Mathématiques • Seconde

Substitution –
Application de valeurs

Infographie & Exercices
\( A = 3x + 5 \)
Si \( x = 2 \), alors \( A = 3(2) + 5 = 11 \)
🎯
Définition : Remplacer une variable par une valeur numérique dans une expression.
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Procédure : Remplacer la variable par la valeur, puis effectuer les calculs.
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Méthode : Respecter l'ordre des opérations (parenthèses, puissances, multiplication/division, addition/soustraction).
💡
Conseil : Toujours utiliser des parenthèses autour des valeurs négatives
🔍
Attention : Respecter l'ordre des opérations dans les calculs
Astuce : Vérifier les calculs pour éviter les erreurs de signe
Exercice 1
Soit \( A = 2x + 3 \). Calculer A pour \( x = 4 \).
Exercice 2
Soit \( B = 5x - 2 \). Calculer B pour \( x = -3 \).
Exercice 3
Soit \( C = x^2 + 2x + 1 \). Calculer C pour \( x = 3 \).
Exercice 4
Soit \( D = 2x^2 - 3x + 4 \). Calculer D pour \( x = -1 \).
Exercice 5
Soit \( E = 4x - x^2 \). Calculer E pour \( x = 2 \).
Exercice 6
Soit \( F = 3x^3 - 2x^2 + x - 1 \). Calculer F pour \( x = 0 \).
Exercice 7
Soit \( G = \frac{x + 1}{x - 1} \). Calculer G pour \( x = 3 \).
Exercice 8
Soit \( H = \sqrt{x^2 + 9} \). Calculer H pour \( x = 4 \).
Exercice 9
Soit \( I = 2x^2 + 3xy - y^2 \). Calculer I pour \( x = 1 \) et \( y = 2 \).
Exercice 10
Soit \( J = x^3 - 3x^2 + 2x + 5 \). Calculer J pour \( x = -2 \).
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Calcul de \( A = 2x + 3 \) pour \( x = 4 \)
Définition de substitution :

Substituer : Remplacer une variable par une valeur numérique dans une expression algébrique.

Méthode de substitution :
  1. Identifier la variable à remplacer
  2. Remplacer la variable par la valeur donnée
  3. Effectuer les calculs dans l'ordre des opérations
A = 2x + 3
x = 4
A = 2(4) + 3
Étape 1 : Remplacer x par 4

\( A = 2(4) + 3 \)

Étape 2 : Effectuer la multiplication

\( A = 8 + 3 \)

Étape 3 : Effectuer l'addition

\( A = 11 \)

Réponse finale :

\( A = 11 \)

Règles appliquées :

• On remplace la variable par la valeur donnée

• On effectue les opérations dans l'ordre : multiplication avant addition

• Le résultat est une valeur numérique

2 Calcul de \( B = 5x - 2 \) pour \( x = -3 \)
Valeur négative :

Quand on substitue une valeur négative, il faut faire attention aux signes.

B = 5x - 2
x = -3
B = 5(-3) - 2
Étape 1 : Remplacer x par -3 (avec parenthèses)

\( B = 5(-3) - 2 \)

Étape 2 : Effectuer la multiplication

\( B = -15 - 2 \)

Étape 3 : Effectuer la soustraction

\( B = -17 \)

Réponse finale :

\( B = -17 \)

Règles appliquées :

• Toujours utiliser des parenthèses autour des valeurs négatives

• \( 5 \times (-3) = -15 \)

• \( -15 - 2 = -17 \)

3 Calcul de \( C = x^2 + 2x + 1 \) pour \( x = 3 \)
Expression quadratique :

Contient des termes de degrés différents : \( x^2 \), \( x \), et constant.

Étape 1 : Remplacer x par 3 dans chaque terme

\( C = (3)^2 + 2(3) + 1 \)

Étape 2 : Calculer chaque terme

\( C = 9 + 6 + 1 \)

Étape 3 : Effectuer l'addition

\( C = 16 \)

Réponse finale :

\( C = 16 \)

Règles appliquées :

• On calcule les puissances avant les multiplications

• \( (3)^2 = 9 \)

• Puis on effectue les additions dans l'ordre

4 Calcul de \( D = 2x^2 - 3x + 4 \) pour \( x = -1 \)
Valeur négative dans expression quadratique :

Attention aux signes, surtout pour les puissances.

Étape 1 : Remplacer x par -1 dans chaque terme

\( D = 2(-1)^2 - 3(-1) + 4 \)

Étape 2 : Calculer chaque terme (attention aux signes)

\( D = 2(1) - 3(-1) + 4 \)

(car \( (-1)^2 = 1 \) et \( -3 \times (-1) = 3 \))

Étape 3 : Effectuer les multiplications

\( D = 2 + 3 + 4 \)

Étape 4 : Effectuer l'addition

\( D = 9 \)

Réponse finale :

\( D = 9 \)

Règles appliquées :

• \( (-1)^2 = 1 \) (puissance paire d'un nombre négatif est positif)

• \( -3 \times (-1) = 3 \) (produit de deux nombres négatifs est positif)

• Respecter l'ordre des opérations

5 Calcul de \( E = 4x - x^2 \) pour \( x = 2 \)
Expression avec termes de même variable :

Contient à la fois \( x \) et \( x^2 \), on remplace dans chaque terme.

Étape 1 : Remplacer x par 2 dans chaque terme

\( E = 4(2) - (2)^2 \)

Étape 2 : Calculer chaque terme

\( E = 8 - 4 \)

Étape 3 : Effectuer la soustraction

\( E = 4 \)

Réponse finale :

\( E = 4 \)

Règles appliquées :

• On calcule les puissances avant les multiplications

• \( (2)^2 = 4 \)

• Puis on effectue la soustraction : \( 8 - 4 = 4 \)

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Calcul de \( F = 3x^3 - 2x^2 + x - 1 \) pour \( x = 0 \)
Valeur zéro :

Quand on substitue 0, tous les termes contenant x deviennent 0.

Étape 1 : Remplacer x par 0 dans chaque terme

\( F = 3(0)^3 - 2(0)^2 + (0) - 1 \)

Étape 2 : Calculer chaque terme

\( F = 3(0) - 2(0) + 0 - 1 \)

\( F = 0 - 0 + 0 - 1 \)

Étape 3 : Effectuer les opérations

\( F = -1 \)

Réponse finale :

\( F = -1 \)

Règles appliquées :

• Toute puissance de 0 est 0 (sauf \( 0^0 \) qui est indéterminé)

• \( 3 \times 0 = 0 \), \( 2 \times 0 = 0 \), etc.

• Le terme constant reste inchangé

7 Calcul de \( G = \frac{x + 1}{x - 1} \) pour \( x = 3 \)
Expression rationnelle :

Contient une fraction, on substitue dans le numérateur et le dénominateur.

Étape 1 : Remplacer x par 3 dans le numérateur et le dénominateur

\( G = \frac{3 + 1}{3 - 1} \)

Étape 2 : Calculer le numérateur et le dénominateur

\( G = \frac{4}{2} \)

Étape 3 : Effectuer la division

\( G = 2 \)

Réponse finale :

\( G = 2 \)

Règles appliquées :

• On substitue la valeur dans le numérateur et le dénominateur séparément

• On effectue les calculs dans chaque partie

• Puis on divise le numérateur par le dénominateur

8 Calcul de \( H = \sqrt{x^2 + 9} \) pour \( x = 4 \)
Expression avec racine carrée :

On substitue la valeur, on calcule ce qui est sous la racine, puis on extrait la racine.

Étape 1 : Remplacer x par 4

\( H = \sqrt{(4)^2 + 9} \)

Étape 2 : Calculer ce qui est sous la racine

\( H = \sqrt{16 + 9} \)

Étape 3 : Effectuer l'addition sous la racine

\( H = \sqrt{25} \)

Étape 4 : Extraire la racine carrée

\( H = 5 \)

Réponse finale :

\( H = 5 \)

Règles appliquées :

• On effectue d'abord les opérations sous la racine

• \( (4)^2 = 16 \)

• Puis on extrait la racine carrée : \( \sqrt{25} = 5 \)

9 Calcul de \( I = 2x^2 + 3xy - y^2 \) pour \( x = 1 \) et \( y = 2 \)
Expression à deux variables :

On substitue la valeur de chaque variable dans l'expression.

Étape 1 : Remplacer x par 1 et y par 2 dans chaque terme

\( I = 2(1)^2 + 3(1)(2) - (2)^2 \)

Étape 2 : Calculer chaque terme

\( I = 2(1) + 3(2) - 4 \)

\( I = 2 + 6 - 4 \)

Étape 3 : Effectuer les opérations

\( I = 4 \)

Réponse finale :

\( I = 4 \)

Règles appliquées :

• On remplace chaque variable par sa valeur respective

• \( x^2 = 1^2 = 1 \), \( xy = 1 \times 2 = 2 \), \( y^2 = 2^2 = 4 \)

• Puis on effectue les opérations dans l'ordre

10 Calcul de \( J = x^3 - 3x^2 + 2x + 5 \) pour \( x = -2 \)
Expression cubique avec valeur négative :

Expression de degré 3 avec substitution d'une valeur négative.

Étape 1 : Remplacer x par -2 dans chaque terme

\( J = (-2)^3 - 3(-2)^2 + 2(-2) + 5 \)

Étape 2 : Calculer chaque terme (attention aux signes)

\( J = -8 - 3(4) + (-4) + 5 \)

(car \( (-2)^3 = -8 \), \( (-2)^2 = 4 \), \( 2 \times (-2) = -4 \))

Étape 3 : Effectuer les multiplications

\( J = -8 - 12 - 4 + 5 \)

Étape 4 : Effectuer les additions et soustractions

\( J = -24 + 5 = -19 \)

Réponse finale :

\( J = -19 \)

Règles appliquées :

• \( (-2)^3 = -8 \) (puissance impaire d'un nombre négatif est négatif)

• \( (-2)^2 = 4 \) (puissance paire d'un nombre négatif est positif)

• On respecte l'ordre des opérations et les signes

Substitution – Application de valeurs Calcul littéral