Combien de menus peux-tu commander avec le billet que tu as en poche ? À partir de combien de ventes ton food-truck commence-t-il vraiment à gagner de l’argent ? Au bout de combien de séances un abonnement à la salle devient-il plus intéressant que le ticket à l’unité ? Toutes ces questions se traduisent par une équation ou une inéquation du premier degré : une fois le problème mis en « langage mathématique », il suffit d’appliquer une méthode mécanique pour trouver la réponse.
Ce que tu sauras faire à la fin du chapitre
- Je sais traduire un énoncé par une équation ou une inéquation du premier degré à une inconnue.
- Je sais résoudre une équation du premier degré du type ax+b=c.
- Je sais résoudre une inéquation du premier degré et donner ses solutions.
- Je sais vérifier ma solution et interpréter le résultat dans le contexte (un nombre de cartons, de menus, de séances…).
À quoi ça sert dans la vraie vie ?
Dans le commerce et la gestion, on cherche tout le temps une valeur qu’on ne connaît pas encore : le nombre d’articles à vendre pour rembourser un coût, le prix d’une place quand on connaît le total payé, le nombre de mois avant qu’une offre devienne rentable…
Au lieu de tester au hasard, tu poses une inconnue (tu l’appelles x), tu écris ce que dit l’énoncé sous forme d’égalité ou d’inégalité, et la résolution te donne directement la réponse. C’est l’outil de base du devis, de la facture et du seuil de rentabilité.
Équation du premier degré à une inconnue
Une équation du premier degré à une inconnue est une égalité dans laquelle figure un nombre inconnu (noté x) qui apparaît seulement au premier degré : jamais x2, jamais x3.
Elle peut toujours se ramener à la forme :
ax+b=c
où a, b et c sont des nombres connus, avec a=0.
Résoudre l’équation, c’est trouver la valeur de x qui rend l’égalité vraie. Cette valeur s’appelle la solution.
Les deux règles qui ne changent pas une égalité
On peut transformer une équation sans changer sa solution, à condition de faire la même chose des deux côtés du signe = :
- Ajouter ou retrancher un même nombre dans les deux membres.
- Multiplier ou diviser les deux membres par un même nombre non nul.
C’est ce qui permet de « faire passer » un terme de l’autre côté : en réalité, on ajoute ou on retranche le même nombre partout.
Résoudre une équation du premier degré $ax + b = c$
- Isoler le terme en x : on retranche (ou on ajoute) b dans les deux membres pour ne garder que ax d’un côté.
- Isoler x : on divise les deux membres par a (le nombre placé devant x).
- Vérifier : on remplace x par la valeur trouvée dans l’équation de départ ; les deux membres doivent être égaux.
- Conclure par une phrase qui répond à la question posée.
Exemple : résoudre 2,5x+4=19.
2,5x+4=19
2,5x=19−4=15(on retranche 4)
x=2,515=6(on divise par 2,5)
Vérification : 2,5×6+4=15+4=19. La solution est x=6.
Inéquation du premier degré à une inconnue
Une inéquation du premier degré ressemble à une équation, mais le signe = est remplacé par un signe d’inégalité :
<,≤,>,≥.
Par exemple 7,90x≤50 se lit « 7,90 fois x est inférieur ou égal à 50 ».
Résoudre une inéquation, c’est trouver toutes les valeurs de x qui rendent l’inégalité vraie. La réponse n’est donc pas un seul nombre, mais un ensemble de solutions (par exemple « x≤6,3 »).
Résoudre une inéquation du premier degré
On procède exactement comme pour une équation (on regroupe les x d’un côté, les nombres de l’autre, puis on divise par le coefficient de x), avec une seule règle en plus :
Quand on multiplie ou divise les deux membres par un nombre négatif, on change le sens de l’inégalité (< devient >, et inversement).
Exemple : résoudre 4x+3≥23.
4x≥23−3=20(on retranche 3)
x≥420=5(on divise par 4>0, le sens ne change pas)
Les solutions sont tous les nombres x≥5.
Mettre un problème en équation (ou en inéquation)
- Choisir l’inconnue : repérer la grandeur cherchée et écrire « Soit x le nombre de… ». Préciser son unité.
- Traduire l’énoncé : transformer chaque information en calcul sur x (un total, une recette, un coût…).
- Écrire l’(in)équation : poser l’égalité ou l’inégalité demandée par la question.
- Résoudre avec la méthode ci-dessus.
- Interpréter : revenir au contexte. Si x compte des objets ou des personnes, la réponse doit être un nombre entier cohérent (on arrondit dans le bon sens).
Exemple complet : le seuil de rentabilité d'un food-truck
Un food-truck vend chaque plat 12 €. Pour une journée, les frais fixes (emplacement, gaz, salaire) s’élèvent à 200 €, plus 4 € de matières premières par plat. À partir de combien de plats vendus la journée devient-elle rentable, c’est-à-dire la recette dépasse-t-elle le coût ?
Inconnue. Soit x le nombre de plats vendus dans la journée.
Traduction. La recette est 12x (en euros). Le coût total est 200+4x (en euros).
Inéquation. La journée est rentable lorsque la recette dépasse le coût :
12x>200+4x
Résolution.
12x−4x>200(on retranche 4x)
8x>200
x>8200=25(on divise par 8>0)
Interprétation. Comme x est un nombre entier de plats, il faut x>25, donc au moins 26 plats vendus pour que la journée soit rentable. (À 25 plats : recette 300 €, coût 300 €, on est à l’équilibre exact.)
Le piège du nombre négatif dans une inéquation
On résout −2x<8.
FAUX : « je divise par −2 et je garde le sens, donc x<−4. »
VRAI : on divise les deux membres par −2, qui est négatif, donc on change le sens de l’inégalité :
x>−28=−4.
La solution est x>−4 (et non x<−4).
Pour t’en convaincre, teste x=0 : −2×0=0<8, c’est vrai. Or 0>−4 : c’est bien la solution « supérieur ».
Les autres erreurs fréquentes
- Oublier d’appliquer l’opération aux deux membres. Si on retranche 4 à gauche, on retranche 4 à droite aussi.
- Mal placer le quotient. Pour finir 2,5x=15, on divise 15 par 2,5, donc x=2,515=6, et non x=152,5.
- Confondre « dépasser » et « atteindre ». « La recette dépasse le coût » se traduit par un signe strict (>) ; « atteindre au moins » se traduit par ≥. Lis bien l’énoncé.
- Donner un résultat non entier là où il faut compter. x≤6,3 menus signifie au plus 6 menus : on ne commande pas 0,3 menu.
Le réflexe de la vérification
Une équation du premier degré, ça se vérifie tout seul : remplace x par ta solution dans l’énoncé de départ et vérifie que les deux côtés sont égaux. Si l’égalité tombe juste, ta réponse est sûre ; sinon, tu as fait une erreur de calcul à reprendre. C’est l’autocontrôle le plus rapide du chapitre.