1ère
étape : Je dois vérifier que
mon expression est prête à être
factorisée
Règle : Pour pouvoir
pratiquer le principe de la factorisation,
mon expression à factoriser doit
être impérativement sous la
forme d'au moins 2 expressions
multipliées séparées
par un signe + ou -
.............
.................. + -
...................
....................
|
C'est LA condition pour pouvoir commencer une
factorisation,
Et si mon expression n'est pas
sous cette forme ? Je la réécris pour
qu'elle le devienne. Je verrai également dans
les cas particuliers que je peux être
amenée à la transformer, ou encore, et
si je ne peux rien faire, à utiliser les
identités remarquables (voir
ci-dessous).
Exemple : 2 (2
+ 3) + 2 (3 + 6
) : je
réécris mon expression : 2
(2
+ 3) + 2
(3 + 6
) : mon expression est
correctement construite : je vais pouvoir commencer ma
factorisation
Cas
particuliers : certains cas
nécessitent une légère
modification :
Multiplication par 1 :
Exemple: 3
- 3 : je
réécris mon expression : 3
- 3 ; mon expression
n'est pas sous la forme demandée : je peux la
transformer ; Comment transformer 3 en une
multiplication de nombre ? en le multipliant par 1 :
si j'écris 3
- 3
1 ,
mon
expression est alors correctement structurée :
je vais pouvoir commencer ma factorisation
NB : Je vais
utiliser cette propriété de
multiplication par 1, chaque fois que j'aurai besoin
de transformer un terme simple en une
multiplication
Parenthèses au
carré :
Exemple: (
-
1)
(2
+ 3) + (
-
1)2
:
je réécris mon expression :
(
- 1)
(2
+ 3) + (
-
1)2 ; mon expression n'est pas
sous la forme demandée : je peux la transformer
; Comment transformer (
- 1)2 en une multiplication de
nombre ? en me rappelant q'un nombre au carré,
c'est un nombre multiplié par lui même
tout simplement, soit :
Si
j'écris (
- 1)
(2
+ 3) + (
- 1)
(
- 1)
, mon expression est
alors correctement structurée : je vais pouvoir
commencer ma factorisation
NB : Bien
penser à la signification du carré
chaque fois que je suis en présence d'une
parenthèse au carré
2ème
étape : Mon expression est
correctement construite : Je dois chercher le facteur
commun à mes expressions multipliées
Je reprends mes exemples et j'analyse
leur contenu :
Exemple
N° 1 : 2
(2
+ 3) + 2
(3 + 6
) : j'ai 2 expressions
multipliées séparées par un signe
+ ; dans chacune de mes 2 expressions : 2 facteurs -
dans la 1ère expression : facteur 2 et facteur
( 2
+ 3) et dans la 2è :
facteur 2 et facteur (3 + 6
)
Question : Y
a-t-il un facteur commun à mes 2 expressions ?
Réponse : oui , le facteur 2. En effet, 2 est
facteur dans la 1ere expression et facteur dans la
2è : il est donc commun aux 2 expressions
:
Je dis
que 2 est le facteur commun à
2
(2
+ 3) et à 2
(3 + 6
)
Exemple
N° 2 : 3
- 3
1 : j'ai 2 expressions
multipliées séparées par un signe
- ; dans chacune de mes 2 expressions : 2 facteurs -
dans la 1ère expression : facteur 3 et facteur
, et dans la
2è : facteur 3 et facteur 1
Même
question : Y a-t-il un facteur commun à mes 2
expressions ? Réponse : oui , le facteur 3. En
effet, 3 est facteur dans la 1ere expression et
facteur dans la 2è : il est donc commun aux 2
expressions :
Je dis
que 3 est le facteur commun à
3
- 3
1
Exemple N°
3 :
(
- 1)
(2
+ 3) + (
- 1)
(
- 1) : j'ai 2 expressions
multipliées séparées par un signe
+; dans chacune de mes 2 expressions : 2 facteurs -
dans la 1ère expression : facteur
(
- 1) et facteur
(2
+ 3) , et dans la 2è :
2 facteurs (
- 1)
Même
question : Y a-t-il un facteur commun à mes 2
expressions ? Réponse : oui , le facteur
(
- 1). En effet,
(
- 1) est facteur
dans la 1ere expression et facteur dans la 2è :
il est donc commun aux 2 expressions :
Je dis
que (
- 1) est le facteur commun à
(
- 1)
(2
+ 3) +
(
- 1)
(
- 1)
ATTENTION : Il se peut que dans
certaines expressions, mon facteur commun ne soit pas
apparent, et qu'il me faille transformer au moins une
de mes expressions multipliées pour le faire
apparaître. Comment ? Voir cas particuliers
ci-dessous.
3ème
étape : J'ai trouvé le
facteur commun à mes 2 expressions
multipliées : je peux faire ma
factorisation
Règle
: Dès que j'ai trouvé mon facteur commun
: je le sors de mes 2 expressions et le mets en
facteur de "tout le reste", comme ci-dessous :
Toujours, conformément à
mes exemples :
Exemple
N° 1 : 2
(2
+ 3) + 2
(3 + 6
) : dans cette expression, j'ai
déterminé que le facteur commun
était 2.
J'ai des
termes de même nature : je les regroupe et en
effectue le calcul :
(2
+ 3 + 3 + 6
) =
(2
+ 6
+ 3 + 3 )
2
+ 6
= 8
3 +
3 =
6
(2
+ 3 + 3 + 6
) = (
8
+ 6) : je ne peux plus rien
calculer dans ma parenthèse
Résultat de ma
parenthèse : ( 8
+ 6)
Je peux donc
écrire : 2
(2
+ 3) + 2
(3 + 6
) = 2
( 8
+ 6) ou 2 (
8
+ 6)
2 (
8
+ 6) est le
résultat de la factorisation de l'expression
2
(2
+ 3) + 2 (3 + 6
)
Exemple
N° 2 : 3
- 3
1 : dans cette
expression, j'ai déterminé que le
facteur commun était 3.
Je peux donc
écrire : 3
- 3
1 = 3
(
- 1)
3 (
- 1) est le
résultat de la factorisation de l'expression
3
- 3
Exemple N°
3 :
(
- 1)
(2
+ 3) + (
- 1)
(
- 1): dans cette expression,
j'ai déterminé que le facteur commun
était (
- 1)
J'ai des
termes de même nature : je les regroupe et en
effectue le calcul :
(2
+ 3 +
- 1) =
(2
+
+ 3 - 1)
2
+
= 3
3 -
1 =
2
(2
+ 3 +
- 1)) = (
3
+ 2) : je ne peux plus rien
calculer dans ma parenthèse
Résultat de ma
parenthèse : ( 3
+ 2)
Je peux donc
écrire : (
- 1)
(2
+ 3) + (
- 1)
(
- 1) = (
- 1)
( 3
+ 2) ou
(
- 1)
(3
+ 2)
(
- 1) (3
+ 2) est le
résultat de la factorisation de l'expression
(
- 1) (2
+ 3) +
(
-
1)2
Ceci est le
principe même de la factorisation. Le principe
est simple - La factorisation s'effectue toujours
selon les trois mêmes étapes :
1. Je
vérifie que mon expression à
factoriser est sous la forme d'au moins 2
expressions multipliées
séparées par un signe + ou - : je la
réécris pour qu'elle soit
correctement structurée dans le cas
contraire
2. Dans mon expression correctement
structurée, je recherche un facteur commun
à toutes les expressions multipliées
(voir exemples)
3. J'ai trouvé mon facteur commun : je le
sors et le multiplie par tout le reste
Malheureusement, certaines fois
les expressions à factoriser sont plus
complexes : elles nécessitent d'être
transformées, soit pour faire apparaître
une structure correcte (étape N° 1), soit
pour mettre en évidence un facteur commun
(étape N° 2). Certaines fois même,
et si je ne peux les transformer, je dois faire appel
aux identités remarquables. Voyons comment tout
cela se passe .........
Transformation d'une
expression :
Cas
N° 1 : je dois transformer mon
expression pour obtenir une expression
correctement structurée :
Exercice : Factoriser
l'expression suivante : (5
-3) (
+ 1) +
2
+ 2
1ère
étape : Je dois réecrire mon
expression sous la forme d'au moins 2 expressions
multipliées séparées par un signe
+ ou - je réécris mon expression
:
la 1ère expression est bien une
expression multipliée ; un signe +
sépare les deux expressions : jusque là
mon expression est correctement structurée. Je
regarde ma deuxième expression :
2
+ 2 ; ce n'est pas
une expression multipliée. Je ne peux donc pas
commencer ma factorisation.
Que dois-je faire ? Chercher à
mettre mon expression 2
+ 2 sous la forme ..........
..............
En
effectuant la factorisation de l'expression
2
+ 2 :
(5
-3)
(
+ 1) + 2
(
+ 1)
Cette fois-ci, mon expression est correctement
structurée : 2 expressions multipliées
séparées par un signe + : je peux
commencer ma factorisation .
2ème
étape : Je peux maintenant rechercher le
facteur commun : j'analyse mes expressions :j'ai 2
expressions séparées par un signe + ;
dans chacune de mes 2 expressions : 2 facteurs - dans
la 1ère expression : facteur (5
-3) et facteur
(
+ 1) , et dans la
2è : facteur 2 et facteur (
+ 1). Quel est le
facteur commun à mes 2 expressions ? Le facteur
(
+ 1) . En effet,
(
+ 1) est facteur
dans la 1ere expression et facteur dans la 2è
:(
+ 1) est donc le facteur commun
à :
(5
-3)
(
+ 1) + 2
(
+ 1)
Je peux donc le sortir et le mettre en
facteur de tout le reste :
= (
+ 1)
(...............)
Que me reste-t-il ? (5
-3) + 2
Je vois que la parenthèse
peut-être simplifiée : je fais le calcul
de ma parenthèse conformément aux
propriétés de calcul que je connais:
(voir fiche règles de
calcul)
[(5
-3) + 2] : j'enlève
les parenthèses à l'intérieur
de mes crochets en respectant la règle - Je
n'ai pas de signe - devant mes parenthèses,
je peux les enlever sans problème :
[(5
-3) + 2] =
(5
-3 + 2)
J'ai des
termes de même nature : je les regroupe et en
effectue le calcul :
- 3 +
2 =
- 1
(5
-3 + 2) = (5
- 1) : je ne peux
plus rien calculer dans ma parenthèse
Résultat de ma
parenthèse : (5
- 1)
Je peux donc
écrire : (5
-3)
(
+ 1) + 2
(
+ 1) = (
+ 1)
(5
- 1) ou (
+ 1)
(5
- 1)
(
+ 1) (5
- 1) est le
résultat de la factorisation de l'expression
(5
-3) (
+ 1) + 2
+ 2
Particularités :
factorisation par 1 ou par -
1
Dans mon exemple, à la place de
2
+ 2, j'aurais pu avoir
:
Cas
N° 2 : je dois transformer mon
expression pour faire apparaître le
facteur commun
Exercice 1 : Factoriser
l'expression suivante : 10
- 2
1ère
étape : Je dois réecrire mon
expression sous la forme d'au moins 2 expressions
multipliées séparées par un signe
+ ou - je réécris mon expression : 10
- 2 ; mon expression n'est pas
sous la forme demandée : je peux la transformer
en écrivant 10
- 2
1 :
mon
expression est maintenant correctement
structurée : je vais pouvoir commencer ma
factorisation
2ème
étape : Je peux maintenant
rechercher le facteur commun : j'analyse mes
expressions :j'ai 2 expressions séparées
par un signe - ; dans chacune de mes 2 expressions : 2
facteurs - dans la 1ère expression :
facteur
10 et facteur
, et dans la 2è :
facteur 2 et facteur 1. Quel est le facteur commun
à mes 2 expressions ? Je m'aperçois que je
n'ai aucun facteur commun à mes 2 expressions.
Aïe ! Comment vais-je
faire ? J'imagine que si on me demande de factoriser
cette expression, c'est qu'il est possible de le
faire. Comment ? Et bien si le facteur commun n'est
pas apparent, je vais essayer de le faire
apparaître en modifiant mes expressions
multipliées.
NB : en règle générale, il me
suffit de modifier une seule expression, le facteur
commun étant déjà évident
au moins dans l'une des 2 expressions.
METHODE :
j'essaie de trouver une relation entre les termes des
deux expressions : j'étudie chacune des
expressions, et je vois qu'il peut exister une
relation entre le 10 de la 1ère expression, et
le 2 de la 2è. Quelle est cette relation
?
10 = 5
2
Je peux donc
remplacer 10 dans mon expression par 2
5 ; mon expression
devient :
J''ai
maintenant 2 expressions toujours
séparées par un signe - ; dans ma
1ère expression : 3 facteurs : le facteur 5, le
facteur 2 et le facteur
; dans ma 2ème
expression : toujours 2 facteurs : le facteur 2 et le
facteur 1. Est-ce que je peux maintenant
dégager un facteur commun à mes 2
expressions ? Réponse : oui - le facteur 2. En
effet, 2 est facteur dans la 1ere expression et
facteur dans la 2è : 2 est donc le facteur commun
à 5
2
x - 2
1 : je peux donc le
sortir et le mettre en facteur de tout le reste
:
= 2
(..............)
Que va-t--il me rester dans ma parenthèse ?
5
- 1
= 2
(5
- 1)
Je vois que la parenthèse
peut-être simplifiée : je fais le calcul
de ma parenthèse conformément aux
propriétés de calcul que je connais:
(voir fiche règles de
calcul)
(5
- 1) = La multiplication
est prioritaire ; j'effectue 5
= 5
(5
- 1) = ( 5
- 1) : je ne peux
plus rien calculer dans ma parenthèse
Résultat de ma
parenthèse : (5
- 1)
Je peux donc
écrire : 10
- 2 = 2
(5
- 1) ou 2 (5
- 1)
2 (5
- 1) est le
résultat de la factorisation de l'expression
10
- 2
1ère
étape : Comme d'habitude, je
réecris mon expression sous la forme d'au moins
2 expressions multipliées
séparées par un signe + ou - :
(10
- 2)
(3
+ 4) - (4 +
2
)
(5
- 1)
Mon
expression est correctement structurée (j'ai
bien au moins deux expressions multipliées
séparées par un signe -) : je vais
pouvoir commencer ma factorisation
2ème
étape : Je peux maintenant
rechercher le facteur commun : j'analyse mes
expressions :j'ai 2 expressions séparées
par un signe - ; dans chacune de mes 2 expressions : 2
facteurs - dans la 1ère expression :
facteur
(10
- 2) et facteur
(3
+ 4) , et dans la 2è :
facteur (4 + 2
) et facteur (5
- 1). Quel est le
facteur commun à mes 2 expressions ?
Je
m'aperçois que je n'ai aucun facteur commun
à mes 2 expressions. Aïe ! Comment vais-je
faire ? Comme dans l'exemple ci-dessus, je vais
essayer de le faire apparaître en modifiant mes
expressions multipliées.
METHODE : j'essaie de trouver une relation entre les
termes des deux expressions : j'étudie chacune
des parenthèses, et je vois qu'il peut exister
une relation entre le (10
- 2) de la 1ère
expression, et le (5
- 1) de la 2è. Quelle
est cette relation ?
(10
- 2) = 2
(5
- 1) ; j'ai
déjà transformé l'expression
dans l'exercice N° 1
Je peux donc
remplacer (10
- 2) dans mon expression par
2
(5
- 1) ; mon
expression devient :
2
(5
- 1)
(3
+ 4) - (4 +
2
)
(5
- 1)
Je me retrouve avec cette fois-ci 2 expressions
multipliées, l'une à 3 facteurs, le
facteur 2, le facteur (5
- 1) et le facteur
(3
+ 4) , et l'autre à 2
facteurs, le facteur (4 + 2
) et le facteur
(5
- 1) . Ai-je mis en
évidence un facteur commun ? OUI - c'est le
facteur (5
- 1) , car il est facteur dans
la 1ère expression et facteur dans la
2ème : je le sors, et le multiplie avec tout ce
qui reste :
= (5
- 1)
(.............)
Que va-t-il
me rester dans la parenthèsse ?
2
(3
+ 4) - (4 +
2
)
= (5
- 1)
[ 2
(3
+ 4) - (4 + 2
) ]
Je vois que la parenthèse
peut-être simplifiée : je fais le calcul
de ma parenthèse conformément aux
propriétés de calcul que je connais:
(voir fiche règles de
calcul)
2
(3
+ 4) - (4 +
2
) = La multiplication est
prioritaire ; j'effectue 2
(3
+ 4), en appliquant la
distributivité de la multiplication :
2
(3
+ 4) = 2
3
+ 2
4 = 6
+ 8
2
(3
+ 4) - (4 + 2
) = 6
+ 8 - (4 +
2
)
J'enlève les
parenthèses en appliquant la règle :
il y a un signe - devant (4 + 2
) , pour enlever
la parenthèse, je change les signes des
termes de la parenthèse : 4 devient -4 ;
2
devient - 2
2
(3
+ 4) - (4 + 2
) = 6
+ 8 - 4 -
2
Je regroupe
les termes de même nature pour les calculer
:
6
- 2
=
4
+ 8 - 4 = 4
2
(3
+ 4) - (4 + 2
) = 4
+ 4 ; je ne peux
plus rien calculer dans ma parenthèse
Résultat de ma
parenthèse : (4
+ 4)
Je peux donc
écrire :
2
(5
- 1)
(3
+ 4) - (4 + 2
)
(5
- 1) =
(5
- 1) x (4
+ 4) ou
(5
- 1) (4
+ 4)
(5
- 1) (4
+ 4) est le
résultat de la factorisation de l'expression
:
(10
- 2) (3
+ 4) - (4 + 2
) (5
- 1)
ATTENTION : pour chaque expressions
que je transforme, je dois faire attention de toujours
la transformer en expression multipliée ;
sinon, je m'éloigne du principe même de
la factorisation.
Contrôle
: Chaque fois que je transforme une
expression en la factorisant, je dois vérifier
que mon expression est correctement
transformée. Pour cela, je redistribue mon
terme factorisé sur les autres
Exemple : Je vérifie que
2
(5
- 1) est la
bonne factorisation de (10
- 2), en redistribuant 2
sur chacun des termes de ma parenthèse :
2
5
- 2
1 = 10
- 2 ; la transformation est
correcte
Identités
Remarquables :
La règle :
Toutes les fois où je vois que mon expression
n'est pas correctement structurée et que je
m'aperçois que je ne peux pas non plus la
transformer pour la mettre sous la forme :
.................
.................. +
-
................
................,
ou
Toutes les fois où je n'arrive pas à
trouver un facteur commun à mes expressions
multipliées,
je
dois me tourner vers les identités
remarquables.
En effet, si je n'arrive pas à modifier une
expression pour qu'elle soit prête à
être factorisée, pourquoi alors me
demanderait-on de la factoriser ? Et si je ne trouve
pas de facteur commun ? Comment vais-je factoriser ?
La solution à tous ces problèmes : les
identités remarquables...........
Principe : voir fiche les identités
remarquables
Exercice
d'utilisation : Factoriser l'expression :
4
2 +
4
+ 1
1 . Je dois
réecrire mon expression sous la forme d'au
moins 2 expressions multipliées
séparées par un signe + ou - je
réécris mon expression : 4
+ 4
+ 1 mon expression
n'est pas sous la forme demandée : je peux la
transformer en écrivant 4
+ 4
+ 1
1 :
mon
expression est maintenant correctement
structurée : je vais pouvoir commencer ma
factorisation
2ème
étape : Je peux maintenant
rechercher le facteur commun : j'analyse mes
expressions : j'ai 3 expressions
séparées par un signe + ; dans ma
1ère expression : 3 facteurs : facteur 4 , et 2
facteurs
; dans ma 2è expression
le facteur 4 et le facteur
; dans ma 3ème
expression : 2 facteurs 1
Quel est le facteur commun à mes 3 expressions
? Je
m'aperçois que je n'ai aucun facteur commun
à mes 3 expressions. J'ai bien le facteur 4 et
le facteur
commun à mes 2 premières expressions,
mais ils ne sont pas facteurs dans ma
troisième. Comme tout à l'heure, je
vais dons être obligée de modifier au
moins une des 3 expressions pour mettre en
évidence le facteur commun
Je cherche la relation qu'il peut exister
entre 4
2, 4
et 1 : je cherche,
je cherche, j'ai beau chercher, il n'y en a
apparemment aucune : je ne peux pas mettre en
evidence un facteur commun aux 3 expressions
Je me tourne donc vers la solution finale
: les
identités remarquables : je les ai
notées sur un coin de brouillon, cela me
permets de choisir rapidement parmi les 3 celle qui
correspond à mon expression :
a2 + 2ab +
b2 = (a
+ b )2
a2 - 2ab +
b2 =
(a - b )2
a2 -
b2 =
(a + b ) (a - b)
J'ai choisi les énoncés de
la colonne de droite puisque je suis en factorisation
(voir tableaux dans fiche correspondante)
J'ai les 3 énoncés sous les
yeux : je regarde s'il y en a un qui correspond
à mon exercice : il semblerai que le 1er
énoncé : a2 + 2ab + b2 corresponde à
la structure de mon expression :
Je
vérifie :
si 4
2 =
a2, cela signifie
que a = 2
; (2
)2=
22
2 =
4
2
si 1 = b2, cela signifie que
b = 1 ; (1)2= 1
avec a = 2
et b = 1, j'aurai : 2ab = 2
2
1 = 4
Mon expression correspond bien à
l'identité remarquable : a2 + 2ab +
b2, avec a =
2
et b = 1
Il ne me reste plus qu'à remplacer les
valeurs a et b dans l'expression (a
+ b )2, qui correspond à la
factorisation de a2 + 2ab +
b2 :
( 2
+ 1
)2
; ceci est le
résultat final de ma factorisation
Il est important de bien comprendre que les
identités remarquables me serviront toutes les
fois où je suis bloquée ; par contre, si
je suis bloquée et que les identités
remarquables ne fonctionnent pas non plus (c'est
à dire que mon énoncé ne
correspond pas à un énoncé
d'identité remarquable), cela signifie
sûrement que je me suis trompée dans la
gestion de mon exercice ! Je pouvais certainement
transformer une de mes expressions, et cela m'a
échappé.
ATTENTION : Certaines fois, les identités
remarquables sont dissimulées dans des
expressions : il est nécessaire de transformer
l'expression avant de voir apparaître
l'identité remarquable ; ouïe, ouïe,
ouïe, ça se complique non ???