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Les nombres rationnels

Un nombre rationnel peut s’écrire comme le quotient de deux entiers, avec un dénominateur non nul. Par exemple, −3/4 est rationnel. Le même nombre possède plusieurs écritures : −3/4 = −6/8 = −0,75. En 2AC, on apprend à reconnaître ces écritures, à les simplifier et à comparer les nombres qu’elles représentent.

Conforme au programme officiel du Ministère de l'Éducation Nationale (2025-2026) · Mis à jour le

À la fin de ce chapitre, vous saurez

  • Reconnaître et écrire un nombre rationnel
  • Déterminer le signe d’un quotient
  • Simplifier une fraction et vérifier une égalité
  • Repérer et comparer des rationnels

PrérequisTables de multiplication et critères de divisibilité · Fractions positives · Comparaison des nombres relatifs

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Qu’est-ce qu’un nombre rationnel ?

Définition

Nombre rationnel : Un nombre rationnel s’écrit , où a et b sont des entiers et . On choisit généralement une écriture avec un dénominateur positif. a est le numérateur ; b est le dénominateur.

Un entier est rationnel : . Un décimal est aussi rationnel : . Le nombre est rationnel même si son écriture décimale ne s’arrête pas. Il n’est pas nécessaire d’effectuer la division pour le reconnaître.

Attention

La fraction ne désigne aucun nombre. En revanche, . Le numérateur peut être nul, le dénominateur ne le peut jamais.

Comment placer le signe d’une fraction ?

Propriété

Signe du quotient

Deux entiers non nuls de même signe donnent un quotient positif. Deux entiers de signes contraires donnent un quotient négatif. Ainsi, et .

Choisir un dénominateur positif

Réécrire et .

  1.  : un seul signe négatif.
  2.  : deux signes négatifs.

Pourquoi deux fractions peuvent-elles être égales ?

Deux bandes de même longueur montrent trois quarts et six huitièmes de la même unité.
Trois quarts et six huitièmes représentent la même quantité : 3/4 = 6/8 = 0,75.

Propriété

Écritures équivalentes

Multiplier ou diviser le numérateur et le dénominateur par un même nombre non nul ne change pas le quotient. Pour et , .

Sur l’image, trois quarts d’une bande représentent la même longueur que six huitièmes de la même bande. Les parts sont deux fois plus petites, mais on en prend deux fois plus. Les fractions désignent une quantité, pas seulement une paire de nombres.

Fabriquer une écriture utile

Écrire avec le dénominateur 12.

  1. Comme , multiplie aussi le numérateur par 4.
  2. .

Comment simplifier une fraction ?

Méthode

Réduire étape par étape

  1. Place le signe devant la fraction et garde un dénominateur positif.
  2. Cherche un diviseur commun au numérateur et au dénominateur.
  3. Divise les deux par ce diviseur.
  4. Recommence jusqu’à ne plus trouver de diviseur commun autre que 1.

Une fraction négative

Simplifier .

  1. 42 et 56 sont divisibles par 7 : .
  2. 6 et 8 sont divisibles par 2 : .
  3. 3 et 4 n’ont pas de diviseur commun supérieur à 1 : la fraction est irréductible.

Attention

On simplifie des facteurs communs, pas des chiffres qui se ressemblent. Dans , la justification correcte est de diviser les deux nombres par 16 pour obtenir .

Comment vérifier l’égalité de deux rationnels ?

Propriété

Produits en croix

Pour et , si et seulement si . Cette propriété permet de tester une égalité sans utiliser de valeur approchée.

Deux écritures à tester

Les nombres et sont-ils égaux ?

  1. et .
  2. Les produits sont égaux : les deux fractions désignent le même nombre.

Comment comparer des nombres rationnels ?

Méthode

Une méthode sûre

  1. Compare d’abord les signes : un négatif est inférieur à un positif.
  2. Si nécessaire, écris les deux fractions avec le même dénominateur positif.
  3. Compare alors leurs numérateurs comme des nombres relatifs.

Comparer deux négatifs

Comparer et .

  1. Avec le dénominateur 12, on obtient et .
  2. Comme , alors .

Pour deux fractions positives de même numérateur non nul, la plus grande est celle dont le dénominateur est le plus petit : . Ce raccourci ne s’applique pas tel quel à deux fractions négatives. Le dénominateur commun reste une méthode fiable dans tous les cas.

Placer un rationnel sur une droite graduée

Repérer trois quarts négatifs

Placer .

  1. Partage l’unité entre 0 et −1 en quatre intervalles égaux.
  2. À partir de 0, avance de trois intervalles vers la gauche.
  3. Le point obtenu est entre −1 et 0, à la distance 0,75 de zéro.

Un rationnel peut dépasser une unité : se place entre 1 et 2. Pour lire une fraction sur un axe, compte les intervalles de l’unité, puis le nombre d’intervalles depuis l’origine. Ne compte pas les traits à la place des espaces.

Valeur exacte et valeur approchée

NombreÉcriture décimaleÀ retenir
0,375Égalité exacte
0,666…Décimales qui se répètent
Arrondi au centièmeValeur approchée

Garde les fractions pendant un calcul exact. Remplacer trop tôt par 0,67 peut modifier la réponse finale. Le symbole = signifie « exactement égal » ; le symbole annonce une approximation.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’un nombre rationnel en 2AC ?

C’est un nombre qui peut s’écrire comme une fraction d’entiers dont le dénominateur est non nul. −2/3, 5 et 0,75 sont des exemples.

Comment simplifier un nombre rationnel ?

Divise le numérateur et le dénominateur par un même diviseur non nul. Par exemple, −18/24 = −3/4 en divisant par 6.

Comment comparer deux fractions négatives ?

Écris-les avec un dénominateur commun positif, puis compare leurs numérateurs. Ainsi, −5/6 = −10/12 est inférieur à −3/4 = −9/12.

Tous les rationnels ont-ils une écriture décimale finie ?

Non. 3/4 = 0,75 a une écriture finie, mais 1/3 = 0,333… ne s’arrête pas. Les deux nombres sont rationnels.

Quiz : 12 questions sur ce chapitre

12 questions tirées au hasard parmi les 12 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 dénominateur est interdit ?

Bonne réponse : 0

Un quotient n’est défini que si son dénominateur est non nul.

Q25/(−7) est égal à…

Bonne réponse : −5/7

Un seul signe négatif rend le quotient négatif sans inverser ses termes.

Q3(−4)/(−9) est…

Bonne réponse : positif

Le quotient de deux nombres négatifs non nuls est positif.

Q412/18 simplifié vaut…

Bonne réponse : 2/3

Diviser 12 et 18 par 6 donne 2/3, qui est irréductible.

Q50,25 s’écrit…

Bonne réponse : 1/4

0,25 = 25/100 = 1/4 ; le dénominateur 100 traduit les centièmes.

Q6Quelle fraction égale 3/5 ?

Bonne réponse : 9/15

On multiplie le numérateur et le dénominateur par le même nombre, ici 3.

Q7Le plus petit est…

Bonne réponse : −7/8

Au même dénominateur positif, on compare −7, −3 et 1.

Q81/3 = 0,33 est…

Bonne réponse : faux : 0,33 est une approximation

L’écriture décimale de 1/3 continue ; 0,33 n’est pas la valeur exacte.

Q90/(−6) vaut…

Bonne réponse : 0

Le numérateur est nul et le dénominateur non nul : le quotient vaut zéro.

Q107/4 se situe…

Bonne réponse : entre 1 et 2

7/4 = 1 + 3/4 ; le nombre dépasse 1 sans atteindre 2.

Q11Pour tester a/b = c/d, on compare…

Bonne réponse : ad et bc

Avec des dénominateurs non nuls, l’égalité équivaut à celle des produits en croix.

Q12L’opposé de −2/3 est…

Bonne réponse : 2/3

L’opposé change le signe ; il n’échange pas le numérateur et le dénominateur.

Exercices corrigés

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

Exercice 1

Facile

Parmi , , et , quelles écritures représentent des rationnels ?

Correction

, et sont rationnels.

n’est pas défini : son dénominateur est nul.

Exercice 2

Facile

Réécris avec un dénominateur positif : , et .

Correction

Les deux premières écritures deviennent et .

La troisième vaut 0 ; on peut l’écrire .

Exercice 3

Facile

Écris et avec le dénominateur 20.

Correction

Multiplie les deux termes de par 4 : .

Multiplie les deux termes de par 5 : .

Exercice 4

Facile

Simplifie et .

Correction

Divise 18 et 30 par 6 : .

Divise 45 et 60 par 15 : .

Exercice 5

Moyen

Les fractions et sont-elles égales ?

Correction

Les produits en croix valent et .

Les fractions sont égales. On pouvait aussi les simplifier toutes deux en .

Exercice 6

Moyen

Compare et .

Correction

Au dénominateur 24, elles deviennent et .

Puisque , alors .

Exercice 7

Moyen

Range dans l’ordre croissant : , , 0 et .

Correction

Les négatifs précèdent 0, puis les positifs. Entre les négatifs, −5 < −3 au même dénominateur.

L’ordre est .

Exercice 8

Moyen

Transforme en fraction d’entiers irréductible.

Correction

Multiplie le numérateur et le dénominateur par 100 : .

Divise ensuite par 15 : .

Exercice 9

Difficile

L’unité d’un axe mesure 6 cm. Où placer le point d’abscisse par rapport à l’origine ?

Correction

Un sixième d’unité mesure 1 cm. Cinq sixièmes mesurent 5 cm.

Le signe négatif impose de placer le point 5 cm à gauche de l’origine.

Exercice 10

Difficile

Deux élèves ont réussi respectivement 7 questions sur 12 et 5 sur 8. Qui a la plus grande proportion de bonnes réponses ?

Correction

On compare et .

Le second élève a la plus grande proportion. Comparer seulement les nombres 7 et 5 aurait été trompeur.