5ème Calcul numérique priorités opératoiresparenthèsesdivision décimalesomme et produitprogramme de calculcalcul mental

Priorités opératoires

Priorités opératoires en 5ème : enchaînement d'opérations, parenthèses, sommes et produits, division par un nombre décimal, distributivité simple, programmes de calcul et contrôle de la vraisemblance d'un résultat.

Définitions

Définition 1 — somme, produit, termes et facteurs. Une expression prend le nom de la dernière opération que l’on effectue. Si c’est une addition, l’expression est une somme et ses parties sont des termes ; si c’est une multiplication, c’est un produit de facteurs ; si c’est une division, c’est un quotient (avec un dividende et un diviseur). Exemple : 5+3×45 + 3 \times 4 est une somme de deux termes, 55 et 3×43 \times 4, car l’addition se fait en dernier ; (5+3)×4(5 + 3) \times 4 est un produit de deux facteurs, 5+35 + 3 et 44.

ExpressionDernière opérationNomSes parties
5+3×45 + 3 \times 4l’additionune sommeles termes 55 et 3×43 \times 4
(5+3)×4(5 + 3) \times 4la multiplicationun produitles facteurs 5+35 + 3 et 44
12−8+212 - 8 + 2l’additionune sommeles termes 12−812 - 8 et 22
20÷(2+3)20 \div (2 + 3)la divisionun quotientdividende 2020, diviseur 2+32 + 3

Définition 2 — programme de calcul. Un programme de calcul est une suite d’instructions appliquée à un nombre de départ. Exemple : « choisir un nombre ; lui ajouter 3 ; multiplier le résultat par 9 ; enlever 5 » appliqué à 77 donne (7+3)×9−5=85(7 + 3) \times 9 - 5 = 85.

Définition 3 — ordre de grandeur. Un ordre de grandeur d’un résultat est une valeur approchée simple, obtenue en remplaçant les nombres par des nombres « ronds » proches. Il sert à contrôler la vraisemblance d’un résultat. Exemple : 19×21≈20×20=40019 \times 21 \approx 20 \times 20 = 400 : un résultat annoncé de 399399 est vraisemblable, un résultat de 4 0004\,000 ne l’est pas.

Propriétés

Propriété 1 — l’ordre des calculs. Dans une expression, on effectue :

RangOpérationsRemarque
1les parenthèses (  )(\;)en commençant par les plus intérieures
2les multiplications ×\times et divisions ÷\divde gauche à droite
3les additions ++ et soustractions −-de gauche à droite

Sans règle commune, 5+3×45 + 3 \times 4 aurait deux résultats possibles, 1717 et 3232 : les priorités garantissent que tout le monde lit le calcul de la même façon. Exemple : 5+3×4=5+12=175 + 3 \times 4 = 5 + 12 = 17, mais (5+3)×4=8×4=32(5 + 3) \times 4 = 8 \times 4 = 32 : les parenthèses servent à forcer un calcul à passer en premier.

Propriété 2 — à priorité égale, de gauche à droite. Quand une expression ne contient que des additions et des soustractions (ou que des multiplications et des divisions), on calcule de gauche à droite. Exemple : 12−8+2=(12−8)+2=4+2=612 - 8 + 2 = (12 - 8) + 2 = 4 + 2 = 6. Calculer 8+28 + 2 d’abord donnerait 12−10=212 - 10 = 2, ce qui est faux.

Propriété 3 — distributivité simple. Pour tous nombres kk, aa et bb :

k×(a+b)=k×a+k×bk×(a−b)=k×a−k×bk \times (a + b) = k \times a + k \times b \qquad\qquad k \times (a - b) = k \times a - k \times b

Elle transforme un produit en somme (ou l’inverse). Exemple : 7×102=7×100+7×2=7147 \times 102 = 7 \times 100 + 7 \times 2 = 714.

Propriété 4 — quotient inchangé. Multiplier le dividende et le diviseur par un même nombre ne change pas le quotient. Exemple : 7,2÷0,4=72÷4=187{,}2 \div 0{,}4 = 72 \div 4 = 18 (on a multiplié les deux nombres par 1010).

Méthodes

Méthode 1 — calculer une expression sans parenthèses.

  1. Repérer les multiplications et les divisions, et les effectuer d’abord (Propriété 1).
  2. Effectuer ensuite les additions et les soustractions, de gauche à droite (Propriété 2).

Exemple : 5,5+6×2,4=5,5+14,4=19,95{,}5 + 6 \times 2{,}4 = 5{,}5 + 14{,}4 = 19{,}9 ; 16,2−9,4+3,8=6,8+3,8=10,616{,}2 - 9{,}4 + 3{,}8 = 6{,}8 + 3{,}8 = 10{,}6.

Méthode 2 — calculer une expression avec parenthèses.

  1. Calculer d’abord ce qui est entre parenthèses, en commençant par les plus intérieures.
  2. À l’intérieur d’une parenthèse, les priorités s’appliquent aussi (Propriété 1).
  3. Terminer le calcul avec la Méthode 1.

Exemple : 3×(4+2×5)=3×(4+10)=3×14=423 \times (4 + 2 \times 5) = 3 \times (4 + 10) = 3 \times 14 = 42.

Méthode 3 — nommer un calcul : somme ou produit.

  1. Chercher la dernière opération que l’on effectuerait en suivant les priorités.
  2. Donner son nom à l’expression (Définition 1) : somme, différence, produit ou quotient.

Exemple : dans 10−(1+6)10 - (1 + 6), la dernière opération est la soustraction : c’est une différence, de termes 1010 et 1+61 + 6. Elle vaut 10−7=310 - 7 = 3, alors que 10−1+6=1510 - 1 + 6 = 15 : les parenthèses changent tout.

Méthode 4 — diviser par un nombre décimal.

  1. Multiplier le dividende et le diviseur par 1010, 100100… jusqu’à ce que le diviseur soit entier (Propriété 4).
  2. Effectuer la division par un nombre entier obtenue.
  3. Vérifier en multipliant le quotient par le diviseur de départ.

Exemple : 7,2÷0,4=72÷4=187{,}2 \div 0{,}4 = 72 \div 4 = 18, et 18×0,4=7,218 \times 0{,}4 = 7{,}2 : c’est bon. De même 5,6÷0,07=560÷7=805{,}6 \div 0{,}07 = 560 \div 7 = 80 et 3÷1,5=30÷15=23 \div 1{,}5 = 30 \div 15 = 2. Diviser par un nombre plus petit que 11 donne un résultat plus grand que le dividende : c’est normal, on cherche combien de fois 0,40{,}4 entre dans 7,27{,}2.

Méthode 5 — traduire un programme de calcul.

  1. Écrire les étapes dans l’ordre, en une seule expression.
  2. Ajouter une parenthèse chaque fois qu’une étape doit être terminée avant la suivante.
  3. Pour calculer le résultat, remplacer la lettre par le nombre de départ et appliquer les Méthodes 1 et 2.

Exemple : « choisir un nombre ; lui ajouter 3 ; multiplier le résultat par 9 ; enlever 5 » se traduit par (n+3)×9−5(n + 3) \times 9 - 5. Pour n=7n = 7 : (7+3)×9−5=10×9−5=85(7 + 3) \times 9 - 5 = 10 \times 9 - 5 = 85.

Méthode 6 — calculer mentalement avec la distributivité.

  1. Repérer un nombre proche d’un nombre « rond » (99≈10099 \approx 100, 102≈100102 \approx 100…).
  2. Découper le produit avec la Propriété 3, ou regrouper les facteurs faciles.

Exemple : 99×7=100×7−7=69399 \times 7 = 100 \times 7 - 7 = 693 ; 7×102=700+14=7147 \times 102 = 700 + 14 = 714 ; 2×17×5=(2×5)×17=1702 \times 17 \times 5 = (2 \times 5) \times 17 = 170 ; 25×12=25×4×3=30025 \times 12 = 25 \times 4 \times 3 = 300.

Méthode 7 — contrôler la vraisemblance d’un résultat.

  1. Estimer un ordre de grandeur du résultat attendu (Définition 3).
  2. Comparer le résultat obtenu à cet ordre de grandeur et au bon sens (unités, taille des objets).
  3. En cas de désaccord, chercher l’erreur : priorité oubliée, virgule mal placée, mauvaise unité.

Exemple : « une personne mesure 8,128{,}12 m » ou « l’aire d’un champ vaut 1515 cm² » sont impossibles : 1515 cm², c’est la surface d’un timbre. En revanche 19×21≈40019 \times 21 \approx 400 est cohérent car 20×20=40020 \times 20 = 400.

Pièges classiques

  • Oublier la règle « de gauche à droite » : 12−8+2=612 - 8 + 2 = 6, et non 22 (Propriété 2). La soustraction ne « regroupe » pas ce qui la suit.
  • La calculatrice ne devine pas les parenthèses : pour calculer 12+84\dfrac{12 + 8}{4}, il faut taper (12+8)/4. En tapant 12+8/4, la machine applique les priorités et affiche 12+2=1412 + 2 = 14 au lieu de 55.
  • S’étonner qu’une division « agrandisse » : diviser par un nombre plus petit que 11 donne un résultat plus grand que le dividende (7,2÷0,4=187{,}2 \div 0{,}4 = 18) — c’est normal (Méthode 4).

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