour calculer , il faut taper
(12+8)/4. En tapant12+8/4, la machine applique les priorités et affiche au lieu de . - S’étonner qu’une division « agrandisse » : diviser par un nombre plus petit que donne un résultat plus grand que le dividende () — c’est normal (Méthode 4).
Quiz — Priorités opératoires
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