Retour à la page d'accueilMathématiques · 5e · Changer de matière
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5e · Mathématiques
Nombres · Nombres entiers relatifs

Problèmes avec des nombres relatifs

Le solde de ton compte, la température sur le thermomètre, l'étage de l'ascenseur, une année « avant J.-C. » : tous ces problèmes se ressemblent. On part d'une situation de départ, puis on enchaîne des variations, positives ou négatives, qu'il faut ajouter dans l'ordre. Comment ne pas se tromper de signe ? C'est ce que tu vas apprendre ici.

Argent et températures

Schéma d'un solde bancaire de départ de 45 euros suivi de quatre mouvements successifs, qui donne un solde final de 35 euros. Solde de départ : 45 € paie 12 € reçoit 20 € paie 15 € frais 3 € 45 − 12 + 20 − 15 − 3 = 35 €

Le même raisonnement marche pour un solde négatif : si Paul a $-24$ € sur sa carte et la recharge de $30$ €, son nouveau solde est $-24 + 30 = 6$ €.

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Salma a $34\ €$ dans sa tirelire. Elle décide de s'acheter un livre qui coûte $15\ €$ et un sac à dos qui coûte $25\ €$. Comme elle n'a pas assez d'argent, ses parents…

Salma a $34\ €$ dans sa tirelire. Elle décide de s'acheter un livre qui coûte $15\ €$ et un sac à dos qui coûte $25\ €$. Comme elle n'a pas assez d'argent, ses parents lui disent qu'elle peut leur devoir ce qui manque. Quel nombre entier relatif représente le solde final de Salma vis-à-vis de ses parents ?

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Paul a un solde de $-24\ €$ sur sa carte de transport parce qu'il a oublié de la recharger. S'il se connecte à l'appli de transport et effectue une recharge de $30\ €$,…

Paul a un solde de $-24\ €$ sur sa carte de transport parce qu'il a oublié de la recharger. S'il se connecte à l'appli de transport et effectue une recharge de $30\ €$, quel sera son nouveau solde disponible pour voyager ?

−30 −20 −10 10 0 −24 Solde initial ? Nouveau solde +30 € Recharge
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Manon a $45€$ sur son compte bancaire. Pendant le week-end, elle effectue les opérations suivantes : elle paie l'abonnement à une plateforme de séries pour $12€$, reçoit…

Manon a $45€$ sur son compte bancaire. Pendant le week-end, elle effectue les opérations suivantes : elle paie l'abonnement à une plateforme de séries pour $12€$, reçoit un virement instantané de son père de $20€$ et achète un livre qui lui coûte $15€$. Si, à la fin du dimanche, sa banque prélève des frais de tenue de compte de $3€$, quel est le solde final de son compte ?

0€ 10€ 20€ 30€ 40€ 50€ 60€ +45€ −12€ +20€ −15€ −3€ ?€ Départ Séries Virement Livre Frais Solde
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Dans une station de ski des Pyrénées, le thermomètre indiquait à 8 h du matin une température de $-6\,^\circ\mathrm{C}$. À 12 h, la température avait augmenté de…

Dans une station de ski des Pyrénées, le thermomètre indiquait à 8 h du matin une température de $-6\,^\circ\mathrm{C}$. À 12 h, la température avait augmenté de $9\,^\circ\mathrm{C}$, et à 20 h elle avait baissé de $7\,^\circ\mathrm{C}$ par rapport à celle de midi. Quelle température le thermomètre indiquait-il à la fin de la journée ?

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Altitudes, profondeurs et étages

Un ascenseur, un plongeur ou un drone se déplacent vers le haut (positif) ou vers le bas (négatif) à partir d'un niveau $0$ : le rez-de-chaussée ou le niveau de la mer.

Axe vertical avec le niveau de la mer à 0, un sommet à +1 200 m, une grotte à −85 m et la distance verticale entre les deux, 1 285 m. niveau de la mer (0) sommet : +1 200 m grotte : −85 m distance = 1 200 − (−85) = 1 285 m
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Un livreur de repas à domicile entre dans l'ascenseur d'un grand centre commercial au troisième sous-sol, indiqué comme étage $-3$. Il monte d'abord de $7$ étages pour…

Un livreur de repas à domicile entre dans l'ascenseur d'un grand centre commercial au troisième sous-sol, indiqué comme étage $-3$. Il monte d'abord de $7$ étages pour livrer une commande, puis descend aussitôt de $2$ étages pour en récupérer une autre. À quel étage se trouve le livreur après ces déplacements ?

Sur la figure, tu peux voir les étages de l'ascenseur et le point de départ.

Escala vertical de plantas del ascensor, de −4 a +5, con el punto de inicio marcado en la planta −3 +5 +4 +3 +2 +1 0 −1 −2 −4 −3 Départ
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Le sommet le plus haut d'une île volcanique se trouve à $1\ 200$ mètres au-dessus du niveau de la mer. Sur la même île, il existe une grotte sous-marine dont le fond est…

Le sommet le plus haut d'une île volcanique se trouve à $1\ 200$ mètres au-dessus du niveau de la mer. Sur la même île, il existe une grotte sous-marine dont le fond est à $85$ mètres sous le niveau de la mer. Quelle différence d'altitude y a-t-il entre le sommet et le fond de la grotte ?

Niveau de la mer Sommet Fond grotte 1 200 m 85 m 0 m ?
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Le sommet de l'Everest se trouve à une altitude de $+8\,848$ mètres au-dessus du niveau de la mer, tandis que le point le plus profond de la fosse des Mariannes se situe…

Le sommet de l'Everest se trouve à une altitude de $+8\,848$ mètres au-dessus du niveau de la mer, tandis que le point le plus profond de la fosse des Mariannes se situe à $-11\,034$ mètres. Quelle est la distance verticale totale entre le point le plus haut et le point le plus bas de la planète ?

+10000 +5000 −5000 −10000 −15000 Niveau de la mer (0 m) +8,848 m Everest −11 034 m Fosse des Mariannes ? m Distance totale
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Dates avant et après J.-C.

En mathématiques, on associe les années avant J.-C. à des nombres négatifs et les années après J.-C. à des nombres positifs. Plus le nombre est petit (très négatif), plus l'année est ancienne.

Frise chronologique : l'année 570 av. J.-C. est le nombre négatif −570 à gauche, l'année 415 apr. J.-C. est le nombre positif +415 à droite. 0 570 av. J.-C.→ −570 415 apr. J.-C.→ +415 avant J.-C. : négatifsaprès : positifs
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Un historien étudie la vie d'un sculpteur de la Grèce antique. D'après les registres, le sculpteur est né en $495$ av. J.-C. et est mort en $429$ av. J.-C. Combien…

Un historien étudie la vie d'un sculpteur de la Grèce antique. D'après les registres, le sculpteur est né en $495$ av. J.-C. et est mort en $429$ av. J.-C. Combien d'années ce sculpteur a-t-il vécu ?

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Pour savoir combien d'années a vécu l'empereur romain César Auguste, né en $63$ av. J.-C. et mort en $14$ apr. J.-C., Marc effectue dans son cahier l'opération suivante…

Pour savoir combien d'années a vécu l'empereur romain César Auguste, né en $63$ av. J.-C. et mort en $14$ apr. J.-C., Marc effectue dans son cahier l'opération suivante : $63 - 14 = 49$ années.

  1. a) Expliquer en détail pourquoi la démarche de Marc est incorrecte du point de vue de la droite numérique et de l'écoulement du temps.
  2. b) Quelle erreur a-t-il commise avec les signes des nombres entiers relatifs qui représentent chaque date historique ?
  3. c) Écrire l'opération correcte avec des nombres entiers relatifs (en indiquant le signe de chaque année et la soustraction entre elles) et calculer l'âge réel auquel Auguste est mort.
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Pythagore, le célèbre mathématicien et philosophe grec, est né en $570$ av. J.-C. et mort en $495$ av. J.-C. À quel âge Pythagore est-il mort ? Utiliser des nombres…

Pythagore, le célèbre mathématicien et philosophe grec, est né en $570$ av. J.-C. et mort en $495$ av. J.-C. À quel âge Pythagore est-il mort ? Utiliser des nombres entiers relatifs (en associant les années avant Jésus-Christ à des nombres négatifs) pour effectuer le calcul.

Vers l'an 0 ➔ −600 −550 −500 −570 Naissance −495 Décès Âge ?
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La philosophe grecque Hypatie d'Alexandrie est morte en l'an $415$ apr. J.-C. à l'âge de $45$ ans. Son père, Théon d'Alexandrie, était un célèbre mathématicien né $80$…

La philosophe grecque Hypatie d'Alexandrie est morte en l'an $415$ apr. J.-C. à l'âge de $45$ ans. Son père, Théon d'Alexandrie, était un célèbre mathématicien né $80$ ans avant la mort de sa fille.

  1. a) En quelle année Hypatie est-elle née ? (L'exprimer sous la forme d'un nombre entier relatif.)
  2. b) En quelle année son père Théon est-il né ?
  3. c) Quel âge avait Théon à la naissance de sa fille ?
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Problèmes à plusieurs étapes

Quand le problème enchaîne plusieurs variations, note le résultat partiel après chaque étape.

Schéma des déplacements successifs d'un ascenseur : départ à l'étage 0, puis +12, −3, +4 et enfin −10. départ0 monte de 12+12 descend de 15−3 monte de 7+4 descend de 14étage final : −10
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Dans une station de ski des Pyrénées, le thermomètre indiquait $-5^{\circ}C$ à sept heures du matin. À midi, la température avait augmenté de $8^{\circ}C$, mais à…

Dans une station de ski des Pyrénées, le thermomètre indiquait $-5^{\circ}C$ à sept heures du matin. À midi, la température avait augmenté de $8^{\circ}C$, mais à minuit, elle a baissé de $6^{\circ}C$ par rapport à la température de midi. Quelle température le thermomètre indiquait-il à la fin de la journée ?

T (°C) 10 5 0 −5 −10 +3 ? Heure 07:00 12:00 24:00 +8°C −6°C
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Un livreur Amazon commence sa journée à l'étage $3$ d'un grand centre logistique. Il descend d'abord de $5$ étages pour récupérer un colis au sous-sol, puis monte de $7$…

Un livreur Amazon commence sa journée à l'étage $3$ d'un grand centre logistique. Il descend d'abord de $5$ étages pour récupérer un colis au sous-sol, puis monte de $7$ étages pour le livrer dans un bureau et, enfin, descend encore de $3$ étages pour se reposer à la cafétéria. À quel étage se trouve la cafétéria ? Exprimer le résultat par un nombre entier relatif.

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Un scientifique réalise une expérience de chimie. Il place un composé dans un congélateur spécial qui fait baisser la température de l'échantillon de $4^\circ C$ chaque…

Un scientifique réalise une expérience de chimie. Il place un composé dans un congélateur spécial qui fait baisser la température de l'échantillon de $4^\circ C$ chaque heure. Si l'échantillon était initialement à une température ambiante de $18^\circ C$, quelle sera la température de l'échantillon après $6$ heures ? Exprimer le résultat par une opération combinée de nombres entiers relatifs.

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Un drone de surveillance forestière décolle d'une base située à $850$ mètres d'altitude. Pendant sa patrouille, il effectue les déplacements suivants : 1. Il monte de…

Un drone de surveillance forestière décolle d'une base située à $850$ mètres d'altitude. Pendant sa patrouille, il effectue les déplacements suivants :

  1. Il monte de $120$ mètres pour éviter une montagne.

  2. Il descend de $300$ mètres pour analyser une zone de faible végétation.

  3. Il se déplace horizontalement (sans changer d'altitude) puis descend encore de $150$ mètres.

  4. À cause d'une panne technique, il tombe au fond d'un ravin situé à une altitude de $-20$ mètres (sous le niveau de la mer).

Eje de altitudes con la base del dron a 850 metros, el nivel del mar a 0 metros y el fondo del barranco a -20 metros1000 m800 m600 m400 m200 m0 mNiveau de la merBase : 850 mRavin : −20 m

Calculer :

  1. a) De combien de mètres le drone est-il descendu lors de sa dernière chute (étape 4) ?
  1. b) Si le drone était capable de remonter du ravin directement jusqu'à la base initiale, de combien de mètres devrait-il monter ?
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Retour à la question du début : pour ne pas se tromper de signe, on traduit d'abord chaque variation par un nombre relatif (on gagne, on monte : $+$ ; on perd, on descend : $-$), puis on additionne dans l'ordre.

L'essentiel

Voir tous les exercices de cette partie