Une température de −3 °C un matin d’hiver, un solde de monnaie virtuelle qui passe en dessous de zéro, un ascenseur qui descend au sous-sol −2 : dès qu’une grandeur peut passer sous une référence, on a besoin des nombres relatifs. Ce chapitre t’apprend à les ranger sur une droite graduée, à reconnaître l’opposé d’un nombre, puis à les additionner et les soustraire sans te tromper de signe.
Ce que tu sauras faire
- Je sais ce qu’est un nombre relatif (positif, négatif) et reconnaître son signe.
- Je sais donner l’opposé d’un nombre relatif.
- Je sais placer un nombre sur une droite graduée et lire une abscisse.
- Je sais comparer et ranger des nombres relatifs.
- Je sais additionner et soustraire deux nombres relatifs (entiers ou décimaux).
À quoi ça sert ?
Sans les nombres négatifs, impossible de dire qu’il fait −5 °C, que ton compte de V-Bucks est « dans le rouge » ou que tu es au niveau −1 d’un parking. Les relatifs servent à mesurer un écart par rapport à zéro : un solde, une altitude, une température, une différence de buts au foot (+3 ou −2 de goal-average). Quand tu sauras les manipuler, tu pourras calculer une variation (« de combien ça a baissé ? ») ou un solde final en quelques secondes.
Nombre relatif, signe et opposé
Un nombre relatif est un nombre précédé d’un signe :
- un nombre positif porte le signe + (souvent sous-entendu) : +4 s’écrit aussi 4 ;
- un nombre négatif porte le signe − : par exemple −4.
Le nombre 0 est le seul à la fois positif et négatif.
L’opposé d’un nombre relatif est le nombre de même distance à zéro mais de signe contraire.
- L’opposé de +3 est −3.
- L’opposé de −7 est +7.
La somme d’un nombre et de son opposé vaut toujours 0 : (+7)+(−7)=0.
Droite graduée et abscisse
Sur une droite graduée, on choisit une origine (le point d’abscisse 0), un sens et une unité. À chaque point correspond un nombre relatif appelé son abscisse.
- Les nombres positifs se placent à droite de 0.
- Les nombres négatifs se placent à gauche de 0.
-5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5
<-----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----->
A B
Ici le point A a pour abscisse −3 et le point B a pour abscisse +1. Un nombre et son opposé sont symétriques par rapport à 0 : −3 et +3 sont à la même distance de l’origine, de part et d’autre.
Comparer et ranger des nombres relatifs
Sur la droite graduée, plus on va vers la droite, plus le nombre est grand. On compare donc deux relatifs grâce à leur position :
- tout nombre négatif est plus petit que 0, et 0 est plus petit que tout nombre positif ;
- entre deux nombres négatifs, le plus grand est celui qui est le plus proche de 0 : −3>−5.
Par exemple : −5<−3<0<+1<+4.
Ranger des nombres relatifs dans l'ordre croissant
- Sépare les nombres négatifs, le zéro, puis les nombres positifs.
- Range d’abord les négatifs : le plus petit est celui le plus loin de zéro (le « plus négatif »).
- Place 0, puis range les positifs du plus petit au plus grand.
Exemple avec −3 ; 2 ; −5 ; 0 : les négatifs sont −5 et −3 (et −5<−3), puis 0, puis 2.
On obtient l’ordre croissant : −5<−3<0<2.
Une variation de température
La température passe de −2 °C à −7 °C. Pour trouver la variation, on calcule la température d’arrivée moins la température de départ :
(−7)−(−2)=(−7)+(+2)=−(7−2)=−5.
La variation est de −5 °C : la température a donc baissé de 5 °C. Le signe − confirme bien une baisse.
Le truc des deux signes qui se suivent
Quand deux signes se suivent, ils fusionnent en un seul :
- deux signes identiques donnent un + : −(−5) devient +5, donc (−8)−(−5)=(−8)+5 ;
- deux signes différents donnent un − : +(−3) devient −3, donc (+4)+(−3)=(+4)−3.
Pense à un compte de monnaie virtuelle : retirer une dette (soustraire un négatif), c’est comme gagner de l’argent.
Les pièges à éviter
- « (−8)−(−5)=−13 » (FAUX) : on n’additionne pas les distances ici. Soustraire −5, c’est ajouter son opposé +5 : (−8)−(−5)=(−8)+5=−3 (VRAI).
- « −3 est plus petit que −5 » (FAUX) car 3 est plus petit que 5. Mais chez les négatifs c’est l’inverse : −3 est plus proche de 0, donc −3>−5 (VRAI).
- « (−4)+(−3)=−1 » (FAUX) : quand les deux signes sont identiques, on additionne les distances et on garde le signe, donc (−4)+(−3)=−7 (VRAI).
- Oublier de garder le bon signe quand les signes diffèrent : pour (+5)+(−8), c’est −8 le plus éloigné de zéro, donc le résultat est négatif : −(8−5)=−3 (VRAI).