NOMBRES – Curiosités, Théorie et Usages

 

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De chiffres

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Fractions  0,999…

Mystère

 

INDEX

 

Fractions

 

Calcul

 

Types de nombres

 

 

Sommaire de cette page

>>> Question avec 1/4

>>> Tartes

>>> Demi et quart

>>> Tiers, sixième, douzième

>>> Comparaison

>>> Calculs élémentaires

>>> Simplification

>>> Simplification singulière

>>> Jeux

>>> Jeux de fractions avec de lettres

Le coin académique

>>> Définitions et propriétés des fractions

>>> Opérations avec les fractions

 

 

 

Humour

M'dam, pour bien vous montrer que j'ai compris les fractions, je n'ai fait que la moitié de mon devoir (To show you how well I understand fractions, I only did half of my homework).

Apprentissage des fractions: ta maman a deux pêches. Elle coupe la première en deux et la seconde en huit. Que choisis-tu: un morceau de la première ou quatre morceaux de la seconde? - Un morceau de la première, monsieur. – Voyons, tu n'as bien compris le cours: un demi et quatre huitièmes c'est la même chose. – Pas vraiment, parce qu'en coupant en huit, qu'est-ce que vous perdez comme bon jus.

 

Variante

Le prof de math à son fils: - si tu as à choisir entre une moitié d'orange ou huit seizièmes d'orange que choisirais-tu ? – La moitié, bien sûr. – Portant, tu sais bien que moitié et huit seizièmes c'est la même chose. – Oui, mais je prendrai tout de même la moitié. – Ça alors, mais pourquoi ? – Pour ne perdre le bon jus !

Voir Fractions de l'ivrogne / Pensées & humour

 

 

De mon expérience, même bons en calcul, les enfants qui n'ont pas compris les fractions sont  perturbés par la présence de deux nombres (en haut et en bas).

Une idée: insister pour dire que le nombre du bas est comme une unité (comme des mètres ou des kilogrammes). Conséquences: on prend soin de ne calculer qu'avec des objets de même unités:

1 fois "un demi" + 1 fois "un demi" = 2 fois "un demi".

1 fois "un demi" + 1 fois "un tiers" = pas possible en l'état.

Dans ce dernier cas, il faudra trouver un autre moyen, une sorte de conversion d'unités qui sera appelée "réduction au même dénominateur"

Voir Calcul avec les briques de construction 

Voir aussi: calcul des factions avec l'analogie de la bête à pattes.

Diaporama réalisé par un enfant de 9 ans, réfractaire aux fractions

 

 

 

 

FRACTIONS

Introduction pour débutants 

Inévitable tarte à partager … Une fraction de tarte, c'est une part de tarte ou plusieurs parts de tartes, la tarte étant partagée (fractionnée) en deux, trois, quatre, huit ou autres.

 

Voir comment on a réinventé les parts de tartes

avec les briques du jeu de construction de type LegoTM.

 

Diverses manières de présenter cette fraction 3/2 (trois demis)

 

Voir Fractions en diaporama, niveau collèges (métaphore de la bête à pattes)

Cours de 5e  / Évaluation de CM1 / Fractions et méthode Singapour

 

 

Réponse à une question de primaire (10 ans) pour se lancer

Question: Combien ça fait un quart de 80?

Réponse: Imagine que tu as 80 cartes dans ta main et que tu veux les donner à tes quatre copains et copines, mais il faut autant de cartes pour chacune. Alors comment faire?

Tu donnes d'abord 10 cartes à chacun. Il te reste encore des cartes. Alors tu en donnes encore 10. Tu as donné les 80 cartes et chacun en a 10 + 10 = 20.

Tu constates que chaque enfant a reçu 10 + 10 = 20  cartes.

Donc 80 divisé par 4 = 20. Normal car  4 x 20 = 80.

Les enfants sont 4. Alors, chaque enfant à reçu un quart des 80 cartes. On écrit:

 

 

TARTES

 

*      On se réfère toujours à la part de gâteau ou de tarte pour aborder la notion de fraction.

Moi et ma sœur avons décidé d'être sages; nous gardons la moitié de la tarte pour demain et nous partageons à parts égales la deuxième moitié. Aujourd'hui, nous nous régalons avec un quart de tarte chacun.

 

*      Nous voyons sur ce simple schéma se dessiner quelques relations entres fractions  

 

 

 

Voir Partage de la tarte en parts égales

 

 

Demi et quart

 

*      Nous sommes habitués à lire l'heure sur une horloge. Nous faisons facilement la lecture d'une demi-heure ou d'un quart d'heure.

 

*      Nous savons que l'heure compte deux demi-heures.

*      Et qu'il y a quatre quarts d'heures dans une heure.

Une demi-heure, c'est 30 minutes. Car, une heure de 60 minutes divisée en deux, cela donne bien 30 minutes. Un quart d'heure, c'est une heure coupée en quatre; soit 60 / 4 = 15 minutes.

 

 

 

Récréation

Que vaut la moitié de la moitié?

C'est une moitié de tarte qui est encore coupée en deux parts égales. Ce qui donne un quart de tarte.

 

La moitié du tiers, c'est un sixième.

Le tiers du tiers, c'est un neuvième.

Les deux tiers du tiers, c'est deux neuvièmes.

 

Calculez la moitié de deux tiers de trois quarts. Réponse à droite et illustration ci-dessous.

 

 

Pour ceux qui préfèrent la représentation en barres

Voir Fractions et méthode Singapour

 

 

Tiers, sixième, douzième

 

*      Nous pouvons également visualiser le tiers d'heure.

*      L'horloge est divisée en douze graduations; chaque secteur d'une graduation correspond donc à un douzième d'heure.

*      Un secteur de deux graduations fera un sixième.

 

 

*      Voici quelques calculs avec les fractions dont les résultats se lisent sur les horloges:

 

On n'utilise pas beaucoup le tiers d'heure dans le langage courant; on parle de 20 minutes; en effet, 60 / 3 = 20. On ne dit jamais un douzième d'heure, mais 5 minutes (60 / 12 = 5). Par contre, cette visualisation à travers l'horloge est commode pour visualiser quelques fractions et les relations entre-elles.

 

 

attention.png   Attention

Ne pas confondre la fraction 1/3 (un tiers de tarte) avec le nombre décimal 0,3 qui, lui, représente la fraction 3/10. Dans le système décimal, les nombres avant la virgule sont plus forts de 10 en 10; alors que, derrière la virgule, ils sont moins forts de 1/10 en 1/10. Ainsi 0,3 peut également se lire: trois dixièmes. 0,03 sera trois centièmes.

Voir Nombres décimaux

 

 Notation

La notation  peut être déroutante car, pour une fois, c'est le signe plus (+) qui est sous-entendu.

Cette notation exprime d'abord la quantité d'entiers suivie d'une fraction dont la valeur est inférieure à 1. Par exemple:

On retrouve bien l'entier 7 suivi de la fraction 3/5 qui vaut 0,6 en notation décimale.

 

 

 

Comparaison

 

*      Nous sommes prêts pour quelques comparaisons. Quelle est la "distance" entre un quart, un tiers, un demi et deux tiers?

 

*      Nous allons utiliser une horloge avec sa division en douze parties. Chaque division représente 1/12 du disque.

 

Pour passer d'une fraction à la suivante, il faut simplement ajouter 1/6 ou 1/12.

 

 

 

 

 

 

 

 

Illustration des "distances" entre fractions.

Suite Comparaison avec fractions égyptiennes / Représentation de la fraction 3/10 sur l'horloge

 

 

Le saviez-vous?

 

Il est toujours possible de transformer une fraction unitaire (1/n) en somme de deux fractions dont les dénominateurs sont n+1 et n(n+1).

Par exemple:

 

Dit autrement: l'écart entre une fraction (1/n) et la suivante (1/(n+1)) est égal à la fraction dont le dénominateur est égal au produit des deux dénominateurs.   

 

Suite en Fractions égyptiennes / Partition et inverses / Série en 1/(2x3)

 

 

Calculs élémentaires

 

*      Visuellement, nous savons ajouter et soustraire ces fractions. Mais comment calculer le résultat.

*      Un truc: diviser tout le monde de manière à calculer avec des portions égales. On appelle cette opération: mettre ou réduire au même dénominateur.

*      Le nombre en haut d'une fraction est le numérateur; celui en bas est le dénominateur.

 

Soit à calculer:

Sur le dessin ci−dessus, nous lisons la réponse: 1/12.

 

Calcul:

On divise tout en douzièmes de manière à ne calculer qu'avec les mêmes parts de 1/12.

 

 

C'est comme si nous avions des objets de même unité: le douzième de part.

Il suffit de compter ces douzièmes:

soit 4 auxquelles je retranche 3; il reste 1.

Ou, en posant l'opération complète:

 

Avez-vous remarqué que les nouveaux numérateurs (4 et 3) sont égaux aux anciens dénominateurs inversés (3 et 4) ?

Mnémotechnique: en bas c'est le type de fraction, son nom, sa dénomination;

en haut c'est le nombre de parts, son numéro.

 

Oups! Doucement! Plus d'explications sur le passage au même dénominateur

 

 

*      On se lance avec une somme de trois fractions …

 

Une fraction ne change pas de valeur si on multiplie son numérateur  et son dénominateur par le même nombre.

 

 

 

 

 

Réduction au même dénominateur (fractions de même type). On pourrait utiliser les portions de 1/12. Mais avec 1/6 c'est suffisant. En effet:

 

 

Ce faisant, les trois fractions sont en sixièmes de tarte. Nous pouvons procéder au calcul de la somme de ces portions de 1/6:

 

 

 

*      Florilège

 

Une fraction ne change pas de valeur si on divise son numérateur  et son dénominateur par le même nombre (sauf par 0).

 

 

 

Une somme au numérateur peut être dédoublée en deux fractions de même dénominateur. Exemple ci-contre avec 23/12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Remarques

Choix du dénominateur-résultat: c'est le produit de tous les dénominateurs. Mais, il est possible de simplifier le calcul par la connaissance du plus petit commun multiple (PPCM) des dénominateurs élémentaires.

*    Dans le troisième exemple ci-dessus, au lieu de faire le produit des nombres (2 x 3 x 4 x 5 = 120), nous nous sommes limités à  60 qui est le PPCM de ces nombres.

*    Dans l'exemple suivant: PPCM (2, 3, 4, 5, 6) =  60, c'est bien le dénominateur minimum. La fraction est ultérieurement simplifiable du faut que la somme des numérateurs donne ici une nombre divisible par 3.

Voir Calcul d'une expression avec des fractions (métaphore de la bête à pattes)

– Diaporama pour comprendre une fois pour toute!

 

 

Simplification (Réduction)

 

*    Deux demi-parts, c'est une part:

 

*    Quatre demi-parts, c'est deux parts:

 

 

 

 

*    Observez que dans les deux cas, le numérateur a été divisé par de dénominateur.

 

 

 

 


 

*    Dans la majorité des cas, le numérateur n'est pas divisible par le dénominateur.

*    Par contre, il est souvent divisible par un facteur du dénominateur.

 

 

Ainsi les fractions 9/6 et 3/2 sont égales.

 

 

*    Pour simplifier une fraction, il suffit de "retirer" les facteurs communs au numérateur et au dénominateur.

*    Le facteur commun est appelé "Plus Grand Commun Dénominateur" (PGCD).

*    La fraction finale est appelée: fraction simplifiée ou fraction minimale ou fraction irréductible.

 

 

 

 

 

Voir Fractions versus méthode de la  fausse position

 

 

 

Simplification singulière

 

Exemples avec simplifications à ne jamais faire, mais qui, ici, marchent …

 

 

 

 

Explication

 

 

Voir Formation des nombres

 

 

Un motif répété en numérateur, un autre motif répété autant de fois au dénominateur

et la fraction est égale à la division des motifs.

Voir Fractions illicites / Décomposition des nombres / Pannumériques en fractions

 

  

 

 

JEUX

 

Poursuivre le calcul de la somme des inverses jusqu'à n:

 

 

 

Devinette

Trouvez un nombre tel que sa moitié plus son quart plus son septième plus 3 redonne ce nombre.

 

 

Problème qui nous vient de l'Antiquité (École de Pythagore).

 

Nous aurions pu tout aussi bien prendre une autre suite de fractions s'approchant de 1 par défaut.

Notez que la première et la dernière donne 19/20; normal: 1/3+1/6 = 1/2.

 

Merci à Guillaume Mahouin pour son "œil exercé"

 

 

Jeux de fractions avec de lettres (cryptarithme)

 

Trouvez la valeur de "FRACTION". Chacune des neuf lettres représente un chiffre différent (cryptarithme).

 

Ce mot forme un nombre, de même que tous les groupes de lettres, comme TA.

 

Tous les chiffres sont utilisés sauf le 0.

 

FRACTIONS

 

Les lettres sont telles que:

 

Première observation

 

On sait que:

F x F  = F² = R => 2² = 4 ou 3² = 9

Ce sont les seules possibilités d'obtenir un carré inférieur à 10.

F = {2 ou 3} et R = {4 ou 9}

Égalité suivante

F x R = A

2 x 4 = 8 oui

2 x 9 = 18  non (doit être inférieur à 10)

3 x 4 = 12 non

3 x 9 = 27 non

F = 2; R = 4 et A  = 8

Suivante,

sachant que les chiffres qui restent disponibles sont: {1, 3, 5, 6, 7 et 9}.

 

F x O = C

2 x 1 = 2 non

2 x 3 = 6 oui

2 x 5 = 10 non

etc.

O = 3 et C = 6

Reste à placer: {1, 5, 7 et 9}.

Inspection de la fraction TA / N.

F = TA / N

2 = T8 / N

2 = 18 / 9

T = 1 et N = 9

Fraction en TR avec {5 et 7}.

F = TR / S

2 = 14 / S

S = 7

Dernière fraction avec {5}.

2 = IF / FC
2 = I2 / 26

I = 5

La solution est unique.

FRACTIONS = 248615397

Voir Pannumérique (nombres avec tous les chiffres une seule fois)

 

Pour le plaisir

 

Question

Existe-il une fraction dont le numérateur est inférieur à son dénominateur qui serait égale à une fraction dont le numérateur serait plus grand que son dénominateur?

 

Exemple

 

 

 

 

 

Le coin académique

Définitions et propriétés des fractions

 

Opérations avec les fractions

On peut multiplier ou diviser en haut et en bas par le même nombre

On ne peut pas ajouter ou soustraire en haut et en bas par le même nombre

Simplification

Voir PGCD

Même dénominateur

(MD)

Addition et soustraction nécessitent la mise au même dénominateur

Addition

(Après MD)

Soustraction

(Après MD)

Addition de fractions égales

Les multiplications sont finalement très simples

Multiplication

Division

Puissance

Toujours simplifier les fractions lorsque cela est possible
Attention: ne jamais diviser par zéro!

Voir Exercices d'entraînement

 

 

 

 

Suite

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DicoNombre

*      Demi  / Tiers  /  Quart  /  Nombre 49

Site

*      Les fleurs fractions – Daniel Mentrard – 2014 – Excellente représentation interactive des factions

Sites

Vidéos pour apprendre les fractions avec des Legos: quelques exemples de sites; il en existe beaucoup d'autres.

 

*      Comprendre les fractions, facile ! – Fliss Sandra

*      The easiest way to learn fractions with Legos

*      Bruchrechnung – eine ganz einfache Einführung! | Lehrerschmidt – einfach erklärt! – Calcul avec les fractions – Une introduction très simple!  Professeur Schmidt

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http://villemin.gerard.free.fr/Calcul/Fraction/FracDebu.htm