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Les opérations sur les nombres décimaux

Un nombre décimal est un nombre qui s'écrit avec une virgule et un nombre fini de chiffres après cette virgule, comme 12,5 ou 3,074. Ce chapitre reprend les quatre opérations sur ces nombres, fixe l'ordre dans lequel il faut les effectuer quand elles se suivent dans un même calcul, et montre comment la distributivité permet de calculer de tête ce qu'on croyait devoir poser.

Mis à jour le

Carte de la leçon sur les opérations sur les nombres décimaux en 1AC : un tableau de colonnes de numération vides traversé par un trait vertical, posé sur des panneaux superposés et un dégradé bleu.
Le tableau tracé sur cette carte est celui de la numération : poser une addition ou une soustraction de nombres décimaux revient à aligner les virgules, donc à ranger chaque chiffre dans sa colonne. Programme de 1AC, semestre 1.

À la fin de ce chapitre, vous saurez

  • Lire, écrire et décomposer un nombre décimal
  • Comparer, ranger et encadrer des nombres décimaux
  • Poser et effectuer une addition, une soustraction, une multiplication et une division de décimaux
  • Appliquer les règles de priorité dans un calcul qui mélange plusieurs opérations
  • Utiliser la distributivité pour calculer plus vite
  • Donner une valeur approchée, un arrondi et un ordre de grandeur

PrérequisLes quatre opérations sur les entiers, vues au primaire · Les tables de multiplication · Le vocabulaire somme, différence, produit, quotient

Qu'est-ce qu'un nombre décimal ?

Tous les nombres que l'on rencontre au quotidien ne sont pas entiers : un prix de 12,50 DH, une taille de 1,67 m, une température de 24,3 degrés. Ces nombres s'écrivent avec une virgule, et ce sont eux qu'on appelle des nombres décimaux.

Définition

Nombre décimal : Un nombre décimal est un nombre qui peut s'écrire avec une partie entière, une virgule, puis une partie décimale comportant un nombre fini de chiffres. Par exemple 3,25, 0,7 et 148,069 sont des nombres décimaux.

Dans le nombre 47,308, la partie entière est 47 et la partie décimale est 308. On lit « quarante-sept virgule trois cent huit », ou « quarante-sept unités et trois cent huit millièmes ».

CentainesDizainesUnités,DixièmesCentièmesMillièmes
245,073
Le nombre 245,073 dans le tableau de numération : chaque chiffre a une valeur qui dépend de sa position.

Ce tableau se lit de deux manières. Chaque chiffre a une position (le 7 est le chiffre des centièmes) et une valeur dans le nombre (ce même 7 vaut 7 centièmes, soit 0,07).

La valeur d'un chiffre dépend de sa positionLe nombre 245,073 est écrit en grand. Une accolade regroupe les chiffres 245 placés avant la virgule et les désigne comme la partie entière, une autre regroupe les chiffres 073 placés après la virgule et les désigne comme la partie décimale. Deux flèches partent du chiffre 4 et du chiffre 7 pour indiquer que le premier vaut 40 et le second 7 centièmes, soit 0,07.245,073partie entièrepartie décimale4 dizaines, soit 407 centièmes, soit 0,07245,073 = 200 + 40 + 5 + 0,07 + 0,003
La valeur d'un chiffre dépend de sa position. Dans un nombre décimal, chaque chiffre a une valeur qui dépend de sa position : dans 245,073, le 4 vaut 40 et le 7 vaut 7 centièmes, c'est-à-dire 0,07.

Décomposer un nombre décimal

Décomposer 245,073.

  1. Décomposition en unités de numération : 245,073=200+40+5+0,07+0,003.
  2. Décomposition avec des fractions décimales : 245,073=245+7100+31000.
  3. Le chiffre des dixièmes est 0, celui des centièmes est 7, celui des millièmes est 3.

Propriété

Les zéros inutiles

On peut ajouter ou supprimer des zéros à la fin de la partie décimale sans changer le nombre : 3,5=3,50=3,500. De même, on peut supprimer les zéros placés devant la partie entière : 07,2=7,2.

Attention

Un zéro entre la virgule et les autres chiffres, lui, change tout : 3,05 et 3,5 sont deux nombres différents. 3,05 vaut trois unités et cinq centièmes, alors que 3,5 vaut trois unités et cinq dixièmes, c'est-à-dire dix fois plus.

Tout nombre entier est un nombre décimal : il suffit de lui donner une partie décimale nulle, 8=8,0. On écrit donc ND : l'ensemble N des entiers naturels est contenu dans l'ensemble D des décimaux.

Comment comparer et ranger des nombres décimaux ?

Méthode

Comparer deux nombres décimaux

  1. Comparer d'abord les parties entières : le nombre qui a la plus grande partie entière est le plus grand.
  2. Si les parties entières sont égales, comparer les chiffres des dixièmes, puis ceux des centièmes, puis ceux des millièmes, jusqu'à trouver une différence.
  3. Au besoin, compléter la partie décimale la plus courte avec des zéros pour que les deux nombres aient autant de chiffres après la virgule.

Exemple guidé

Comparer 7,4 et 7,38.

  1. Les parties entières sont égales : 7=7.
  2. On complète avec un zéro : 7,4=7,40.
  3. On compare les dixièmes : 4>3, donc 7,4>7,38.

Attention

Le nombre qui a le plus de chiffres après la virgule n'est pas le plus grand. 7,38 a deux décimales et 7,4 n'en a qu'une, pourtant 7,4 est le plus grand des deux.

Définition

Encadrer un nombre : Encadrer un nombre, c'est le placer entre deux autres nombres. Par exemple, l'encadrement de 6,47 à l'unité près s'écrit 6<6,47<7, et son encadrement au dixième près s'écrit 6,4<6,47<6,5.

Encadrer 6,47 à l'unité puis au dixièmeUne première droite graduée va de 6 à 7 et montre que 6,47 se situe entre ces deux entiers. Une seconde droite graduée agrandit l'intervalle allant de 6,4 à 6,5 et montre que 6,47 s'y trouve, entre les graduations 6,4 et 6,5.66,576,476 < 6,47 < 76,46,456,56,476,4 < 6,47 < 6,5
Encadrer 6,47 à l'unité puis au dixième. Encadrer un nombre, c'est le placer entre deux autres nombres : 6 < 6,47 < 7 est son encadrement à l'unité près, et 6,4 < 6,47 < 6,5 son encadrement au dixième près.

Remarque

Entre deux nombres décimaux, on peut toujours en intercaler un autre : entre 2,3 et 2,4 il y a 2,35, entre 2,3 et 2,35 il y a 2,31, et ainsi de suite indéfiniment.

L'addition et la soustraction de nombres décimaux

Méthode

Poser une addition ou une soustraction

  1. Écrire les nombres les uns sous les autres en alignant les virgules, donc en alignant les unités sous les unités, les dixièmes sous les dixièmes.
  2. Compléter avec des zéros pour que les deux nombres aient le même nombre de décimales.
  3. Calculer comme avec des entiers, puis descendre la virgule dans le résultat.
Une addition posée, virgules alignéesL'addition de 12,50 et de 3,75 est posée en colonnes. Les deux virgules sont l'une au-dessous de l'autre dans une colonne mise en évidence, ce qui aligne les unités sous les unités et les dixièmes sous les dixièmes. Un trait sépare les deux termes du résultat, 16,25.12,50+3,7516,25les virgules sont alignées, donc les unités aussi
Une addition posée, virgules alignées. Pour poser une addition ou une soustraction de nombres décimaux, on aligne les virgules : les unités se retrouvent alors sous les unités et les dixièmes sous les dixièmes.

Exemple guidé

Calculer 12,5+3,75 puis 8,42,65.

  1. On complète : 12,5=12,50. Puis 12,50+3,75=16,25.
  2. On complète : 8,4=8,40. Puis 8,402,65=5,75.

Propriété

Propriétés de l'addition

L'addition est commutative : a+b=b+a. Elle est aussi associative : (a+b)+c=a+(b+c). On peut donc regrouper et permuter les termes d'une somme comme on veut, ce qui permet souvent de calculer plus vite.

Regrouper pour calculer de tête

Calculer 2,7+4,9+7,3.

  1. On permute pour rapprocher 2,7 et 7,3, dont la somme est ronde.
  2. 2,7+7,3=10, puis 10+4,9=14,9.

Attention

La soustraction, elle, n'est ni commutative ni associative : 83 ne vaut pas 38. L'ordre des termes d'une différence ne se change jamais.

La multiplication de nombres décimaux

Méthode

Poser une multiplication

  1. Effectuer la multiplication sans tenir compte des virgules, comme si les deux nombres étaient entiers.
  2. Compter le nombre total de chiffres après la virgule dans les deux facteurs.
  3. Placer la virgule dans le résultat de façon qu'il ait exactement ce nombre de chiffres après la virgule.

Exemple guidé

Calculer 1,2×0,3.

  1. Sans les virgules : 12×3=36.
  2. Il y a 1 chiffre après la virgule dans 1,2 et 1 chiffre dans 0,3, soit 2 au total.
  3. Le résultat porte donc 2 chiffres après la virgule : 1,2×0,3=0,36.

Contrairement à ce que l'on croit souvent, multiplier ne donne pas toujours un résultat plus grand. Multiplier par un nombre inférieur à 1 diminue le nombre : 20×0,5=10.

Propriété

Multiplier par 10, 100, 1000

Multiplier par 10, 100 ou 1000 revient à décaler la virgule vers la droite de 1, 2 ou 3 rangs. Multiplier par 0,1, 0,01 ou 0,001 revient à la décaler vers la gauche du même nombre de rangs.

Multiplier par 10 déplace la virguleLe nombre 3,25 est écrit chiffre par chiffre sur une première ligne, avec sa virgule dans une colonne mise en évidence. Sur la ligne du dessous, le même nombre multiplié par 10 s'écrit 32,5 : les chiffres n'ont pas changé, mais la virgule occupe désormais la colonne suivante, d'un rang vers la droite.3,253,2532,532,5× 10 : la virgule avance d'un rang vers la droite÷ 10 : elle recule d'un rang vers la gauche
Multiplier par 10 déplace la virgule. Multiplier un nombre décimal par 10 revient à déplacer sa virgule d'un rang vers la droite, et le diviser par 10 revient à la déplacer d'un rang vers la gauche.
CalculRésultatCe qui se passe
3,25×1032,5la virgule avance de 1 rang
3,25×100325la virgule avance de 2 rangs
3,25×0,10,325la virgule recule de 1 rang
3,25×0,010,0325la virgule recule de 2 rangs
Multiplier par 0,1 revient exactement à diviser par 10.

Propriété

Propriétés de la multiplication

La multiplication est commutative (a×b=b×a) et associative ((a×b)×c=a×(b×c)). Le nombre 1 est son élément neutre : a×1=a. Enfin, tout produit contenant un facteur nul est nul : a×0=0.

La division : quotient exact, quotient approché et division euclidienne

Définition

Division euclidienne : La division euclidienne d'un entier a par un entier b non nul consiste à trouver deux entiers q (le quotient) et r (le reste) tels que a=b×q+r, avec 0r<b.

a=b×q+ravec0r<b
Le reste est toujours strictement plus petit que le diviseur : sinon, c'est que le quotient n'est pas assez grand.

Exemple guidé

Effectuer la division euclidienne de 47 par 6.

  1. 6×7=42 et 6×8=48>47 : le quotient est donc 7.
  2. Le reste vaut 4742=5, et l'on vérifie bien que 5<6.
  3. On écrit : 47=6×7+5.

Quand on ne s'arrête pas au reste et qu'on continue la division après la virgule, on obtient le quotient décimal. Il est parfois exact, parfois non.

  • 7÷4=1,75 : la division s'arrête, le quotient est exact.
  • 10÷3=3,333 : la division ne s'arrête jamais, on donne alors une valeur approchée, par exemple 3,33 au centième près.

Propriété

Diviser par 10, 100, 1000

Diviser par 10, 100 ou 1000 revient à décaler la virgule vers la gauche de 1, 2 ou 3 rangs : 45,8÷10=4,58 et 45,8÷100=0,458.

Attention

On ne divise jamais par zéro. L'écriture 5÷0 n'a aucun sens : aucun nombre multiplié par 0 ne peut donner 5.

Les priorités opératoires : dans quel ordre calculer ?

Quand un calcul contient plusieurs opérations, on ne calcule pas de gauche à droite au hasard : il existe un ordre imposé, le même pour tout le monde, sans lequel un même calcul donnerait plusieurs résultats.

Propriété

Les trois règles de priorité

1. On effectue d'abord les calculs entre parenthèses, en commençant par les plus intérieures. 2. On effectue ensuite les multiplications et les divisions, de gauche à droite. 3. On effectue enfin les additions et les soustractions, de gauche à droite.

Deux calculs qui n'ont que les parenthèses de différent

Comparer 5+3×4 et (5+3)×4.

  1. Dans 5+3×4, la multiplication passe avant : 3×4=12, puis 5+12=17.
  2. Dans (5+3)×4, la parenthèse passe avant : 5+3=8, puis 8×4=32.
  3. Les deux résultats, 17 et 32, montrent qu'une parenthèse n'est jamais décorative.

Un calcul à quatre opérations

Calculer A=2012÷4+2×3.

  1. Division et multiplication d'abord : 12÷4=3 et 2×3=6.
  2. Le calcul devient A=203+6.
  3. Puis de gauche à droite : 203=17, et 17+6=23. Donc A=23.
L'ordre des calculs dans une expressionLe calcul 20 moins 12 divisé par 4 plus 2 multiplié par 3 est écrit sur une première ligne : la division et la multiplication y sont soulignées, car elles se calculent en premier. La deuxième ligne montre le calcul devenu 20 moins 3 plus 6, où la soustraction de gauche est soulignée à son tour. La troisième ligne donne 17 plus 6, et la dernière le résultat 23.20 − 12 ÷ 4 + 2 × 3d'abord × et ÷20 − 3 + 6puis de gauche à droite17 + 6= 23
L'ordre des calculs dans une expression. Dans un calcul sans parenthèses, on effectue d'abord les multiplications et les divisions, puis les additions et les soustractions de gauche à droite : 20 − 12 ÷ 4 + 2 × 3 vaut donc 23.

Attention

Dans 203+6, on ne calcule pas 3+6 en premier. Additions et soustractions ont la même priorité : on avance strictement de gauche à droite. Calculer 209 donnerait 11, une erreur classique.

La distributivité : calculer plus vite

La distributivité est la propriété qui relie la multiplication à l'addition. C'est elle qui justifie la multiplication posée, et c'est surtout l'outil de calcul mental le plus rentable du chapitre.

k×(a+b)=k×a+k×betk×(ab)=k×ak×b
La distributivité de la multiplication sur l'addition et sur la soustraction.

Développer

Calculer 4×(2,5+7,5) de deux façons.

  1. En calculant la parenthèse d'abord : 4×10=40.
  2. En distribuant : 4×2,5+4×7,5=10+30=40.
  3. Les deux chemins donnent le même résultat, ce qui est exactement ce qu'affirme la propriété.

Méthode

Multiplier de tête par 99, 101, ou par 1,04

  1. Remplacer le facteur « presque rond » par une somme ou une différence : 99=1001, 101=100+1, 1,04=1+0,04.
  2. Distribuer la multiplication sur les deux termes.
  3. Effectuer les deux produits, qui sont maintenant immédiats, puis les ajouter ou les soustraire.

Trois calculs mentaux

Calculer 99×7, 101×4,5 et 25×1,04.

  1. 99×7=(1001)×7=7007=693.
  2. 101×4,5=(100+1)×4,5=450+4,5=454,5.
  3. 25×1,04=25×(1+0,04)=25+1=26.

Valeur approchée, arrondi et ordre de grandeur

Définition

Arrondi : L'arrondi d'un nombre à un rang donné est la valeur approchée la plus proche à ce rang. Pour arrondir, on regarde le chiffre situé juste après le rang demandé : s'il vaut 5 ou plus, on augmente de 1 le chiffre du rang ; sinon on le laisse tel quel.

Arrondir un nombre décimal

Arrondir 3,748 au dixième, puis au centième.

  1. Au dixième : le chiffre suivant est 4, donc on ne change rien. L'arrondi est 3,7.
  2. Au centième : le chiffre suivant est 8, donc on augmente le 4 d'une unité. L'arrondi est 3,75.
Arrondir 3,748 au dixièmeUne droite graduée va de 3,7 à 3,8, avec une graduation tous les centièmes et le milieu 3,75 marqué. Le nombre 3,748 est placé juste avant ce milieu, donc plus près de 3,7 que de 3,8.3,73,753,83,748on arrondit à 3,7on arrondit à 3,8
Arrondir 3,748 au dixième. Arrondir au dixième, c'est choisir le dixième le plus proche : 3,748 est situé avant le milieu 3,75, il est donc plus proche de 3,7, et son arrondi au dixième est 3,7.

Remarque

L'arrondi ne se confond pas avec la troncature, qui consiste simplement à couper les chiffres suivants sans rien changer. La troncature de 3,748 au dixième est 3,7, mais celle de 3,79 au dixième est 3,7 alors que son arrondi est 3,8.

Définition

Ordre de grandeur : L'ordre de grandeur d'un calcul est le résultat approché qu'on obtient en remplaçant chaque nombre par un nombre proche et simple. Il ne sert pas à donner le résultat, mais à vérifier qu'il est plausible.

Contrôler un résultat

Un élève annonce 2,7×4,1=110,7. Vérifier.

  1. Ordre de grandeur : 2,73 et 4,14, donc le produit vaut environ 3×4=12.
  2. Le résultat annoncé, 110,7, est environ dix fois trop grand : la virgule a été mal placée.
  3. Le résultat correct est 11,07.

Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'un nombre décimal ?

Un nombre décimal est un nombre qui peut s'écrire avec une partie entière, une virgule et un nombre fini de chiffres après la virgule, comme 12,5 ou 3,074. Tout nombre entier est aussi un nombre décimal, puisqu'il suffit de lui donner une partie décimale nulle : 8=8,0.

Dans quel ordre effectuer les opérations d'un calcul ?

On effectue d'abord les calculs entre parenthèses, en commençant par les plus intérieures, puis les multiplications et les divisions de gauche à droite, et enfin les additions et les soustractions de gauche à droite. C'est pour cela que 5+3×4 vaut 17 et non 32.

Pourquoi 7,4 est-il plus grand que 7,38 ?

Parce qu'on ne compare pas le nombre de chiffres après la virgule, mais leur valeur rang par rang. Les parties entières sont égales, et en écrivant 7,4=7,40 on compare les dixièmes : 4>3, donc 7,4>7,38.

Comment placer la virgule dans une multiplication de décimaux ?

On effectue d'abord la multiplication en ignorant les virgules, comme avec des entiers. On compte ensuite le nombre total de chiffres après la virgule dans les deux facteurs, et on place la virgule pour que le résultat en ait exactement autant. Ainsi 1,2×0,3 donne 36 puis 0,36.

Quelle est la différence entre le quotient d'une division euclidienne et un quotient décimal ?

Le quotient de la division euclidienne est un entier, accompagné d'un reste : 47=6×7+5. Le quotient décimal poursuit la division après la virgule : 47÷6 vaut environ 7,83. Le premier répond à « combien de parts entières ? », le second à « quelle est la valeur exacte du partage ? ».

À quoi sert l'ordre de grandeur si on doit quand même poser le calcul ?

Il sert à contrôler le résultat, pas à le remplacer. En remplaçant 2,7 par 3 et 4,1 par 4, on sait immédiatement que le produit doit valoir environ 12 : un résultat de 110,7 signale alors une virgule mal placée, avant même de refaire le calcul.

Comment poser une addition de nombres décimaux ?

On écrit les deux nombres l'un sous l'autre en alignant les virgules, ce qui place les unités sous les unités et les dixièmes sous les dixièmes. On complète si besoin avec des zéros pour que les deux nombres aient autant de chiffres après la virgule, on calcule comme avec des entiers, puis on descend la virgule dans le résultat : 12,50+3,75=16,25.

Comment multiplier un nombre décimal par 10, 100 ou 1000 ?

On déplace la virgule vers la droite de 1, 2 ou 3 rangs : 3,25×10=32,5 et 3,25×100=325. Pour diviser par 10, 100 ou 1000, on déplace la virgule du même nombre de rangs vers la gauche : 45,8÷10=4,58.

Comment arrondir un nombre décimal au dixième ?

On regarde le chiffre placé juste après le rang des dixièmes, c'est-à-dire le chiffre des centièmes. S'il vaut 5 ou plus, on augmente le chiffre des dixièmes de 1 ; sinon on le laisse tel quel. L'arrondi de 3,748 au dixième est donc 3,7, car le chiffre des centièmes est 4.

Peut-on supprimer les zéros d'un nombre décimal ?

Seulement ceux placés à la fin de la partie décimale ou devant la partie entière : 3,50=3,5 et 07,2=7,2. Un zéro situé entre la virgule et les autres chiffres, lui, change le nombre : 3,05 vaut trois unités et cinq centièmes, soit dix fois moins que les cinq dixièmes de 3,5.

Quiz : 20 questions sur ce chapitre

20 questions tirées au hasard parmi les 40 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.

Q1Quel est le chiffre des centièmes dans le nombre 47,308 ?

Exercices corrigés

30 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.

Exercice 1

Facile

On considère le nombre 305,082.

  1. Donner sa partie entière et sa partie décimale.
  2. Quel est le chiffre des centièmes ? Quel est le chiffre des dixièmes ?
  3. Décomposer ce nombre comme une somme.

Correction

1. La partie entière est 305 et la partie décimale est 082, c'est-à-dire 0,082.

2. Après la virgule, les chiffres sont dans l'ordre : dixièmes, centièmes, millièmes. Le chiffre des dixièmes est donc 0, celui des centièmes est 8.

3. 305,082=300+5+0,08+0,002.

Exercice 2

Facile

Compléter par <, > ou =.

  1. 5,75,68
  2. 12,3012,3
  3. 0,90,89
  4. 4,064,6

Correction

1. 5,7=5,70 et 70>68, donc 5,7>5,68.

2. Le zéro final ne change rien : 12,30=12,3.

3. 0,9=0,90 et 90>89, donc 0,9>0,89.

4. Les dixièmes valent 0 pour le premier et 6 pour le second, donc 4,06<4,6.

Exercice 3

Facile

Ranger dans l'ordre croissant les nombres suivants : 3,5 ; 3,05 ; 3,55 ; 3,4 ; 3,45.

Correction

On complète toutes les parties décimales à deux chiffres : 3,50 ; 3,05 ; 3,55 ; 3,40 ; 3,45.

Les parties entières sont toutes égales à 3, on compare donc les parties décimales : 05<40<45<50<55.

L'ordre croissant est : 3,05<3,4<3,45<3,5<3,55.

Exercice 4

Facile
  1. 14,7+8,56
  2. 23,49,75
  3. 0,8+12+3,25
  4. 10037,6

Correction

1. 14,70+8,56=23,26.

2. 23,409,75=13,65.

3. 0,80+12,00+3,25=16,05.

4. 100,037,6=62,4.

Exercice 5

Facile
  1. 4,17×10
  2. 0,035×100
  3. 6,2×1000
  4. 58×0,1
  5. 7,4×0,01

Correction

1. La virgule avance d'un rang : 41,7.

2. Elle avance de deux rangs : 3,5.

3. Elle avance de trois rangs : 6200.

4. Multiplier par 0,1, c'est diviser par 10 : 5,8.

5. La virgule recule de deux rangs : 0,074.

Exercice 6

Facile
  1. 45,8÷10
  2. 7÷100
  3. 320÷1000
  4. 0,9÷10
  5. 1250÷100

Correction

1. 4,58.

2. 0,07.

3. 0,32.

4. 0,09.

5. 12,5.

Exercice 7

Facile
  1. 2,5×4
  2. 1,2×0,3
  3. 0,5×0,5
  4. 6,5×8

Correction

1. 25×4=100, une décimale au total : 10,0, soit 10.

2. 12×3=36, deux décimales : 0,36.

3. 5×5=25, deux décimales : 0,25.

4. 65×8=520, une décimale : 52.

Exercice 8

Facile

Calculer en détaillant les étapes.

  1. A=7+2×5
  2. B=203×4
  3. C=18÷3+4
  4. D=6×28÷4

Correction

1. 2×5=10, puis A=7+10=17.

2. 3×4=12, puis B=2012=8.

3. 18÷3=6, puis C=6+4=10.

4. 6×2=12 et 8÷4=2, puis D=122=10.

Exercice 9

Facile
  1. Effectuer la division euclidienne de 87 par 5, puis écrire l'égalité correspondante.
  2. Effectuer la division euclidienne de 124 par 9.

Correction

1. 5×17=85 et 5×18=90>87. Le quotient est 17, le reste 8785=2, et 2<5.

87=5×17+2

2. 9×13=117 et 9×14=126>124. Le quotient est 13 et le reste 124117=7.

124=9×13+7

Exercice 10

Facile

Calculer les quotients suivants, qui sont tous exacts.

  1. 7÷4
  2. 9÷8
  3. 63÷5

Correction

1. 7÷4=1,75.

2. 9÷8=1,125.

3. 63÷5=12,6.

Remarque

On peut toujours vérifier une division par la multiplication : 1,75×4=7.

Exercice 11

Moyen
  1. A=(12+8)÷4
  2. B=12+8÷4
  3. C=5×(93,5)
  4. D=30(4+2×6)

Correction

1. 12+8=20, puis A=20÷4=5.

2. 8÷4=2, puis B=12+2=14.

3. 93,5=5,5, puis C=5×5,5=27,5.

4. Dans la parenthèse, la multiplication d'abord : 2×6=12, puis 4+12=16. Enfin D=3016=14.

Remarque

Les questions 1 et 2 contiennent exactement les mêmes nombres et les mêmes opérations, et donnent 5 et 14 : les parenthèses font toute la différence.

Exercice 12

Moyen

Développer puis calculer.

  1. 6×(10+0,5)
  2. 8×(202,5)
  3. 0,5×(14+6)

Correction

1. 6×10+6×0,5=60+3=63.

2. 8×208×2,5=16020=140.

3. 0,5×14+0,5×6=7+3=10. On pouvait aussi calculer la parenthèse d'abord : 0,5×20=10.

Exercice 13

Moyen

Calculer de tête, en décomposant le facteur presque rond.

  1. 99×12
  2. 102×3,5
  3. 40×1,25

Correction

1. 99×12=(1001)×12=120012=1188.

2. 102×3,5=(100+2)×3,5=350+7=357.

3. 40×1,25=40×(1+0,25)=40+10=50.

Exercice 14

Moyen

Amine achète 2 kg de tomates à 6,50 DH le kilogramme, 1,5 kg d'oignons à 4 DH le kilogramme et un pain à 1,20 DH.

  1. Calculer le prix des tomates, puis celui des oignons.
  2. Calculer le montant total de ses achats.
  3. Il paie avec un billet de 50 DH. Combien lui rend-on ?

Correction

1. Tomates : 2×6,50=13 DH. Oignons : 1,5×4=6 DH.

2. Total : 13+6+1,20=20,20 DH.

3. On lui rend 5020,20=29,80 DH.

Exercice 15

Moyen
  1. Encadrer 12,47 à l'unité près.
  2. Encadrer 12,47 au dixième près.
  3. Donner trois nombres décimaux compris entre 5,2 et 5,3.

Correction

1. 12<12,47<13.

2. 12,4<12,47<12,5.

3. Par exemple 5,21, 5,25 et 5,29. Il en existe en réalité une infinité : 5,201, 5,2001, et ainsi de suite.

Exercice 16

Moyen

Arrondir le nombre 17,0649 :

  1. à l'unité,
  2. au dixième,
  3. au centième,
  4. au millième.

Correction

1. Le chiffre suivant est 0, donc l'arrondi à l'unité est 17.

2. Après le rang des dixièmes vient 6, donc on augmente : l'arrondi au dixième est 17,1.

3. Après le rang des centièmes vient 4, donc on ne change rien : l'arrondi au centième est 17,06.

4. Après le rang des millièmes vient 9, donc on augmente : l'arrondi au millième est 17,065.

Attention

Les arrondis se calculent tous à partir du nombre de départ, jamais à partir de l'arrondi précédent : arrondir 17,0649 au centième donne 17,06, alors qu'arrondir 17,065 au centième donnerait 17,07.

Exercice 17

Moyen

Sans poser les opérations, donner un ordre de grandeur de chaque calcul, puis dire si le résultat proposé est plausible.

  1. 4,9×19,8, résultat proposé : 97,02.
  2. 302×0,48, résultat proposé : 1449,6.
  3. 1,03×7,9, résultat proposé : 8,137.

Correction

1. 4,95 et 19,820, donc le produit vaut environ 100. Le résultat 97,02 est plausible.

2. 302300 et 0,480,5, donc le produit vaut environ 150. Le résultat 1449,6 est dix fois trop grand : il est faux.

3. 1,031 et 7,98, donc le produit vaut environ 8. Le résultat 8,137 est plausible.

Exercice 18

Moyen

Une voiture consomme en moyenne 6,4 litres de carburant pour 100 km. Le litre coûte 12,50 DH.

  1. Quelle quantité de carburant consomme-t-elle pour un trajet de 350 km ?
  2. Quel est le coût de ce trajet ?

Correction

1. Pour 1 km, la consommation est de 6,4÷100=0,064 litre.

Pour 350 km : 0,064×350=22,4 litres.

2. Le coût vaut 22,4×12,50=280 DH.

Remarque

Vérification par ordre de grandeur : environ 22 litres à environ 12 DH font environ 264 DH. Le résultat est du bon ordre.

Exercice 19

Moyen

Calculer, puis répondre à la question posée.

  1. 40×0,5 puis 40÷0,5
  2. 12×0,25 puis 12÷0,25
  3. Multiplier un nombre par 0,1, est-ce le rendre plus grand ou plus petit ?

Correction

1. 40×0,5=20 et 40÷0,5=80. Multiplier par 0,5 revient à prendre la moitié, diviser par 0,5 revient à doubler.

2. 12×0,25=3 et 12÷0,25=48.

3. Multiplier par 0,1 rend le nombre dix fois plus petit : c'est la même chose que diviser par 10.

Remarque

La phrase « multiplier agrandit, diviser diminue » est vraie tant qu'on reste au-dessus de 1, et fausse dès qu'on passe en dessous.

Exercice 20

Moyen

Un professeur répartit 250 cahiers entre 12 classes, en donnant le même nombre de cahiers à chaque classe.

  1. Combien de cahiers reçoit chaque classe ?
  2. Combien de cahiers restent-ils ?
  3. Combien de cahiers faudrait-il ajouter pour qu'il ne reste rien ?

Correction

1. On effectue la division euclidienne de 250 par 12 : 12×20=240 et 12×21=252>250. Chaque classe reçoit donc 20 cahiers.

2. Le reste vaut 250240=10 cahiers.

3. Il faudrait 2 cahiers de plus pour atteindre 252=12×21, et chaque classe en recevrait alors 21.

Exercice 21

Moyen

Trouver le nombre caché dans chaque égalité.

  1. 4,7+=10
  2. ×6=27
  3. 15=8,25

Correction

1. 104,7=5,3, donc le nombre cherché est 5,3.

2. 27÷6=4,5, donc le nombre cherché est 4,5.

3. 158,25=6,75, donc le nombre cherché est 6,75.

Remarque

Dans chaque cas, on retrouve le nombre manquant en effectuant l'opération inverse de celle qui figure dans l'égalité.

Exercice 22

Moyen

Un terrain rectangulaire mesure 18,5 m de longueur et 12,4 m de largeur. On veut l'entourer d'un grillage vendu 27,50 DH le mètre.

  1. Calculer le périmètre du terrain.
  2. Calculer le prix du grillage nécessaire.
  3. On laisse une ouverture de 3 m pour un portail. Quelle économie réalise-t-on ?

Correction

1. P=2×(18,5+12,4)=2×30,9=61,8 m.

2. 61,8×27,50=1699,50 DH.

3. Les 3 m non grillagés coûteraient 3×27,50=82,50 DH : c'est l'économie réalisée. Le grillage revient alors à 1699,5082,50=1617 DH.

Exercice 23

Difficile

Une famille a consommé 148 kWh d'électricité. Le prix est de 0,9 DH par kWh pour les 100 premiers kWh, puis de 1,2 DH par kWh au-delà. S'ajoute une taxe fixe de 15,50 DH.

  1. Calculer le prix des 100 premiers kWh.
  2. Calculer le prix des kWh suivants.
  3. Calculer le montant total de la facture.
  4. Quelle aurait été la facture avec un tarif unique de 1 DH par kWh ?

Correction

1. 100×0,9=90 DH.

2. Au-delà de 100 kWh, il reste 148100=48 kWh, facturés 48×1,2=57,60 DH.

3. Total : 90+57,60+15,50=163,10 DH.

4. Avec un tarif unique : 148×1+15,50=163,50 DH, soit 0,40 DH de plus.

Remarque

Le tarif par tranches est ici très légèrement plus avantageux, mais l'écart se creuse dès que la consommation augmente : à 300 kWh, les deux tarifs donneraient 345,50 DH contre 315,50 DH.

Exercice 24

Difficile

Calculer en respectant strictement les priorités.

  1. A=50[3×(4+2,5)]
  2. B=[(186)÷4]×(2+0,5)
  3. C=2×[10(3×21)]+4,5

Correction

1. Parenthèse intérieure : 4+2,5=6,5. Puis 3×6,5=19,5. Enfin A=5019,5=30,5.

2. 186=12, puis 12÷4=3. À côté, 2+0,5=2,5. Enfin B=3×2,5=7,5.

3. Dans la parenthèse la plus intérieure : 3×2=6, puis 61=5. Ensuite 105=5, puis 2×5=10. Enfin C=10+4,5=14,5.

Méthode

La règle qui évite l'erreur

  1. Repérer la parenthèse la plus intérieure et la calculer en premier.
  2. Réécrire tout le calcul avec le résultat trouvé, sans sauter d'étape.
  3. Recommencer jusqu'à ce qu'il ne reste plus de parenthèses, puis appliquer l'ordre habituel.

Exercice 25

Difficile

Un cahier coûte 8 DH à l'unité. Deux libraires proposent :

  • Libraire A : un lot de 5 cahiers pour 36 DH.
  • Libraire B : 10 % de réduction sur le prix unitaire, quel que soit le nombre de cahiers.
  1. Quel est le prix d'un cahier chez chaque libraire ?
  2. Laquelle des deux offres est la plus avantageuse ?
  3. Combien coûtent 20 cahiers chez chacun ?

Correction

1. Chez A : 36÷5=7,20 DH le cahier. Chez B : une réduction de 10 % de 8 DH vaut 8×0,1=0,80 DH, donc le cahier coûte 80,80=7,20 DH.

2. Les deux prix unitaires sont identiques : 7,20 DH. Aucune des deux offres n'est plus avantageuse que l'autre sur le prix.

3. Chez A, 20 cahiers font 4 lots de 5 : 4×36=144 DH. Chez B : 20×7,20=144 DH. Le total est le même.

Remarque

L'offre B reste préférable en pratique pour un nombre de cahiers qui n'est pas un multiple de 5 : pour 7 cahiers, B demande 50,40 DH, alors que A oblige à acheter 10 cahiers, soit 72 DH.

Exercice 26

Difficile

Un boulanger utilise 0,25 kg de farine par pain. Il achète la farine en sacs de 50 kg à 310 DH le sac, et vend chaque pain 1,40 DH.

  1. Combien de pains peut-il fabriquer avec un sac ?
  2. Quel est le coût de la farine pour un pain ?
  3. Quel bénéfice fait-il sur un pain, si la farine est sa seule dépense ?
  4. Quel bénéfice réalise-t-il avec un sac entier ?

Correction

1. 50÷0,25=200 pains.

2. 310÷200=1,55 DH de farine par pain.

3. Le pain est vendu 1,40 DH et coûte 1,55 DH : le boulanger perd 0,15 DH sur chaque pain.

4. Sur un sac entier : 200×0,15=30 DH de perte. On le retrouve directement par 200×1,40310=280310=30 DH.

Attention

Un résultat négatif n'est pas forcément une erreur de calcul : ici il signifie simplement que le prix de vente ne couvre pas la dépense. Les nombres négatifs sont étudiés dans le chapitre sur les nombres relatifs.

Exercice 27

Difficile

Dire si chaque affirmation est vraie ou fausse, et justifier.

  1. Un nombre qui a trois chiffres après la virgule est toujours plus grand qu'un nombre qui n'en a qu'un.
  2. Le produit de deux nombres décimaux est toujours plus grand que chacun d'eux.
  3. Dans une division euclidienne par 7, le reste peut valoir 7.
  4. 0,1×0,1=0,01.

Correction

1. Faux. 0,125 a trois décimales et 9,5 n'en a qu'une, pourtant 0,125<9,5. Le nombre de décimales ne dit rien sur la taille du nombre.

2. Faux. 0,5×0,5=0,25, qui est plus petit que 0,5. Un produit n'agrandit que si les facteurs dépassent 1.

3. Faux. Par définition, le reste est strictement inférieur au diviseur : 0r<7. Un reste égal à 7 signifierait qu'on peut encore retirer un 7, donc que le quotient est trop petit.

4. Vrai. 1×1=1, et il y a deux chiffres après la virgule au total, donc le résultat est 0,01.

Exercice 28

Difficile

Une classe de 36 élèves part de Marrakech pour Essaouira, à 175 km. Le car est loué 2340 DH, et chaque élève paie une entrée de musée de 12,50 DH. Le car roule à 70 km/h de moyenne.

  1. Quelle est la durée du trajet aller ?
  2. Quelle somme chaque élève doit-il verser pour la location du car ?
  3. Quel est le coût total du voyage pour un élève ?
  4. L'association des parents verse 500 DH. Quel est alors le coût par élève ?

Correction

1. 175÷70=2,5 heures, soit 2 heures et 30 minutes.

2. 2340÷36=65 DH par élève.

3. 65+12,50=77,50 DH par élève.

4. La dépense totale vaut 2340+36×12,50=2340+450=2790 DH. Après la subvention : 2790500=2290 DH, soit 2290÷3663,61 DH par élève.

Remarque

La division 2290÷36 ne tombe pas juste. On donne donc une valeur approchée au centième, ce qui suffit largement pour une somme d'argent.

Exercice 29

Difficile

On considère le programme de calcul suivant :

  1. Choisir un nombre.
  2. Le multiplier par 4.
  3. Ajouter 6 au résultat.
  4. Diviser le tout par 2.

Répondre aux questions :

  1. Quel résultat obtient-on en partant de 5 ?
  2. Quel résultat obtient-on en partant de 2,5 ?
  3. Quel nombre faut-il choisir au départ pour obtenir 19 ?

Correction

1. 5×4=20, puis 20+6=26, puis 26÷2=13.

2. 2,5×4=10, puis 10+6=16, puis 16÷2=8.

3. On remonte le programme en effectuant les opérations inverses, dans l'ordre inverse.

  1. Avant la division par 2, le nombre valait 19×2=38.
  2. Avant l'ajout de 6, il valait 386=32.
  3. Avant la multiplication par 4, il valait 32÷4=8.

Le nombre choisi au départ était donc 8. Vérification : 8×4=32, 32+6=38, 38÷2=19.

Exercice 30

Difficile

Une coopérative vend l'huile d'argan en bidons de 0,25 L à 95 DH, ou en bidons de 2 L à 720 DH.

  1. Calculer le prix d'un litre dans chaque conditionnement.
  2. Quel conditionnement est le plus avantageux, et de combien par litre ?
  3. Un restaurateur a besoin de 5 L. Calculer le prix avec chaque conditionnement.
  4. Il ne dispose que de 1900 DH. Quelle quantité maximale peut-il acheter, et comment ?

Correction

1. Petit bidon : 95÷0,25=380 DH le litre. Grand bidon : 720÷2=360 DH le litre.

2. Le grand bidon est plus avantageux, de 380360=20 DH par litre.

3. En petits bidons, 5 L font 5÷0,25=20 bidons, soit 20×95=1900 DH. En grands bidons, 5 L font 2,5 bidons : il faut donc en acheter 3, soit 3×720=2160 DH pour 6 L.

4. Avec 1900 DH, il peut prendre 2 grands bidons (1440 DH) et il lui reste 460 DH. Avec ce reste, il achète 4 petits bidons (380 DH), soit 1 L de plus.

Il obtient ainsi 4+1=5 litres pour 1440+380=1820 DH, alors que 5 litres en petits bidons lui auraient coûté 1900 DH. Il économise 80 DH.

Remarque

L'exercice montre qu'un raisonnement en prix au litre ne suffit pas toujours : ce qui décide, c'est ce qu'on peut réellement acheter avec la somme dont on dispose.