Fiche de méthode · Rentrée de Seconde

Les bases du calcul en Seconde : 5 exercices corrigés de méthode.

Fractions, puissances, racines carrées, identités remarquables, développer et factoriser : tout ce que la Seconde suppose acquis en Troisième, repris pas à pas, puis réuni dans un problème. Sans calculatrice, avec la rédaction attendue.

Par Jimmy Tourtelot, professeur de mathématiques · Mis à jour le 14 octobre 2026 · Version PDF imprimable de 10 pages

L'essentiel du cours avant de commencer

À savoir par cœur
  1. Fractions. On additionne au même dénominateur : \(\dfrac ab+\dfrac cb=\dfrac{a+c}b\). On multiplie en haut et en bas : \(\dfrac ab\times\dfrac cd=\dfrac{ac}{bd}\). Diviser, c'est multiplier par l'inverse : \(\dfrac ab\div\dfrac cd=\dfrac ab\times\dfrac dc\).
  2. Priorités. Parenthèses, puis puissances, puis multiplications et divisions, puis additions et soustractions.
  3. Puissances (\(a\neq0\)). \(a^n\times a^m=a^{n+m}\), \(\dfrac{a^n}{a^m}=a^{n-m}\), \((a^n)^m=a^{nm}\), \((ab)^n=a^nb^n\), \(a^0=1\), \(a^{-n}=\dfrac1{a^n}\). Écriture scientifique : \(a\times10^n\) avec \(1\leqslant a\lt 10\).
  4. Racines carrées (\(a,b\geqslant0\)). \((\sqrt a)^2=a\), \(\sqrt{ab}=\sqrt a\times\sqrt b\), \(\sqrt{\dfrac ab}=\dfrac{\sqrt a}{\sqrt b}\). Mais \(\sqrt{a+b}\neq\sqrt a+\sqrt b\).
  5. Développer : transformer un produit en somme. \(k(a+b)=ka+kb\) et \((a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd\).
  6. Identités remarquables. \((a+b)^2=a^2+2ab+b^2\), \((a-b)^2=a^2-2ab+b^2\), \((a+b)(a-b)=a^2-b^2\).
  7. Factoriser : transformer une somme en produit. D'abord un facteur commun \(ka+kb=k(a+b)\), sinon une identité remarquable lue de droite à gauche.

Exercice 1 · Fractions et priorités

Calculer et donner le résultat sous forme d'une fraction irréductible, sans calculatrice.

\[\begin{gathered}A=\frac23+\frac56-\frac14\qquad B=\left(\frac34-\frac16\right)\times\frac{12}{7}\\[4pt]C=\frac{1+\dfrac13}{2-\dfrac56}\\[4pt]D=\frac53-\frac23\times\frac74\qquad E=\frac{21}{15}\div\frac{14}{25}\end{gathered}\]
Voir la correction détaillée de l'exercice 1
Méthode · calculer avec des fractions
  1. Repérer les priorités avant de calculer : une multiplication passe avant une addition.
  2. Addition, soustraction : même dénominateur, en prenant le plus petit multiple commun.
  3. Multiplication, division : simplifier avant de multiplier, en décomposant les nombres.
  4. Toujours finir par une fraction irréductible.

Calcul de \(A\)

Les dénominateurs \(3\), \(6\) et \(4\) divisent tous \(12\) : on met tout sur \(12\).

\[\begin{aligned}A&=\frac{8}{12}+\frac{10}{12}-\frac{3}{12}\\&=\frac{15}{12}=\frac{3\times5}{3\times4}=\frac54\end{aligned}\]

Calcul de \(B\)

Parenthèse d'abord : \(\dfrac34-\dfrac16=\dfrac9{12}-\dfrac2{12}=\dfrac7{12}\). Puis \(B=\dfrac7{12}\times\dfrac{12}7=1\). Inutile de calculer \(7\times12\) : on simplifie directement.

Calcul de \(C\) (fraction « à étages »)

On calcule séparément le haut et le bas, puis on divise : \(1+\dfrac13=\dfrac43\) et \(2-\dfrac56=\dfrac{12}6-\dfrac56=\dfrac76\).

\[C=\frac43\div\frac76=\frac43\times\frac67=\frac{4\times2\times3}{3\times7}=\frac87\]

Calcul de \(D\)

Piège classique

Calculer de gauche à droite : \(\left(\dfrac53-\dfrac23\right)\times\dfrac74=\dfrac74\). Faux : la multiplication est prioritaire.

\(\dfrac23\times\dfrac74=\dfrac{2\times7}{3\times2\times2}=\dfrac76\), donc \(D=\dfrac{10}6-\dfrac76=\dfrac36=\dfrac12\).

Calcul de \(E\)

Rédaction modèle

\(E=\dfrac{21}{15}\times\dfrac{25}{14}=\dfrac{3\times7\times5\times5}{3\times5\times2\times7}=\dfrac52\).

On a décomposé chaque nombre avant de multiplier : les facteurs \(3\), \(5\) et \(7\) disparaissent immédiatement.

Exercice 2 · Puissances

  1. Écrire sous la forme d'une puissance, puis calculer : \(A=\dfrac{2^5\times2^{-3}}{2^4}\), \(B=\left(3^2\right)^3\times3^{-4}\), \(C=\dfrac{10^3\times10^{-5}}{10^{-4}}\).
  2. Donner l'écriture scientifique de \(D=\dfrac{6\times10^5\times4\times10^{-3}}{8\times10^{-2}}\).
  3. Simplifier, pour \(a\) et \(b\) non nuls : \(E=\left(a^3b^{-2}\right)^2\times a^{-4}b^5\).
  4. Vrai ou faux ? Justifier. a) \(-2^4=16\)   b) \(2^3+2^3=2^6\).
Voir la correction détaillée de l'exercice 2
Méthode · calculer avec des puissances
  1. Ne regrouper que des puissances de même base.
  2. D'abord les parenthèses \((a^n)^m=a^{nm}\), puis les produits (on additionne les exposants), puis les quotients (on soustrait l'exposant du bas).
  3. Bien gérer les signes des exposants : \(5-(-4)=9\).

1. Puissances d'un même nombre

\[\begin{aligned}A&=\frac{2^{5+(-3)}}{2^4}=\frac{2^2}{2^4}=2^{-2}=\frac14\\B&=3^{6}\times3^{-4}=3^{2}=9\\C&=\frac{10^{-2}}{10^{-4}}=10^{-2-(-4)}=10^{2}=100\end{aligned}\]

2. Écriture scientifique

On regroupe les nombres d'un côté, les puissances de 10 de l'autre.

\[\begin{aligned}D&=\frac{6\times4}{8}\times\frac{10^5\times10^{-3}}{10^{-2}}\\&=3\times\frac{10^{2}}{10^{-2}}=3\times10^{4}\end{aligned}\]

On a bien \(1\leqslant3\lt 10\) : c'est l'écriture scientifique.

3. Puissances de lettres

Rédaction modèle

\(E=a^{6}b^{-4}\times a^{-4}b^5=a^{6-4}\,b^{-4+5}=a^2b\).

On traite séparément les puissances de \(a\) et celles de \(b\).

4. Vrai ou faux

a) Faux. Sans parenthèses, l'exposant ne porte que sur \(2\) : \(-2^4=-16\). En revanche \((-2)^4=16\).

b) Faux. \(2^3+2^3=8+8=16=2^4\), et non \(2^6=64\). En effet \(2^3+2^3=2\times2^3=2^4\).

Piège classique

\(a^n+a^m\) ne se simplifie pas en \(a^{n+m}\). Seul le produit \(a^n\times a^m\) donne \(a^{n+m}\).

Exercice 3 · Racines carrées

  1. Écrire sous la forme \(a\sqrt b\), avec \(b\) le plus petit possible : \(\sqrt{50}\), \(\sqrt{72}\), \(\sqrt{12}\).
  2. Calculer et simplifier : \(A=\sqrt{50}-3\sqrt8+\sqrt{18}\), \(B=\sqrt{12}\times\sqrt3\), \(C=\left(2\sqrt3\right)^2\), \(D=\left(3+\sqrt2\right)\left(3-\sqrt2\right)\), \(F=\left(1+\sqrt2\right)^2\).
  3. Écrire \(E=\dfrac{6}{\sqrt3}\) sans racine carrée au dénominateur.
  4. Un élève écrit : \(\sqrt{9+16}=\sqrt9+\sqrt{16}=7\). Où est l'erreur ?
Voir la correction détaillée de l'exercice 3
Méthode · écrire \(\sqrt n\) sous la forme \(a\sqrt b\)

On cherche le plus grand carré parfait qui divise \(n\) (\(4, 9, 16, 25, 36, 49\)…), puis \(\sqrt{a^2\times b}=a\sqrt b\).

1. Écrire sous la forme \(a\sqrt b\)

\(\sqrt{50}=\sqrt{25\times2}=5\sqrt2\), \(\sqrt{72}=\sqrt{36\times2}=6\sqrt2\), \(\sqrt{12}=\sqrt{4\times3}=2\sqrt3\).

Pour \(\sqrt{72}\), écrire \(\sqrt{4\times18}=2\sqrt{18}\) n'est pas fini : \(18\) contient encore le carré \(9\). D'où l'intérêt de chercher le plus grand carré.

2. Calculs

Somme de racines. On n'ajoute que des racines identiques, comme on ajoute des \(x\) : on écrit d'abord chaque terme avec \(\sqrt2\).

\[\begin{aligned}A&=5\sqrt2-6\sqrt2+3\sqrt2\\&=(5-6+3)\sqrt2=2\sqrt2\end{aligned}\]

Produits. \(B=\sqrt{12\times3}=\sqrt{36}=6\) et \(C=2^2\times\left(\sqrt3\right)^2=4\times3=12\).

Avec les identités remarquables. \(D=3^2-\left(\sqrt2\right)^2=9-2=7\) et \(F=1+2\sqrt2+2=3+2\sqrt2\). \(D\) est un entier : c'est ce qui rend \((a+b)(a-b)=a^2-b^2\) si utile avec les racines.

3. Supprimer la racine au dénominateur

Rédaction modèle

On multiplie le numérateur et le dénominateur par \(\sqrt3\) : \(E=\dfrac{6\sqrt3}{\sqrt3\times\sqrt3}=\dfrac{6\sqrt3}{3}=2\sqrt3\).

4. L'erreur de l'élève

\(\sqrt{9+16}=\sqrt{25}=5\), alors que \(\sqrt9+\sqrt{16}=7\). La règle \(\sqrt{ab}=\sqrt a\sqrt b\) marche pour les produits, jamais pour les sommes.

Piège classique

\(\sqrt{a+b}\neq\sqrt a+\sqrt b\). On calcule d'abord ce qui est sous la racine, puis on prend la racine.

Exercice 4 · Développer et factoriser

  1. Développer et réduire : \(A=(2x+3)^2\), \(B=(5-3x)^2\), \(C=(4x-1)(4x+1)\), \(D=(x+2)(3x-5)-(x-1)^2\).
  2. Factoriser : \(E=9x^2-25\), \(F=x^2-10x+25\), \(G=(2x+1)(x-3)-(2x+1)(5x+2)\), \(H=(2x-1)^2-16\), \(I=x^2+6x+9-(x+3)(2x-1)\).
Voir la correction détaillée de l'exercice 4
Méthode · développer avec une identité remarquable

Identifier \(a\) et \(b\) avant d'écrire quoi que ce soit, puis appliquer la formule terme à terme. Le double produit \(2ab\) est le terme le plus souvent oublié.

1. Développer et réduire

\(A=(2x+3)^2\) : forme \((a+b)^2\) avec \(a=2x\), \(b=3\). \(A=4x^2+12x+9\).

\(B=(5-3x)^2\) : forme \((a-b)^2\) avec \(a=5\), \(b=3x\). \(B=25-30x+9x^2=9x^2-30x+25\).

\(C=(4x-1)(4x+1)\) : forme \((a-b)(a+b)\) avec \(a=4x\), \(b=1\). \(C=16x^2-1\).

\(D\) : on développe chaque morceau entre parenthèses, puis on enlève les parenthèses.

\[\begin{aligned}D&=\left(3x^2+x-10\right)-\left(x^2-2x+1\right)\\&=3x^2+x-10-x^2+2x-1\\&=2x^2+3x-11\end{aligned}\]
Piège classique

\(-(x-1)^2=-x^2+2x-1\) : le « − » change le signe de tous les termes. Écrire \(-x^2-2x+1\) est l'erreur la plus fréquente de la rentrée.

Méthode · factoriser
  1. Facteur commun visible ? On le met devant : \(ka+kb=k(a+b)\).
  2. Sinon, deux carrés séparés par « − » : \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)\).
  3. Sinon, trois termes dont deux carrés : \(a^2\pm2ab+b^2=(a\pm b)^2\), en vérifiant le double produit.

2. Factoriser

\(E\) : \(9x^2=(3x)^2\) et \(25=5^2\), donc \(E=(3x-5)(3x+5)\).

\(F\) : \(x^2\) et \(25=5^2\) sont des carrés, et \(2\times x\times5=10x\) est bien le double produit : \(F=(x-5)^2\).

\(G\) : le facteur commun est \((2x+1)\).

Rédaction modèle

\(G=(2x+1)\big[(x-3)-(5x+2)\big]=(2x+1)(x-3-5x-2)=(2x+1)(-4x-5)\).

On peut aussi écrire \(G=-(2x+1)(4x+5)\). Attention aux crochets : le « − » s'applique à tout \((5x+2)\).

\(H\) : forme \(a^2-b^2\) avec \(a=2x-1\) et \(b=4\).

\[\begin{aligned}H&=\big[(2x-1)-4\big]\big[(2x-1)+4\big]\\&=(2x-5)(2x+3)\end{aligned}\]

\(I\) : pas de facteur commun visible… mais \(x^2+6x+9=(x+3)^2\). Le facteur commun apparaît :

\[\begin{aligned}I&=(x+3)^2-(x+3)(2x-1)\\&=(x+3)\big[(x+3)-(2x-1)\big]\\&=(x+3)(-x+4)\end{aligned}\]

À retenir. Quand rien n'est visible, chercher une identité remarquable cachée dans une partie de l'expression.

Exercice 5 · Problème : le bassin du jardin

Un terrain carré a pour côté \((x+4)\) mètres, où \(x\) est un nombre positif. Dans un coin, on creuse un bassin carré de \(3\) mètres de côté. On note \(\mathcal A(x)\) l'aire, en m², de la partie restante (en gris).

bassinx + 433
  1. Justifier que \(\mathcal A(x)=(x+4)^2-9\).
  2. Développer et réduire \(\mathcal A(x)\).
  3. Factoriser \(\mathcal A(x)\).
  4. En choisissant à chaque fois la forme la plus adaptée, calculer \(\mathcal A(2)\), puis \(\mathcal A\big(\sqrt2\big)\).
  5. Déterminer \(x\) pour que l'aire restante soit égale à \(40\) m².
  6. Avec cette valeur de \(x\), on recouvre la partie restante de dalles carrées de \(25\) cm de côté. Combien faut-il de dalles ?
Voir la correction détaillée de l'exercice 5
Méthode · les trois formes d'une même expression

Une expression peut s'écrire sous plusieurs formes égales. On choisit celle qui rend la question la plus simple : la forme développée pour calculer une image avec une racine, la forme factorisée pour calculer vite ou résoudre « = 0 », la forme de départ \((\dots)^2-9\) quand l'équation ne fait intervenir que ce carré.

1. Expression de l'aire

Rédaction modèle

L'aire du terrain est \((x+4)^2\) et celle du bassin est \(3^2=9\). L'aire restante est donc \(\mathcal A(x)=(x+4)^2-9\).

2. Forme développée

\[\mathcal A(x)=x^2+8x+16-9=x^2+8x+7\]

3. Forme factorisée

\(\mathcal A(x)=(x+4)^2-3^2\) est de la forme \(a^2-b^2\) avec \(a=x+4\) et \(b=3\) :

\[\begin{aligned}\mathcal A(x)&=\big[(x+4)-3\big]\big[(x+4)+3\big]\\&=(x+1)(x+7)\end{aligned}\]

Contrôle : \((x+1)(x+7)=x^2+8x+7\), on retrouve la forme développée.

4. Calculs d'aires

\(\mathcal A(2)\) : la forme factorisée donne le résultat en une ligne, \((2+1)(2+7)=3\times9=27\) m².

\(\mathcal A\big(\sqrt2\big)\) : avec la forme développée, \(\big(\sqrt2\big)^2=2\) disparaît tout de suite : \(2+8\sqrt2+7=9+8\sqrt2\) m².

5. Aire égale à 40 m²

La forme de départ est la plus adaptée, car \(x\) n'y apparaît qu'une fois.

Rédaction modèle

\(\mathcal A(x)=40\iff(x+4)^2-9=40\iff(x+4)^2=49\).
Comme \(x\geqslant0\), \(x+4\gt 0\), donc \(x+4=\sqrt{49}=7\), c'est-à-dire \(x=3\). Le terrain mesure alors \(7\) m de côté.

Remarque : \(x+4=-7\) donnerait \(x=-11\), impossible ici car \(x\) est positif.

6. Nombre de dalles

Une dalle mesure \(25\) cm \(=\dfrac14\) m de côté : son aire est \(\left(\dfrac14\right)^2=\dfrac1{16}\) m². Il faut donc \(40\div\dfrac1{16}=40\times16=640\) dalles.

Vérification astucieuse. En dalles, le terrain mesure \(28\) dalles de côté et le bassin \(12\). Le nombre de dalles est \(28^2-12^2=(28-12)(28+12)=16\times40=640\) : même résultat, cette fois avec l'identité \(a^2-b^2\).

Les 6 réflexes de la rentrée en Seconde

  1. Priorités d'abord : repérer les multiplications avant de calculer de gauche à droite.
  2. Simplifier avant de multiplier des fractions, en décomposant les nombres.
  3. Puissances : les règles valent pour les produits de même base, jamais pour les sommes.
  4. Racines : \(\sqrt{ab}=\sqrt a\sqrt b\) oui, \(\sqrt{a+b}=\sqrt a+\sqrt b\) non.
  5. Développer : identifier \(a\) et \(b\), ne pas oublier le double produit, protéger par des parenthèses ce qui suit un « − ».
  6. Factoriser : facteur commun d'abord, identité remarquable ensuite, et choisir la forme adaptée à la question.
La fiche complète en PDF10 pages imprimables : rappels de cours, énoncés seuls pour s'entraîner, puis corrigés avec méthodes, rédactions modèles et pièges classiques.
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Questions fréquentes

Que faut-il savoir en calcul en arrivant en Seconde ?
Les calculs sur les fractions, les règles des puissances, les racines carrées, et surtout développer et factoriser avec les trois identités remarquables. Toute l'année de Seconde, notamment le chapitre sur les fonctions, s'appuie sur ces automatismes.
Comment savoir s'il faut développer ou factoriser ?
On développe pour comparer ou simplifier une expression, on factorise pour résoudre une équation « = 0 » ou étudier un signe. Quand l'énoncé ne dit rien, on choisit la forme qui rend la question la plus simple (exercice 5).
Quelle est l'erreur la plus fréquente sur les identités remarquables ?
Écrire \((a+b)^2=a^2+b^2\) en oubliant le double produit \(2ab\), et oublier de changer tous les signes après un « − » placé devant une parenthèse (exercice 4).
Ces exercices sont-ils utiles pour l'épreuve anticipée de Première ?
Oui. La partie automatismes de l'épreuve anticipée de maths, en fin de Première, évalue exactement ces calculs sans calculatrice : fractions, puissances, développement et factorisation.
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