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Exercice : ÉchauffementExpressions algébriques/Exercices/Échauffement », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.
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Simplifier les expressions suivantes :
a) ( x − y ) 3 − ( x 3 − y 3 )
b) x 2 − y 2 x 3 − y 3
c) x 3 − 1 x 3 − 3 x 2 + 3 x − 1
d) x 3 + 27 x 2 + 3 x
e) ( x 2 + x + 1 ) ( x 2 − x + 1 ) x 6 − 1
f) x 6 + 2 x 3 y 3 + y 6 x 2 + 2 x y + y 2
g) ( x + 1 ) 4 − ( x − 1 ) 4 8 x 5 + 16 x 3 + 8 x
h) x 8 − y 8 x 6 − x 4 y 2 + x 2 y 4 − y 6
i) x 3 + 1 ( x 2 − 1 ) ( x 2 − x + 1 )
a) Corrigé
( x − y ) 3 − ( x 3 − y 3 ) = ( x − y ) 3 − ( x − y ) ( x 2 + x y + y 2 ) = ( x − y ) [ ( x − y ) 2 − ( x 2 + x y + y 2 ) ] = ( x − y ) ( x 2 − 2 x y + y 2 − x 2 − x y − y 2 ) = − 3 x y ( x − y )
b) Corrigé
x 2 − y 2 x 3 − y 3 = ( x − y ) ( x + y ) ( x − y ) ( x 2 + x y + y 2 ) = x + y x 2 + x y + y 2
c) Corrigé
x 3 − 1 x 3 − 3 x 2 + 3 x − 1 = ( x − 1 ) ( x 2 + x + 1 ) ( x − 1 ) 3 = x 2 + x + 1 ( x − 1 ) 2
d) Corrigé
x 3 + 27 x 2 + 3 x = ( x + 3 ) ( x 2 − 3 x + 9 ) x ( x + 3 ) = x 2 − 3 x + 9 x
e) Corrigé
( x 2 + x + 1 ) ( x 2 − x + 1 ) x 6 − 1 = ( x 2 + x + 1 ) ( x 2 − x + 1 ) ( x 3 + 1 ) ( x 3 − 1 ) = ( x 2 + x + 1 ) ( x 2 − x + 1 ) ( x + 1 ) ( x 2 − x + 1 ) ( x − 1 ) ( x 2 + x + 1 ) = 1 ( x + 1 ) ( x − 1 ) = 1 x 2 − 1
f) Corrigé
x 6 + 2 x 3 y 3 + y 6 x 2 + 2 x y + y 2 = ( x 3 + y 3 ) 2 ( x + y ) 2 = ( x + y ) 2 ( x 2 − x y + y 2 ) 2 ( x + y ) 2 = ( x 2 − x y + y 2 ) 2
g) Corrigé
( x + 1 ) 4 − ( x − 1 ) 4 8 x 5 + 16 x 3 + 8 x = [ ( x + 1 ) 2 − ( x − 1 ) 2 ] [ ( x + 1 ) 2 + ( x − 1 ) 2 ] 8 x ( x 4 + 2 x 2 + 1 ) = [ ( x + 1 ) − ( x − 1 ) ] [ ( x + 1 ) + ( x − 1 ) ] [ ( x 2 + 2 x + 1 ) + ( x 2 − 2 x + 1 ) ] 8 x ( x 2 + 1 ) 2 = 2 × 2 x ( 2 x 2 + 2 ) 8 x ( x 2 + 1 ) 2 = 8 x ( x 2 + 1 ) 8 x ( x 2 + 1 ) 2 = 1 x 2 + 1
Autre possibilité :
( x + 1 ) 4 − ( x − 1 ) 4 8 x 5 + 16 x 3 + 8 x = ( x 4 + 4 x 3 + 6 x 2 + 4 x + 1 ) − ( x 4 − 4 x 3 + 6 x 2 − 4 x + 1 ) 8 x ( x 4 + 2 x 2 + 1 ) = 8 x 3 + 8 x 8 x ( x 2 + 1 ) 2 = 8 x ( x 2 + 1 ) 8 x ( x 2 + 1 ) 2 = 1 x 2 + 1
h) Corrigé
x 8 − y 8 x 6 − x 4 y 2 + x 2 y 4 − y 6 = ( x 4 + y 4 ) ( x 4 − y 4 ) x 4 ( x 2 − y 2 ) + y 4 ( x 2 − y 2 ) = ( x 4 + y 4 ) ( x 2 + y 2 ) ( x 2 − y 2 ) ( x 4 + y 4 ) ( x 2 − y 2 ) = x 2 + y 2
i) Corrigé
x 3 + 1 ( x 2 − 1 ) ( x 2 − x + 1 ) = ( x + 1 ) ( x 2 − x + 1 ) ( x + 1 ) ( x − 1 ) ( x 2 − x + 1 ) = 1 x − 1
Simplifier les expressions suivantes :
a) a ( b + c − a ) 2 + b ( c + a − b ) 2 + c ( a + b − c ) 2 + ( b + c − a ) ( c + a − b ) ( a + b − c )
b) ( 2 a 2 + 3 a b − b 2 ) 2 − 4 ( a 2 − b 2 ) ( a 2 + 3 a b + 2 b 2 )
c) ( a 2 + b 2 + c 2 + b c + c a + a b ) 2 − ( a + b + c ) 2 ( a 2 + b 2 + c 2 )
d) ( a b c + b c d + c d a + d a b ) 2 − ( b c − a d ) ( c a − b d ) ( a b − c d )
c) Corrigé
On peut simplifier le calcul en posant :
A = a 2 + b 2 + c 2
B = b c + c a + a b
On a alors :
( a 2 + b 2 + c 2 + b c + c a + a b ) 2 − ( a + b + c ) 2 ( a 2 + b 2 + c 2 ) = ( a 2 + b 2 + c 2 + b c + c a + a b ) 2 − ( a 2 + b 2 + c 2 + 2 a b + 2 a c + 2 b c ) ( a 2 + b 2 + c 2 ) = ( A + B ) 2 − ( A + 2 B ) ( A ) = A 2 + 2 A B + B 2 − A 2 − 2 A B = B 2 = ( b c + c a + a b ) 2
d) Corrigé
On a :
( a b c + b c d + c d a + d a b ) 2 = a 2 b 2 c 2 + b 2 c 2 d 2 + c 2 d 2 a 2 + d 2 a 2 b 2 + a b c d ( 2 a b + 2 a c + 2 a d + 2 b c + 2 b d + 2 c d )
( b c − a d ) ( c a − b d ) ( a b − c d ) = a 2 b 2 c 2 + b 2 c 2 d 2 + c 2 d 2 a 2 + d 2 a 2 b 2 − a b c d ( a 2 + b 2 + c 2 + d 2 )
Par différence membre à membre, on obtient :
( a b c + b c d + c d a + d a b ) 2 − ( b c − a d ) ( c a − b d ) ( a b − c d ) = a b c d ( 2 a b + 2 a c + 2 a d + 2 b c + 2 b d + 2 c d ) + a b c d ( a 2 + b 2 + c 2 + d 2 ) = a b c d ( a 2 + b 2 + c 2 + d 2 + 2 a b + 2 a c + 2 a d + 2 b c + 2 b d + 2 c d ) = a b c d ( a + b + c + d ) 2
Factoriser les expressions suivantes :
a) a 3 − 3 a 2 b + 3 a b 2 − b 3
b) a 3 − a 2 b − a b 2 + b 3
b) Corrigé
a 3 − a 2 b − a b 2 + b 3 = a 3 + b 3 − a 2 b − a b 2 = ( a + b ) ( a 2 − a b + b 2 ) − a b ( a + b ) = ( a + b ) ( a 2 − a b + b 2 − a b ) = ( a + b ) ( a 2 − 2 a b + b 2 ) = ( a + b ) ( a − b ) 2
ou
a 3 − a 2 b − a b 2 + b 3 = a 2 ( a − b ) − b 2 ( a − b ) = ( a 2 − b 2 ) ( a − b ) = ( a + b ) ( a − b ) ( a − b ) = ( a + b ) ( a − b ) 2
Simplifier les expressions suivantes :
a) a 2 + 6 a + 9 + a 2 − 10 a + 25
b) 2 2 + 2 2 − 2
c) ( 2 + 3 + 5 ) ( 2 − 3 + 5 ) ( 5 − 2 )
d) 3 8 − 2 12 + 20 3 18 − 2 27 + 45
e) 3 5 − 2 + 4 6 + 2
a) Corrigé
a 2 + 6 a + 9 + a 2 − 10 a + 25 = ( a + 3 ) 2 + ( a − 5 ) 2 = a + 3 + a − 5 = 2 a − 2 = 2 ( a − 1 )
b) Corrigé
2 2 + 2 2 − 2 = 2 ( 2 + 2 ) ( 2 − 2 ) = 2 2 2 − ( 2 ) 2 = 2 4 − 2 = 2 2 = 2
c) Corrigé
( 2 + 3 + 5 ) ( 2 − 3 + 5 ) ( 5 − 2 ) = ( 2 − 6 + 10 + 6 − 3 + 15 + 10 − 15 + 5 ) ( 5 − 2 ) = ( 4 + 2 10 ) ( 5 − 2 ) = 4 5 − 4 2 + 2 50 − 2 20 = 4 5 − 4 2 + 10 2 − 4 5 = 6 2
d) Corrigé
3 8 − 2 12 + 20 3 18 − 2 27 + 45 = 6 2 − 4 3 + 2 5 9 2 − 6 3 + 3 5 = 2 ( 3 2 − 2 3 + 5 ) 3 ( 3 2 − 2 3 + 5 ) = 2 3
e) Corrigé
3 5 − 2 + 4 6 + 2 = 3 ( 5 + 2 ) ( 5 − 2 ) ( 5 + 2 ) + 4 ( 6 − 2 ) ( 6 + 2 ) ( 6 − 2 ) = 3 ( 5 + 2 ) 5 − 2 + 4 ( 6 − 2 ) 6 − 2 = 3 ( 5 + 2 ) 3 + 4 ( 6 − 2 ) 4 = 5 + 2 + 6 − 2 = 5 + 6