Les nombres relatifs en 5ème
Parmi les quatre opérations dites "de base", intéressons-nous particulièrement à la soustraction.
Il existe une infinité de soustractions possibles, par exemple ou encore .
On remarque que dès qu'on soustrait un nombre plus petit, l'opération reste calculable.
Cependant, il existe des opérations sans réponse. Par exemple, quel serait le résultat de l'opération suivante :
Cette opération n'a pas de réponse pour l'instant, mais on peut remarquer qu'elle a le même résultat que l'opération , ou encore , ou encore ...
De la même manière, l'opération aura le même résultat que l'opération . C'est cette dernière opération que l'on va réécrire.
Au lieu de laisser , les mathématiciens ont décidé qu'il était plus judicieux d'écrire en omettant d'écrire le 0.
Faisons leur confiance et adoptons alors cette règle.
I. Vocabulaire.
Notations
D'après ce qui a été décidé lors de l'introduction, nous pouvons donc écrire :
Définitions
Nous posons maintenant les définitions suivantes :
Définitions :
- Les nombres qui s'écrivent avec un signe s'appellent des nombres négatifs,
- Les autres nombres s'appellent des nombres positifs,
- Les nombres positifs et négatifs forment ce que l'on appelle les nombres relatifs.
Exemple :
sont des nombres positifs alors que sont des nombres négatifs.
Le nombre zéro
est le seul nombre qui est à la fois positif et négatif !
Le mot relatif peut se comprendre comme relatif à 0, en effet : les nombres négatifs sont négatifs car ils sont inférieurs à 0 et les nombres positifs sont positifs car ils sont supérieurs à 0.
Le nombre 0 possède donc une position "centrale" dans l'ensemble des nombres.
II. Applications.
1. Repérage de points sur une droite graduée.
Sur une droite graduée,
- On peut placer un point origine O
- On peut repérer chaque point de la droite par un nombre relatif qui est sa distance à l'origine, ce nombre s'appelle l'abscisse du point.
- à chaque nombre relatif, on peut associer un point sur la droite qui sera à la distance de l'origine O.
Exemple :
- O est l'origine du repère de notre droite graduée
- L'abcisse de O est (zéro)
- L'abscisse du point A est 2,
- B est à une distance de 3 unités de l'origine O
- C a pour abscisse -1,5
Les notations suivantes sont équivalentes :
- D est à une distance de 4 unités du point d'abscisse
- D a pour abscisse 4
- D(4)
Introduisons alors un peu de vocabulaire :
Vocabulaire :
Un nombre relatif est donc composé de deux choses :
- un signe
- une distance à zéro
Remarque :
Lorsque deux nombres relatifs ont la même distance à zéro mais ont des signes différents (par exemple 5 et -5), on dit que ces nombres sont opposés.
2. Repérage de points dans le plan.
Définition :
Un repère orthogonal est constitué de deux droites graduées (appelées axes) d'origine commune O et perpendiculaires.
Propriété :
Dans un repère orthogonal, un point peut être localisé par deux informations : l'abscisse et l'ordonnée.
Ce couple d'informations s'appelle les coordonnées du point
Exemple :
est l'origine du repère. C'est aussi l'origine des droites graduées.
On a alors :
- a pour coordonnées (1 ; 1)
- (-3 ; -0,5) sont les coordonnées de .
- a pour abscisse -1 et pour ordonnée -1
- (4 ; -1).
3. Comparer des nombres relatifs.
Propriété :
- Si deux nombres relatifs sont positifs, alors le plus grand est le plus éloigné de 0.
- Si deux nombres relatifs sont negatifs, alors le plus grand est le plus proche de 0.
- Un nombre positif est toujours supérieur à un nombre négatif
Exemple :
Les deux nombres sont positifs :
Les deux nombres sont négatifs :
Les deux nombres n'ont pas le même signe :
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