Chapitre 01 · Troisième

Identités Remarquables

Développement et factorisation avec les trois identités

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Travailler Identités Remarquables en Troisième

Ce chapitre de identités remarquables en 3ème te demande à la fois de comprendre la méthode et de savoir l’utiliser sur des exercices variés. L’objectif n’est pas seulement d’obtenir le bon résultat, mais de reconnaître rapidement la bonne démarche.

Prérequis

  • Reprendre les bases de 3ème liées à identités remarquables.
  • Refaire un exercice facile avant de viser les questions de synthèse.

Compétences à maîtriser

  • Maîtriser les méthodes essentielles de identités remarquables.
  • Rédiger une solution propre et exploiter la correction pour progresser.

Erreurs fréquentes

  • Chercher à aller trop vite au lieu de poser clairement les étapes.
  • Lire la correction sans refaire l’exercice ensuite seul.

En contrôle ou en examen : Ce chapitre sert surtout à consolider des automatismes et à préparer les exercices plus transversaux du niveau.

1Facile

Développer avec les identités remarquables

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Énoncé

Développer et réduire en utilisant les identités remarquables :
1. A=(3x+2)2A = (3x + 2)^2
2. B=(5x−1)2B = (5x - 1)^2
3. C=(4x+3)(4x−3)C = (4x + 3)(4x - 3)

Correction détaillée

01

Identité $(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2$

Avec a=3xa = 3x et b=2b = 2 :
A=(3x)2+2×3x×2+22=9x2+12x+4A = (3x)^2 + 2 \times 3x \times 2 + 2^2 = 9x^2 + 12x + 4
02

Identité $(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$

Avec a=5xa = 5x et b=1b = 1 :
B=(5x)2−2×5x×1+12=25x2−10x+1B = (5x)^2 - 2 \times 5x \times 1 + 1^2 = 25x^2 - 10x + 1
03

Identité $(a+b)(a-b) = a^2 - b^2$

Avec a=4xa = 4x et b=3b = 3 :
C=(4x)2−32=16x2−9C = (4x)^2 - 3^2 = 16x^2 - 9
2Intermédiaire

Factoriser avec les identités remarquables

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Énoncé

Factoriser les expressions suivantes :
1. A=25x2−16A = 25x^2 - 16
2. B=x2+6x+9B = x^2 + 6x + 9
3. C=4x2−20x+25C = 4x^2 - 20x + 25

Correction détaillée

01

Différence de deux carrés pour $A$

25x2=(5x)225x^2 = (5x)^2 et 16=4216 = 4^2. On applique a2−b2=(a−b)(a+b)a^2 - b^2 = (a-b)(a+b) :
A=(5x−4)(5x+4)A = (5x - 4)(5x + 4)
02

Carré parfait pour $B$

x2+6x+9=x2+2×x×3+32x^2 + 6x + 9 = x^2 + 2 \times x \times 3 + 3^2 → on reconnaît (a+b)2(a+b)^2 avec a=xa = x, b=3b = 3 :
B=(x+3)2B = (x + 3)^2
03

Carré parfait pour $C$

4x2−20x+25=(2x)2−2×2x×5+524x^2 - 20x + 25 = (2x)^2 - 2 \times 2x \times 5 + 5^2 → (a−b)2(a-b)^2 avec a=2xa = 2x, b=5b = 5 :
C=(2x−5)2C = (2x - 5)^2
3Intermédiaire

Développer et réduire des expressions composées

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Énoncé

Développer et réduire les expressions suivantes :
1. A=(x+4)2−(x−2)(x+2)A = (x + 4)^2 - (x - 2)(x + 2)
2. B=(2x−3)2+(2x+3)2B = (2x - 3)^2 + (2x + 3)^2
3. C=(x+1)2−(x+1)(x−1)C = (x + 1)^2 - (x + 1)(x - 1)

Correction détaillée

01

Développement de $A$

(x+4)2=x2+8x+16(x+4)^2 = x^2 + 8x + 16 et (x−2)(x+2)=x2−4(x-2)(x+2) = x^2 - 4.
A=(x2+8x+16)−(x2−4)=x2+8x+16−x2+4=8x+20A = (x^2 + 8x + 16) - (x^2 - 4) = x^2 + 8x + 16 - x^2 + 4 = 8x + 20
02

Développement de $B$

(2x−3)2=4x2−12x+9(2x-3)^2 = 4x^2 - 12x + 9 et (2x+3)2=4x2+12x+9(2x+3)^2 = 4x^2 + 12x + 9.
B=4x2−12x+9+4x2+12x+9=8x2+18B = 4x^2 - 12x + 9 + 4x^2 + 12x + 9 = 8x^2 + 18
03

Développement de $C$

(x+1)2=x2+2x+1(x+1)^2 = x^2 + 2x + 1 et (x+1)(x−1)=x2−1(x+1)(x-1) = x^2 - 1.
C=(x2+2x+1)−(x2−1)=2x+2=2(x+1)C = (x^2 + 2x + 1) - (x^2 - 1) = 2x + 2 = 2(x+1)
4Difficile

Factorisation complète avec substitution

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Énoncé

Factoriser complètement les expressions suivantes en reconnaissant une identité remarquable :
1. A=9a2−42a+49A = 9a^2 - 42a + 49
2. B=(x+1)2−4B = (x+1)^2 - 4
3. C=16x4−1C = 16x^4 - 1

Correction détaillée

01

Factorisation de $A$ — carré parfait

On vérifie : 9a2=(3a)29a^2 = (3a)^2, 49=7249 = 7^2 et 42a=2×3a×742a = 2 \times 3a \times 7.
On reconnaît (3a)2−2×3a×7+72(3a)^2 - 2 \times 3a \times 7 + 7^2 :
A=(3a−7)2A = (3a - 7)^2
02

Factorisation de $B$ — différence de carrés

(x+1)2−4=(x+1)2−22(x+1)^2 - 4 = (x+1)^2 - 2^2. On applique u2−v2=(u−v)(u+v)u^2 - v^2 = (u-v)(u+v) avec u=x+1u = x+1 et v=2v = 2 :
B=(x+1−2)(x+1+2)=(x−1)(x+3)B = (x+1-2)(x+1+2) = (x-1)(x+3)
03

Factorisation de $C$ — double application

16x4−1=(4x2)2−12=(4x2−1)(4x2+1)16x^4 - 1 = (4x^2)^2 - 1^2 = (4x^2 - 1)(4x^2 + 1).
On factorise encore 4x2−1=(2x)2−12=(2x−1)(2x+1)4x^2 - 1 = (2x)^2 - 1^2 = (2x-1)(2x+1) :
C=(2x−1)(2x+1)(4x2+1)C = (2x-1)(2x+1)(4x^2+1)
5Intermédiaire

Développer, factoriser et calculer

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Énoncé

Soit A=(x+5)2−(x−3)(x+3)A = (x + 5)^2 - (x - 3)(x + 3).
1. Développer et réduire AA.
2. Factoriser le résultat si possible.
3. Calculer AA pour x=12x = \dfrac{1}{2}.

Correction détaillée

01

Développement de $A$

(x+5)2=x2+10x+25(x+5)^2 = x^2 + 10x + 25 et (x−3)(x+3)=x2−9(x-3)(x+3) = x^2 - 9 (identité (a−b)(a+b)(a-b)(a+b)).
A=(x2+10x+25)−(x2−9)=x2+10x+25−x2+9A = (x^2 + 10x + 25) - (x^2 - 9) = x^2 + 10x + 25 - x^2 + 9
A=10x+34A = 10x + 34
02

Factorisation du résultat

10x+34=2(5x+17)10x + 34 = 2(5x + 17).
On peut factoriser par 22 : A=2(5x+17)A = 2(5x + 17)
03

Calcul pour $x = \dfrac{1}{2}$

En utilisant la forme factorisée :
A=2(5×12+17)=2(52+17)=2×5+342=2×392=39A = 2\left(5 \times \frac{1}{2} + 17\right) = 2\left(\frac{5}{2} + 17\right) = 2 \times \frac{5 + 34}{2} = 2 \times \frac{39}{2} = 39
6Facile

Carrés parfaits à reconnaître

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Énoncé

Reconnaître puis factoriser les expressions suivantes :
1. A=x2+14x+49A = x^2 + 14x + 49
2. B=9y2−12y+4B = 9y^2 - 12y + 4
3. C=36a2+60a+25C = 36a^2 + 60a + 25

Correction détaillée

01

Expression $A$

49=7249 = 7^2 et 14x=2×x×714x = 2 \times x \times 7.
On reconnaît donc (x+7)2(x+7)^2 :
A=(x+7)2A = (x+7)^2
02

Expression $B$

9y2=(3y)29y^2 = (3y)^2, 4=224 = 2^2 et 12y=2×3y×212y = 2 \times 3y \times 2.
Comme le terme du milieu est négatif :
B=(3y−2)2B = (3y-2)^2
03

Expression $C$

36a2=(6a)236a^2 = (6a)^2, 25=5225 = 5^2 et 60a=2×6a×560a = 2 \times 6a \times 5.
Donc :
C=(6a+5)2C = (6a+5)^2
7Facile

Différences de deux carrés

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Énoncé

Factoriser :
1. A=x2−81A = x^2 - 81
2. B=49m2−25B = 49m^2 - 25
3. C=4t2−121C = 4t^2 - 121

Correction détaillée

01

Expression $A$

81=9281 = 9^2, donc :
A=x2−92=(x−9)(x+9)A = x^2 - 9^2 = (x-9)(x+9)
02

Expression $B$

49m2=(7m)249m^2 = (7m)^2 et 25=5225 = 5^2.
Ainsi :
B=(7m−5)(7m+5)B = (7m-5)(7m+5)
03

Expression $C$

4t2=(2t)24t^2 = (2t)^2 et 121=112121 = 11^2.
On obtient :
C=(2t−11)(2t+11)C = (2t-11)(2t+11)
8Intermédiaire

Développement avec parenthèses imbriquées

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Énoncé

Développer et réduire :
1. A=3(x+2)2−(x−1)2A = 3(x+2)^2 - (x-1)^2
2. B=(2x+5)2−(2x−5)2B = (2x+5)^2 - (2x-5)^2

Correction détaillée

01

Calcul de $A$

(x+2)2=x2+4x+4(x+2)^2 = x^2 + 4x + 4 et (x−1)2=x2−2x+1(x-1)^2 = x^2 - 2x + 1.
A=3(x2+4x+4)−(x2−2x+1)A = 3(x^2+4x+4) - (x^2-2x+1)
A=3x2+12x+12−x2+2x−1=2x2+14x+11A = 3x^2 + 12x + 12 - x^2 + 2x - 1 = 2x^2 + 14x + 11
02

Calcul de $B$

On peut développer ou utiliser la différence de deux carrés avec u=2x+5u = 2x+5 et v=2x−5v = 2x-5.
En développant :
(2x+5)2=4x2+20x+25(2x+5)^2 = 4x^2 + 20x + 25
(2x−5)2=4x2−20x+25(2x-5)^2 = 4x^2 - 20x + 25
03

Réduction finale

B=(4x2+20x+25)−(4x2−20x+25)=40xB = (4x^2 + 20x + 25) - (4x^2 - 20x + 25) = 40x
9Facile

Calcul mental avec une identité remarquable

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Énoncé

Calculer sans poser l'opération :
1. 98298^2
2. 1032103^2
3. 51×4951 \times 49

Correction détaillée

01

Calcul de $98^2$

98=100−298 = 100 - 2.
982=(100−2)2=1002−2×100×2+22=10000−400+4=960498^2 = (100-2)^2 = 100^2 - 2 \times 100 \times 2 + 2^2 = 10000 - 400 + 4 = 9604
02

Calcul de $103^2$

103=100+3103 = 100 + 3.
1032=(100+3)2=10000+600+9=10609103^2 = (100+3)^2 = 10000 + 600 + 9 = 10609
03

Calcul de $51 \times 49$

51×49=(50+1)(50−1)=502−12=2500−1=249951 \times 49 = (50+1)(50-1) = 50^2 - 1^2 = 2500 - 1 = 2499$
10Intermédiaire

Factoriser puis résoudre un produit

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Énoncé

1. Factoriser A=x2−10x+25A = x^2 - 10x + 25.
2. En déduire les solutions de l'équation x2−10x+25=0x^2 - 10x + 25 = 0.
3. Même question pour B=4x2−9B = 4x^2 - 9.

Correction détaillée

01

Carré parfait pour $A$

25=5225 = 5^2 et 10x=2×x×510x = 2 \times x \times 5.
Donc :
A=(x−5)2A = (x-5)^2
02

Résolution de $A = 0$

(x−5)2=0  ⟺  x−5=0  ⟺  x=5(x-5)^2 = 0 \iff x-5 = 0 \iff x = 5
Il y a une solution unique : {5}\{5\}.
03

Cas de $B$

B=4x2−9=(2x)2−32=(2x−3)(2x+3)B = 4x^2 - 9 = (2x)^2 - 3^2 = (2x-3)(2x+3)
Donc B=0B = 0 équivaut à 2x−3=02x-3=0 ou 2x+3=02x+3=0.
Ainsi x=32x = \dfrac{3}{2} ou x=−32x = -\dfrac{3}{2}.
11Intermédiaire

Expression littérale avec paramètre simple

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Énoncé

Soit A=(x+k)2−x2A = (x+k)^2 - x^2.
1. Développer et réduire AA.
2. Factoriser le résultat.
3. Calculer AA pour k=4k = 4 et x=3x = 3.

Correction détaillée

01

Développement

(x+k)2=x2+2kx+k2(x+k)^2 = x^2 + 2kx + k^2
Donc :
A=x2+2kx+k2−x2=2kx+k2A = x^2 + 2kx + k^2 - x^2 = 2kx + k^2
02

Factorisation

On met kk en facteur :
A=k(2x+k)A = k(2x+k)
03

Application numérique

Pour k=4k=4 et x=3x=3 :
A=4(2×3+4)=4(10)=40A = 4(2 \times 3 + 4) = 4(10) = 40
12Intermédiaire

Comparer deux écritures d'une même expression

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Énoncé

Montrer que pour tout réel xx,
A=(x+6)2−(x+2)2A = (x+6)^2 - (x+2)^2
est égal à 8x+328x + 32.

Correction détaillée

01

Développement direct

(x+6)2=x2+12x+36(x+6)^2 = x^2 + 12x + 36
(x+2)2=x2+4x+4(x+2)^2 = x^2 + 4x + 4
02

Soustraction

A=(x2+12x+36)−(x2+4x+4)=8x+32A = (x^2 + 12x + 36) - (x^2 + 4x + 4) = 8x + 32
03

Vérification par factorisation

On reconnaît aussi une différence de deux carrés :
A=[(x+6)−(x+2)][(x+6)+(x+2)]=4(2x+8)=8x+32A = [(x+6)-(x+2)] [(x+6)+(x+2)] = 4(2x+8) = 8x+32
Les deux méthodes donnent bien le même résultat.
13Intermédiaire

Aire d'un carré agrandi

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Énoncé

Le côté d'un carré mesure xx cm. On augmente ce côté de 33 cm.
1. Exprimer la nouvelle aire.
2. Développer cette expression.
3. De combien l'aire a-t-elle augmenté ?

Correction détaillée

01

Nouvelle aire

Le nouveau côté vaut x+3x+3, donc la nouvelle aire vaut :
A2=(x+3)2A_2 = (x+3)^2
02

Développement

(x+3)2=x2+6x+9(x+3)^2 = x^2 + 6x + 9
03

Augmentation d'aire

L'ancienne aire valait x2x^2.
L'augmentation est donc :
A2−A1=(x2+6x+9)−x2=6x+9A_2 - A_1 = (x^2 + 6x + 9) - x^2 = 6x + 9
14Facile

Produit de deux binômes conjugués

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Énoncé

Calculer et simplifier :
1. (7x+4)(7x−4)(7x+4)(7x-4)
2. (3−2y)(3+2y)(3-2y)(3+2y)
3. (1+3)(1−3)(1+\sqrt{3})(1-\sqrt{3})

Correction détaillée

01

Premier produit

On applique (a+b)(a−b)=a2−b2(a+b)(a-b) = a^2 - b^2 avec a=7xa = 7x et b=4b = 4 :
(7x+4)(7x−4)=49x2−16(7x+4)(7x-4) = 49x^2 - 16
02

Deuxième produit

Avec a=3a = 3 et b=2yb = 2y :
(3−2y)(3+2y)=32−(2y)2=9−4y2(3-2y)(3+2y) = 3^2 - (2y)^2 = 9 - 4y^2
03

Troisième produit

Avec a=1a = 1 et b=3b = \sqrt{3} :
(1+3)(1−3)=1−3=−2(1+\sqrt{3})(1-\sqrt{3}) = 1 - 3 = -2
15Difficile

Enchaînement développement puis factorisation

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Énoncé

Soit A=(2x+1)2−(x−3)2A = (2x+1)^2 - (x-3)^2.
1. Développer et réduire AA.
2. Factoriser AA comme différence de deux carrés.
3. Vérifier que les deux écritures sont équivalentes.

Correction détaillée

01

Développement

(2x+1)2=4x2+4x+1(2x+1)^2 = 4x^2 + 4x + 1
(x−3)2=x2−6x+9(x-3)^2 = x^2 - 6x + 9
A=4x2+4x+1−(x2−6x+9)=3x2+10x−8A = 4x^2 + 4x + 1 - (x^2 - 6x + 9) = 3x^2 + 10x - 8
02

Factorisation directe

On pose u=2x+1u = 2x+1 et v=x−3v = x-3.
Alors :
A=u2−v2=(u−v)(u+v)A = u^2 - v^2 = (u-v)(u+v)
A=(2x+1−(x−3))(2x+1+x−3)=(x+4)(3x−2)A = (2x+1-(x-3))(2x+1+x-3) = (x+4)(3x-2)
03

Vérification

(x+4)(3x−2)=3x2−2x+12x−8=3x2+10x−8(x+4)(3x-2) = 3x^2 - 2x + 12x - 8 = 3x^2 + 10x - 8
On retrouve bien l'expression développée.

Suivi personnel

Garder le cap sur ce chapitre

15 exercice(s) à revoir. Tu peux marquer ce chapitre comme terminé quand tu as repris les exercices sans aide.

Organisation

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Chapitres liés à revoir ensuite

Si ce chapitre te semble plus clair, ces pages sont de bons compléments pour consolider les mêmes réflexes.