Opérations sur les nombres en écriture fractionnaire

إعلان

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 : \(\text{PPCM}(3;\,2)=6\) \[ \frac{5}{3}-\frac{1}{2} = \frac{10}{6}-\frac{3}{6} = \frac{7}{6} \] \[ F = \frac{7}{6}\div\frac{7}{6} = \frac{7}{6}\times\frac{6}{7} = \frac{42}{42} \] \[ \boxed{F=1} \]
إعلان