Mathématiques1ère

Factorisation générale
Exercices corrigés

Maîtrisez la factorisation générale : mise en facteur commun, identités remarquables, factorisation par regroupement et résolution d'équations grâce à ces 5 exercices détaillés.

Concepts & Exercices
\(a(b+c) = ab + ac\)
Distributivité
Mise en facteur
\(ka + kb = k(a+b)\)
Recherche du facteur commun
Identités remarquables
\((a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2\)
Formes connues
Factorisation par groupement
\(ax + ay + bx + by = a(x+y) + b(x+y)\)
Réorganisation des termes
🎯
Méthode : Identifier le facteur commun, puis le mettre en évidence
📊
Reconnaissance : Savoir reconnaître les formes remarquables
🔍
Vérification : Toujours vérifier en développant le résultat
Exercice 1
Factoriser \(6x^2 + 9x\) en mettant en évidence le facteur commun.
Exercice 2
Factoriser \(x^2 - 10x + 25\) en utilisant une identité remarquable.
Exercice 3
Factoriser \(x^2 - 16\) en utilisant une identité remarquable.
Exercice 4
Factoriser \(x^2 + 3x + 2x + 6\) par regroupement de termes.
Exercice 5
Résoudre l'équation \((x+3)(x-2) = 0\) en utilisant la factorisation.
Corrigé : Exercices 1 à 3
1 Mise en facteur commun
Définition :

Mise en facteur commun : Technique consistant à identifier un facteur commun à tous les termes d'une expression et à le mettre en évidence. \(ka + kb = k(a+b)\)

Méthode :
  1. Identifier le facteur commun dans tous les termes
  2. Extraire ce facteur
  3. Diviser chaque terme par le facteur commun
  4. Écrire le facteur commun multiplié par l'expression obtenue
  5. Vérifier en développant
Étape 1 : Identifier les termes

\(6x^2 + 9x\)

Termes : \(6x^2\) et \(9x\)

Étape 2 : Trouver le facteur commun

\(6x^2 = 2 \times 3 \times x \times x\)

\(9x = 3 \times 3 \times x\)

Facteur commun : \(3x\) (car \(3x\) divise les deux termes)

Étape 3 : Extraire le facteur commun

\(6x^2 = 3x \times 2x\)

\(9x = 3x \times 3\)

Étape 4 : Factoriser

\(6x^2 + 9x = 3x \times 2x + 3x \times 3\)

\(6x^2 + 9x = 3x(2x + 3)\)

Étape 5 : Vérification

\(3x(2x + 3) = 3x \times 2x + 3x \times 3 = 6x^2 + 9x\) ✓

\(6x^2 + 9x = 3x(2x + 3)\)
Réponse finale :

\(6x^2 + 9x = 3x(2x + 3)\)

Règles appliquées :

Mise en facteur : \(ka + kb = k(a+b)\)

Recherche du facteur commun : PGCD des coefficients et variables

Vérification : Toujours développer pour confirmer

2 Identité remarquable
Définition :

Identité remarquable du carré d'une différence : \(a^2 - 2ab + b^2 = (a-b)^2\). Forme qui se reconnaît par deux carrés parfaits et un double produit au signe opposé.

Méthode :
  1. Identifier la structure : deux carrés et un double produit
  2. Reconnaître les termes \(a^2\), \(-2ab\) et \(b^2\)
  3. Vérifier que le terme central est bien le double produit
  4. Appliquer la formule : \(a^2 - 2ab + b^2 = (a-b)^2\)
  5. Vérifier en développant
Étape 1 : Analyser la structure

\(x^2 - 10x + 25\)

On a : \(x^2\) (carré de \(x\)), \(-10x\) (terme central), \(25\) (carré de \(5\))

Étape 2 : Identifier a et b

\(x^2 = (x)^2\) donc \(a = x\)

\(25 = (5)^2\) donc \(b = 5\)

Étape 3 : Vérifier le double produit

Le terme central devrait être \(-2ab = -2 \times x \times 5 = -10x\)

C'est exactement ce que nous avons ! ✓

Étape 4 : Appliquer la formule

\(a^2 - 2ab + b^2 = (a-b)^2\)

\(x^2 - 10x + 25 = (x-5)^2\)

Étape 5 : Vérification

\((x-5)^2 = x^2 - 2 \times x \times 5 + 5^2 = x^2 - 10x + 25\) ✓

\(x^2 - 10x + 25 = (x-5)^2\)
Réponse finale :

\(x^2 - 10x + 25 = (x-5)^2\)

Règles appliquées :

Identité remarquable : \(a^2 - 2ab + b^2 = (a-b)^2\)

Reconnaissance : Deux carrés parfaits et double produit

Vérification : Développer le résultat pour confirmer

3 Différence de deux carrés
Définition :

Identité de la différence de deux carrés : \(a^2 - b^2 = (a+b)(a-b)\). Cette forme se reconnaît par une différence de deux carrés parfaits.

Méthode :
  1. Identifier qu'il s'agit d'une différence de deux carrés
  2. Reconnaître les termes \(a^2\) et \(b^2\)
  3. Extraire les racines carrées : \(a\) et \(b\)
  4. Appliquer la formule : \(a^2 - b^2 = (a+b)(a-b)\)
  5. Vérifier en développant
Étape 1 : Identifier la structure

\(x^2 - 16\)

On a une différence de deux termes

Étape 2 : Reconnaître les carrés

\(x^2 = (x)^2\) est un carré parfait

\(16 = (4)^2\) est un carré parfait

Étape 3 : Identifier a et b

\(a = x\) et \(b = 4\)

Étape 4 : Appliquer la formule

\(a^2 - b^2 = (a+b)(a-b)\)

\(x^2 - 16 = (x+4)(x-4)\)

Étape 5 : Vérification

\((x+4)(x-4) = x^2 - 4x + 4x - 16 = x^2 - 16\) ✓

\(x^2 - 16 = (x+4)(x-4)\)
Réponse finale :

\(x^2 - 16 = (x+4)(x-4)\)

Règles appliquées :

Différence de deux carrés : \(a^2 - b^2 = (a+b)(a-b)\)

Reconnaissance : Deux termes au carré avec un signe moins

Application : Plus rapide que la double distributivité

Corrigé : Exercices 4 à 5
4 Factorisation par regroupement
Définition :

Factorisation par regroupement : Technique consistant à regrouper les termes d'une expression en groupes qui ont un facteur commun, puis à factoriser chaque groupe avant de factoriser l'expression complète.

Méthode :
  1. Regrouper les termes qui ont un facteur commun
  2. Factoriser chaque groupe séparément
  3. Identifier un facteur commun entre les groupes
  4. Factoriser ce nouveau facteur commun
  5. Vérifier en développant
Étape 1 : Identifier les termes

\(x^2 + 3x + 2x + 6\)

Regroupons intelligemment : \((x^2 + 3x) + (2x + 6)\)

Étape 2 : Factoriser chaque groupe

Premier groupe : \(x^2 + 3x = x(x + 3)\)

Deuxième groupe : \(2x + 6 = 2(x + 3)\)

Étape 3 : Réécrire avec les factorisations

\(x^2 + 3x + 2x + 6 = x(x + 3) + 2(x + 3)\)

Étape 4 : Identifier le facteur commun

On voit que \((x + 3)\) est un facteur commun

Étape 5 : Factoriser le facteur commun

\(x(x + 3) + 2(x + 3) = (x + 3)(x + 2)\)

Étape 6 : Vérification

\((x + 3)(x + 2) = x^2 + 2x + 3x + 6 = x^2 + 5x + 6\)

Et \(x^2 + 3x + 2x + 6 = x^2 + 5x + 6\) ✓

\(x^2 + 3x + 2x + 6 = (x + 3)(x + 2)\)
Réponse finale :

\(x^2 + 3x + 2x + 6 = (x + 3)(x + 2)\)

Règles appliquées :

Regroupement : Regrouper les termes par paires avec facteur commun

Factorisation itérée : Factoriser d'abord par groupe, puis globalement

Reconnaissance : Chercher des facteurs communs entre les groupes

5 Résolution d'équation
Définition :

Propriété du produit nul : Si un produit de facteurs est nul, alors au moins un des facteurs est nul. \(A \times B = 0 \Rightarrow A = 0\) ou \(B = 0\)

Méthode :
  1. Identifier que l'équation est sous forme de produit égal à zéro
  2. Appliquer la propriété du produit nul
  3. Résoudre chaque équation linéaire obtenue
  4. Donner l'ensemble des solutions
  5. Vérifier les solutions
Étape 1 : Identifier la forme

\((x+3)(x-2) = 0\)

L'équation est déjà sous forme de produit égal à zéro

Étape 2 : Appliquer la propriété du produit nul

Si \((x+3)(x-2) = 0\), alors :

\(x+3 = 0\) ou \(x-2 = 0\)

Étape 3 : Résoudre chaque équation

Première équation : \(x+3 = 0 \Rightarrow x = -3\)

Deuxième équation : \(x-2 = 0 \Rightarrow x = 2\)

Étape 4 : Vérification

Pour \(x = -3\) : \((-3+3)(-3-2) = 0 \times (-5) = 0\) ✓

Pour \(x = 2\) : \((2+3)(2-2) = 5 \times 0 = 0\) ✓

Étape 5 : Ensemble des solutions

\(S = \{-3, 2\}\)

\(S = \{-3, 2\}\)
Réponse finale :

Les solutions de l'équation \((x+3)(x-2) = 0\) sont \(x = -3\) et \(x = 2\).

Règles appliquées :

Produit nul : \(A \times B = 0 \Rightarrow A = 0\) ou \(B = 0\)

Équations linéaires : Résolution simple de \(x + a = 0\)

Vérification : Toujours substituer les solutions dans l'équation initiale

Cours bien détaillé
\(ka + kb = k(a+b)\)
Mise en facteur commun
🎯
Définition : La factorisation consiste à transformer une somme en produit en mettant en évidence un facteur commun.
📊
Applications : Résolution d'équations, simplification d'expressions, étude de signes.
📐
Techniques : Mise en facteur commun, identités remarquables, regroupement de termes.
📝
Objectifs : Simplifier les expressions, résoudre des équations, faciliter les calculs.
💡
Conseil : Toujours vérifier la factorisation en développant le résultat
🔍
Attention : Chercher d'abord les facteurs numériques communs
Astuce : Regrouper les termes par paires pour trouver des facteurs communs
📋
Méthode : Identifier d'abord la structure de l'expression
Vérification : Substituer des valeurs numériques pour tester les résultats
Techniques de factorisation :
  • Mise en facteur commun : \(ka + kb = k(a+b)\)
  • Identités remarquables : \((a+b)^2\), \((a-b)^2\), \(a^2-b^2\)
  • Regroupement de termes : \(ax + ay + bx + by = a(x+y) + b(x+y)\)
  • Produit nul : \(A \times B = 0 \Rightarrow A = 0\) ou \(B = 0\)
Règles importantes :
  • \(ka + kb = k(a+b)\) (mise en facteur)
  • \(a^2 + 2ab + b^2 = (a+b)^2\) (carré d'une somme)
  • \(a^2 - 2ab + b^2 = (a-b)^2\) (carré d'une différence)
  • \(a^2 - b^2 = (a+b)(a-b)\) (différence de deux carrés)
  • Si \(A \times B = 0\) alors \(A = 0\) ou \(B = 0\) (produit nul)
\(A \times B = 0 \Leftrightarrow A = 0 \text{ ou } B = 0\)
Propriété du produit nul
Factorisation générale Manipulations algébriques