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 157=815-7=8 ou encore 3821=1738-21=17.
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 :
141714-17
Cette opération n'a pas de réponse pour l'instant, mais on peut remarquer qu'elle a le même résultat que l'opération 131613-16, ou encore 121512-15, ou encore 111411-14 ...

De la même manière, l'opération 141714-17 aura le même résultat que l'opération 030-3. C'est cette dernière opération que l'on va réécrire.
Au lieu de laisser 030-3, les mathématiciens ont décidé qu'il était plus judicieux d'écrire 3-3 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 :

  • 1320=07=713-20=0-7=-7
  • 14=03=31-4=0-3=-3
  • 5181=030=3051-81=0-30=-30

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 :
1,5,8411, 5, 841 sont des nombres positifs alors que 2,7,132-2, -7, -132 sont des nombres négatifs.

Le nombre zéro

00 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 xx relatif, on peut associer un point sur la droite qui sera à la distance xx de l'origine O.

Exemple :
droite graduee

  • O est l'origine du repère de notre droite graduée
  • L'abcisse de O est 00 (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 00
  • 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 :
repere

OO est l'origine du repère. C'est aussi l'origine des droites graduées.
On a alors :

  • AA a pour coordonnées (1 ; 1)
  • (-3 ; -0,5) sont les coordonnées de BB.
  • CC a pour abscisse -1 et pour ordonnée -1
  • DD(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 : 17,5>16,317,5>16,3
Les deux nombres sont négatifs : 41>280-41>-280
Les deux nombres n'ont pas le même signe : 127<4-127<4

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