Factoriser, c’est transformer une somme ou une
différence en un produit.
Cela sert lorsqu’il est plus simple de calculer
un produit plutôt qu’une somme.
Un usage courant, connu de vous avant même de
connaître le mot « factorisation » est la factorisation
utilisée dans le calcul mental : pour calculer 217 × 23 + 183 ×
23, il est plus simple de factoriser :
217
× 23 + 183 × 23 = (217 + 183) × 23 = 300 × 23, calcul qu’on peut
plus aisément effectuer mentalement que le calcul donné à
faire.
Voici un autre exemple : si on doit calculer
l’aire de la surface comprise entre deux disques concentriques, l’un
de 25 cm de rayon et l’autre de 15 cm de rayon, comme sur la figure
ci-contre, on calculera la différence des aires de chacun des deux
disques :
A
= π × R² - π × r² = π × 25² - π × 15²
Il faudra donc calculer d’abord chacun des deux
carrés, les multiplier par π ou une valeur approchée de π,
puis effectuer la soustraction.
Si, par contre, on remarque le facteur commun
π, on obtient :
A = π × ( 25² - 15² )
C’est déjà mieux, mais il faut encore calculer
le carré de 25, et celui de 15 (à moins qu’on les connaisse par cœur !).
Si on remarque alors qu’on a une différence de
deux carrés, et si on sait que
a² -
b² = ( a – b ) ( a + b ), cela devient :
A = π × ( 25 – 15 ) × ( 25 + 15 ) = π
× 10 × 40 = 400 π
On en restera là si on veut la valeur exacte ou on
prendra une valeur approchée de π si on vaut une valeur approchée
du résultat.
En prenant π ≈ 3,14, on obtient assez
facilement A ≈ 1256 cm².
Un usage très important des factorisations en algèbre
est la résolution de certaines équations.
Lorsqu’on a transformé une équation
de sorte qu’elle se présente comme
A(x) = 0, si on peut écrire A(x) sous la forme
d’un produit, on aura beaucoup avancé car on connaît la propriété
« pour qu’un produit soit nul, il suffit que l’un de ses
facteurs soit nul »
Ainsi, si A(x) peut s’écrire B(x)×C(x), pour
que A(x) = 0 il suffira de trouver une condition pour que soit B(x) = 0,
soit C(x) = 0.
Un exemple :
Résoudre l’équation
9x² = 49 n’est pas
immédiat (on peu essayer en tâtonnant avec x = 1 ou x = 2 etc., cela
ne « marche » pas.
Essayons la méthode proposée :
Dans un premier temps, on transforme l’équation
de sorte qu’elle ait la forme A(x) = 0, cela donne : 9x² - 49 = 0
Puis on remarque que A(x) est ici une différence
de deux carrés, donc on peut factoriser, et cela donne (3x – 7) × (3x + 7) = 0, nous tenons les facteurs nommés plus
haut B(x) et C(x).
Pour que cette égalité soit vraie, il suffit que
soit 3x – 7 = 0 soit vraie,
soit 3x
+ 7 = 0 soit vraie,
c’est-à-dire qu’il suffit de résoudre chacune de ces deux équations
du premier degré, ce que nous savons bien faire.
3x – 7 = 0
a pour solution 7/3 et 3x
+ 7 = 0 a pour solution – 7/3.
Ainsi
l’équation 9x²
= 49 a deux solutions 7/3
et -7/3. Vérifiez-le !
Vous aurez bien d’autres occasions d’utiliser
la factorisation en faisant des mathématiques.
Une remarque : pour utiliser les
factorisations, il faut pouvoir reconnaître qu’il est possible de
factoriser, et pour cela il faut bien sûr avoir compris de quoi il
s’agit mais être entraîné à
le faire, pour « avoir l’œil ». Voilà pourquoi vous
pratiquez des exercices de factorisation (au sens propre, cela signifie
qu’on s’exerce à faire un certain geste mathématique), de même
que pour jouer au tennis, il ne suffit pas de connaître les règles du
jeu, il faut aussi s’entraîner –s’exercer- à bien faire le coup
droit ou le revers, et ceci en répétant le même geste inlassablement ;
quelqu’un qui ne connaîtrait rien au tennis trouverait étrange ce
joueur renvoyant des balles dans le vide…De même en course, il faut
savoir bien démarrer et on peut voir sur les stades des « fous »
répétant des dizaines de fois des démarrages sans poursuivre la
course…
Ces deux exemples que vous pratiquez chacun, pour
vous faire comprendre que parfois on perd le sens d’un geste
d’apprentissage élémentaire (au sens où c’est un élément du jeu
complet) nécessaire pour faire un match, faire une course, résoudre un
problème… |