Opérations sur les nombres en écriture fractionnaire

جدول المحتويات

    العمليات على الأعداد في كتابة كسرية

    Opérations sur les nombres en écriture fractionnaire
    السنة الأولى إعدادي — مسلك دولي BIOF — الدرس 03

    في هذا الدرس سنتعلم إنجاز العمليات الأربع (الجمع – الطرح – الضرب – القسمة) على الأعداد المكتوبة في صيغة كسرية، مع التركيز على الدقة في كل خطوة والاختزال عند الإمكان.

    I

    جمع وطرح كسرين لهما نفس المقام

    Addition et soustraction de fractions de même dénominateur
    قاعدة / Règle
    لجمع (أو طرح) كسرين لهما نفس المقام، نحتفظ بالمقام ونجمع (أو نطرح) البسطين:
    \[ \frac{a}{n} + \frac{b}{n} = \frac{a+b}{n} \qquad;\qquad \frac{a}{n} - \frac{b}{n} = \frac{a-b}{n} \qquad (n \neq 0) \]
    ✎ Exemple 1 :
    \[ \frac{5}{9}+\frac{2}{9} = \frac{5+2}{9} = \boxed{\dfrac{7}{9}} \]
    ✎ Exemple 2 :
    \[ \frac{11}{4}-\frac{3}{4} = \frac{11-3}{4} = \frac{8}{4} = \boxed{2} \]
    II

    جمع وطرح كسرين بمقامين مختلفين

    Addition et soustraction avec dénominateurs différents
    📋 الطريقة / Méthode :
    نبحث عن مقام مشترك (يُفضّل PPCM).
    نكتب كلّ كسر بهذا المقام الموحّد.
    نجمع أو نطرح البسطين.
    نختزل النتيجة إن أمكن.
    خاصية / Propriété
    \[ \frac{a}{b}+\frac{c}{d} = \frac{a \times d}{b \times d}+\frac{c \times b}{d \times b} = \frac{a \times d \;+\; c \times b}{b \times d} \]
    \[ \frac{a}{b}-\frac{c}{d} = \frac{a \times d \;-\; c \times b}{b \times d} \]
    حيث \(b \neq 0\) و \(d \neq 0\).
    ✎ Exemple 3 :
    Calculons \(\dfrac{2}{3}+\dfrac{1}{4}\) :

    Le dénominateur commun : \(\text{PPCM}(3;\,4)=12\). \[ \frac{2}{3}+\frac{1}{4} = \frac{2\times 4}{3\times 4}+\frac{1\times 3}{4\times 3} = \frac{8}{12}+\frac{3}{12} = \frac{8+3}{12} = \boxed{\dfrac{11}{12}} \]
    ✎ Exemple 4 :
    Calculons \(\dfrac{5}{6}-\dfrac{1}{9}\) :

    \(\text{PPCM}(6;\,9)=18\). \[ \frac{5}{6}-\frac{1}{9} = \frac{5\times 3}{6\times 3}-\frac{1\times 2}{9\times 2} = \frac{15}{18}-\frac{2}{18} = \frac{15-2}{18} = \boxed{\dfrac{13}{18}} \]
    ✎ Exemple 5 :
    Calculons \(\dfrac{7}{10}+\dfrac{3}{4}-\dfrac{1}{5}\) :

    \(\text{PPCM}(10;\,4;\,5)=20\). \[ \frac{7}{10}+\frac{3}{4}-\frac{1}{5} = \frac{7\times 2}{20}+\frac{3\times 5}{20}-\frac{1\times 4}{20} = \frac{14}{20}+\frac{15}{20}-\frac{4}{20} \] \[ = \frac{14+15-4}{20} = \frac{25}{20} = \frac{25\div 5}{20\div 5} = \boxed{\dfrac{5}{4}} \]
    ⚠️ خطأ شائع يجب تجنّبه:
    \[ \frac{1}{2}+\frac{1}{3} \neq \frac{2}{5} \quad \boldsymbol{\times} \qquad\qquad \frac{1}{2}+\frac{1}{3} = \frac{3}{6}+\frac{2}{6} = \frac{5}{6} \quad \boldsymbol{\checkmark} \]
    لا نجمع المقامين أبداً! بل نوحّد المقامات أولاً.
    III

    ضرب الأعداد في كتابة كسرية

    Multiplication de nombres en écriture fractionnaire
    قاعدة / Règle
    لضرب كسرين، نضرب البسط في البسط والمقام في المقام:
    \[ \frac{a}{b}\times\frac{c}{d} = \frac{a\times c}{b\times d} \qquad (b\neq 0,\; d\neq 0) \]
    ✎ Exemple 6 :
    \[ \frac{3}{5}\times\frac{2}{7} = \frac{3\times 2}{5\times 7} = \boxed{\dfrac{6}{35}} \]
    ✎ Exemple 7 :
    Calculons \(\dfrac{4}{9}\times\dfrac{3}{8}\) :

    Méthode 1 : Calcul direct puis simplification : \[ \frac{4}{9}\times\frac{3}{8} = \frac{4\times 3}{9\times 8} = \frac{12}{72} = \frac{12\div 12}{72\div 12} = \boxed{\dfrac{1}{6}} \] Méthode 2 : Simplification croisée avant de multiplier : \[ \frac{\overset{1}{\cancel{4}}}{{\overset{3}{\cancel{9}}}}\times\frac{\overset{1}{\cancel{3}}}{\underset{2}{\cancel{8}}} = \frac{1\times 1}{3\times 2} = \boxed{\dfrac{1}{6}} \]
    ✎ Exemple 8 :
    Calculons \(\dfrac{5}{3}\times 4\) :

    On écrit \(4=\dfrac{4}{1}\) : \[ \frac{5}{3}\times 4 = \frac{5}{3}\times\frac{4}{1} = \frac{5\times 4}{3\times 1} = \boxed{\dfrac{20}{3}} \]
    💡 ملاحظة / Remarque :
    التبسيط المتقاطع (simplification croisée) يُسهّل الحساب ويُجنّبنا التعامل مع أعداد كبيرة. نبسّط عدداً من البسط مع عدد من المقام إذا كان لهما قاسم مشترك.
    IV

    مقلوب عدد غير منعدم

    Inverse d'un nombre non nul
    تعريف / Définition
    يُقال إنّ العدد \(a'\) هو مقلوب العدد \(a\) (حيث \(a\neq 0\)) إذا تحقّق:
    \[ a \times a' = 1 \]
    • مقلوب العدد \(a\neq 0\) هو: \(\;\dfrac{1}{a}\)
    • مقلوب الكسر \(\dfrac{a}{b}\) هو: \(\;\dfrac{b}{a}\)   (حيث \(a\neq 0\) و \(b\neq 0\))
    ✎ Exemple 9 :
    L'inverse de \(\;\dfrac{3}{7}\;\) est \(\;\dfrac{7}{3}\) car \(\;\dfrac{3}{7}\times\dfrac{7}{3}=\dfrac{21}{21}=1\;\checkmark\)
    L'inverse de \(\;5\;\) est \(\;\dfrac{1}{5}\) car \(\;5\times\dfrac{1}{5}=\dfrac{5}{5}=1\;\checkmark\)
    L'inverse de \(\;0{,}25=\dfrac{1}{4}\;\) est \(\;4\) car \(\;0{,}25\times 4=1\;\checkmark\)
    ⚠️ العدد \(\;0\;\) لا يملك مقلوباً، لأنّ \(\;\dfrac{1}{0}\;\) غير موجود (القسمة على صفر مستحيلة).
    V

    قسمة الأعداد في كتابة كسرية

    Division de nombres en écriture fractionnaire
    قاعدة / Règle
    قسمة كسر على كسر آخر غير منعدم تعني ضرب الأول في مقلوب الثاني:
    \[ \frac{a}{b}\div\frac{c}{d} = \frac{a}{b}\times\frac{d}{c} = \frac{a\times d}{b\times c} \qquad (b\neq 0,\; c\neq 0,\; d\neq 0) \]
    ✎ Exemple 10 :
    Calculons \(\dfrac{3}{4}\div\dfrac{2}{5}\) : \[ \frac{3}{4}\div\frac{2}{5} = \frac{3}{4}\times\frac{5}{2} = \frac{3\times 5}{4\times 2} = \boxed{\dfrac{15}{8}} \]
    ✎ Exemple 11 :
    Calculons \(\dfrac{7}{10}\div 3\) :

    On écrit \(3=\dfrac{3}{1}\), son inverse est \(\dfrac{1}{3}\) : \[ \frac{7}{10}\div 3 = \frac{7}{10}\times\frac{1}{3} = \frac{7\times 1}{10\times 3} = \boxed{\dfrac{7}{30}} \]
    ✎ Exemple 12 :
    Calculons \(\dfrac{14}{15}\div\dfrac{7}{9}\) : \[ \frac{14}{15}\div\frac{7}{9} = \frac{14}{15}\times\frac{9}{7} = \frac{\overset{2}{\cancel{14}}\times\overset{3}{\cancel{9}}}{\underset{5}{\cancel{15}}\times\underset{1}{\cancel{7}}} = \frac{2\times 3}{5\times 1} = \boxed{\dfrac{6}{5}} \]
    VI

    أولوية العمليات في تعبير كسري

    Priorité des opérations dans une expression fractionnaire
    خاصية / Propriété
    عند حساب تعبير يتضمن عدة عمليات:
    1. ننجز أولاً ما بين الأقواس (parenthèses).
    2. ثم الضرب والقسمة (من اليسار إلى اليمين).
    3. ثم الجمع والطرح (من اليسار إلى اليمين).
    \[ (\;\cdots\;) \;\longrightarrow\; \times\;;\;\div \;\longrightarrow\; +\;;\;- \]
    ✎ Exemple 13 :
    Calculons \(\;A = \dfrac{2}{3}+\dfrac{1}{4}\times\dfrac{3}{5}\;\) :

    Étape 1 : On effectue d'abord la multiplication (prioritaire) : \[ \frac{1}{4}\times\frac{3}{5}=\frac{3}{20} \] Étape 2 : Puis l'addition avec \(\text{PPCM}(3;\,20)=60\) : \[ A = \frac{2}{3}+\frac{3}{20} = \frac{2\times 20}{60}+\frac{3\times 3}{60} = \frac{40}{60}+\frac{9}{60} = \frac{49}{60} \] \[ \boxed{A=\dfrac{49}{60}} \]
    ✎ Exemple 14 :
    Calculons \(\;B = \left(\dfrac{3}{2}-\dfrac{1}{3}\right)\times\dfrac{6}{7}\;\) :

    Étape 1 : Les parenthèses d'abord, avec \(\text{PPCM}(2;\,3)=6\) : \[ \frac{3}{2}-\frac{1}{3} = \frac{9}{6}-\frac{2}{6} = \frac{7}{6} \] Étape 2 : Puis la multiplication : \[ B = \frac{7}{6}\times\frac{6}{7} = \frac{7\times 6}{6\times 7} = \frac{42}{42} = \boxed{1} \]
    VII

    جدول تلخيصي للعمليات

    Tableau récapitulatif des opérations
    العملية / Opération القاعدة / Règle مثال / Exemple
    الجمع
    Addition
    \(\dfrac{a}{n}+\dfrac{b}{n}=\dfrac{a+b}{n}\) \(\dfrac{2}{5}+\dfrac{1}{5}=\dfrac{3}{5}\)
    الطرح
    Soustraction
    \(\dfrac{a}{n}-\dfrac{b}{n}=\dfrac{a-b}{n}\) \(\dfrac{7}{9}-\dfrac{4}{9}=\dfrac{3}{9}=\dfrac{1}{3}\)
    الضرب
    Multiplication
    \(\dfrac{a}{b}\times\dfrac{c}{d}=\dfrac{a\times c}{b\times d}\) \(\dfrac{2}{3}\times\dfrac{5}{4}=\dfrac{10}{12}=\dfrac{5}{6}\)
    القسمة
    Division
    \(\dfrac{a}{b}\div\dfrac{c}{d}=\dfrac{a}{b}\times\dfrac{d}{c}\) \(\dfrac{3}{4}\div\dfrac{2}{5}=\dfrac{3}{4}\times\dfrac{5}{2}=\dfrac{15}{8}\)
    VIII

    تمارين تطبيقية محلولة

    Exercices d'application corrigés
    📝 Exercice :
    Calculer et simplifier : \[ A=\frac{3}{4}+\frac{5}{6} \qquad;\qquad B=\frac{7}{8}-\frac{2}{3} \] \[ C=\frac{5}{12}\times\frac{9}{10} \qquad;\qquad D=\frac{8}{15}\div\frac{4}{5} \] \[ E=\frac{1}{2}+\frac{3}{4}\times\frac{2}{5} \qquad;\qquad F=\left(\frac{5}{3}-\frac{1}{2}\right)\div\frac{7}{6} \]
    ✔ Correction :
    ► Calcul de A :   \(\text{PPCM}(4;\,6)=12\) \[ A = \frac{3}{4}+\frac{5}{6} = \frac{3\times 3}{12}+\frac{5\times 2}{12} = \frac{9}{12}+\frac{10}{12} = \frac{19}{12} \] \(\text{PGCD}(19;\,12)=1\), donc \(\;\boxed{A=\dfrac{19}{12}}\;\) est irréductible.

    ► Calcul de B :   \(\text{PPCM}(8;\,3)=24\) \[ B = \frac{7}{8}-\frac{2}{3} = \frac{7\times 3}{24}-\frac{2\times 8}{24} = \frac{21}{24}-\frac{16}{24} = \frac{5}{24} \] \[ \boxed{B=\dfrac{5}{24}} \] ► Calcul de C :   Simplification croisée : \(\gcd(5,10)=5\) et \(\gcd(9,12)=3\) \[ C = \frac{5}{12}\times\frac{9}{10} = \frac{\overset{1}{\cancel{5}}}{\underset{4}{\cancel{12}}}\times\frac{\overset{3}{\cancel{9}}}{\underset{2}{\cancel{10}}} = \frac{1\times 3}{4\times 2} \] \[ \boxed{C=\dfrac{3}{8}} \] ► Calcul de D : \[ D = \frac{8}{15}\div\frac{4}{5} = \frac{8}{15}\times\frac{5}{4} = \frac{\overset{2}{\cancel{8}}}{\underset{3}{\cancel{15}}}\times\frac{\overset{1}{\cancel{5}}}{\underset{1}{\cancel{4}}} = \frac{2\times 1}{3\times 1} \] \[ \boxed{D=\dfrac{2}{3}} \] ► Calcul de E :   Priorité à la multiplication : \[ \frac{3}{4}\times\frac{2}{5}=\frac{6}{20}=\frac{3}{10} \] \[ E = \frac{1}{2}+\frac{3}{10} = \frac{5}{10}+\frac{3}{10} = \frac{8}{10} = \frac{8\div 2}{10\div 2} \] \[ \boxed{E=\dfrac{4}{5}} \] ► Calcul de F :   Priorité aux parenthèses : \(\text{PPCM}(3;\,2)=6\) \[ \frac{5}{3}-\frac{1}{2} = \frac{10}{6}-\frac{3}{6} = \frac{7}{6} \] \[ F = \frac{7}{6}\div\frac{7}{6} = \frac{7}{6}\times\frac{6}{7} = \frac{42}{42} \] \[ \boxed{F=1} \]