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Divisibilité, PPCM et PGCD

⏱ 20 minProgramme officiel : CD-P5-OPE-02

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🎯 Dans cette leçon, tu vas apprendre à

  • Appliquer les caractères de divisibilité (2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 25, 100, 125) ; décomposer en facteurs premiers ; trouver PPCM et PGCD.
  • Effectuer les quatre opérations sur les fractions.

La leçon

Introduction

Ilunga a 24 mangues et 36 oranges. Il veut faire des paniers tous pareils, sans qu’il reste de fruit. Combien de paniers peut-il faire au maximum ? Pour répondre vite, il faut connaître les caractères de divisibilité, le PGCD et le PPCM. Dans cette leçon, tu revois aussi les quatre opérations sur les fractions.

Explication

Caractères de divisibilité. Un nombre est divisible par :

  • 2 si son dernier chiffre est pair ; 5 s’il se termine par 0 ou 5 ; 10 s’il se termine par 0 ;
  • 4 si ses deux derniers chiffres forment un nombre divisible par 4 (316 : 16 = 4 × 4) ;
  • 25 s’il se termine par 00, 25, 50 ou 75 ; 100 s’il se termine par 00 ;
  • 8 si ses trois derniers chiffres forment un nombre divisible par 8 (5 120 : 120 = 8 × 15) ;
  • 125 s’il se termine par 000, 125, 250, 375, 500, 625, 750 ou 875 ;
  • 3 (ou 9) si la somme de ses chiffres est divisible par 3 (ou par 9). Pour 738 : 7 + 3 + 8 = 18, donc 738 est divisible par 3 et par 9.

Explication

Nombres premiers. Un nombre premier a exactement deux diviseurs : 1 et lui-même. Exemples : 2, 3, 5, 7, 11, 13. Le nombre 1 n’est pas premier.

Décomposer en facteurs premiers : on divise par 2, puis 3, puis 5… tant que c’est possible.
60=2×2×3×5=22×3×560 = 2 \times 2 \times 3 \times 5 = 2^2 \times 3 \times 5.

  • PGCD (plus grand commun diviseur) : on multiplie les facteurs communs, chacun avec le plus petit exposant.
  • PPCM (plus petit commun multiple) : on multiplie tous les facteurs, chacun avec le plus grand exposant.

Explication

Opérations sur les fractions

  • Addition et soustraction : on réduit au même dénominateur (le PPCM est pratique), puis on additionne ou on soustrait les numérateurs. 23+16=46+16=56\frac{2}{3} + \frac{1}{6} = \frac{4}{6} + \frac{1}{6} = \frac{5}{6}.
  • Multiplication : numérateur par numérateur, dénominateur par dénominateur. 23×45=815\frac{2}{3} \times \frac{4}{5} = \frac{8}{15}.
  • Division : on multiplie par la fraction inverse. 34÷12=34×21=64=32\frac{3}{4} \div \frac{1}{2} = \frac{3}{4} \times \frac{2}{1} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2}.

On simplifie toujours le résultat.

Exemple résolu

Le nombre 3 240 est-il divisible par 4, par 8, par 9 et par 25 ?

Étape 1 : Deux derniers chiffres : 40 = 4 × 10. Il est divisible par 4.

Étape 2 : Trois derniers chiffres : 240 = 8 × 30. Il est divisible par 8.

Étape 3 : Somme des chiffres : 3 + 2 + 4 + 0 = 9. Il est divisible par 9.

Étape 4 : Il se termine par 40, ni 00, ni 25, ni 50, ni 75.

Réponse : 3 240 est divisible par 4, 8 et 9, mais pas par 25.

Exemple résolu

Revenons aux 24 mangues et 36 oranges d’Ilunga. Trouve le PGCD et le PPCM de 24 et 36.

Étape 1 : 24=23×324 = 2^3 \times 3 et 36=22×3236 = 2^2 \times 3^2.

Étape 2 : PGCD : facteurs communs, plus petits exposants : 22×3=122^2 \times 3 = 12.

Étape 3 : PPCM : tous les facteurs, plus grands exposants : 23×32=722^3 \times 3^2 = 72.

Étape 4 : Ilunga peut faire 12 paniers, avec 24 ÷ 12 = 2 mangues et 36 ÷ 12 = 3 oranges chacun.

Réponse : PGCD = 12 et PPCM = 72 ; 12 paniers au maximum.

Exemple résolu

Calcule 23+34\frac{2}{3} + \frac{3}{4}, puis 35×109\frac{3}{5} \times \frac{10}{9}.

Étape 1 : Le PPCM de 3 et 4 est 12 : 23=812\frac{2}{3} = \frac{8}{12} et 34=912\frac{3}{4} = \frac{9}{12}.

Étape 2 : 812+912=1712\frac{8}{12} + \frac{9}{12} = \frac{17}{12}.

Étape 3 : 35×109=3×105×9=3045\frac{3}{5} \times \frac{10}{9} = \frac{3 \times 10}{5 \times 9} = \frac{30}{45}.

Étape 4 : Je simplifie par 15 : 3045=23\frac{30}{45} = \frac{2}{3}.

Réponse : 1712\frac{17}{12} et 23\frac{2}{3}.

Attention

Attention : on n’additionne jamais les dénominateurs ! 12+13\frac{1}{2} + \frac{1}{3} ne fait pas 25\frac{2}{5}. On réduit d’abord : 12+13=36+26=56\frac{1}{2} + \frac{1}{3} = \frac{3}{6} + \frac{2}{6} = \frac{5}{6}.

Rappelle-toi aussi que 1 n’est pas un nombre premier.

À retenir

  • Divisibilité par 2, 5, 10 : dernier chiffre ; par 4, 25 : deux derniers ; par 8, 125 : trois derniers ; par 3, 9 : somme des chiffres.
  • Un nombre premier a exactement deux diviseurs.
  • PGCD : facteurs communs, plus petits exposants. PPCM : tous les facteurs, plus grands exposants.
  • Pour additionner des fractions : même dénominateur. Pour diviser : multiplier par l’inverse.

✍️ Exercices

Réponds à un exercice à la fois. Ta réponse est corrigée aussitôt, avec une explication.

Exercice 1 sur 9

★ Facile

Lequel de ces nombres est divisible par 9 ?

Ta réponse