Traduire l'histoire en équation

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Une devinette algébrique ne ressemble jamais à un exercice d'algèbre. C'est une petite histoire : des cartes qu'on échange, des âges qui avancent, des roues qu'on compte.

Environ sept par session : c'est un des sujets les plus denses de la section quantitative.

L'équation est presque toujours du premier degré, et se résout en une ligne. Tout le travail est dans la traduction — et c'est là que l'examen place ses pièges.

Ce cours vous donne six gestes de traduction, un par forme d'histoire.

Geste 1 — choisir l'inconnue, puis traduire mot à mot

Appelez xx la plus petite quantité, celle dont les autres dépendent. Tout le reste s'écrit alors sans fraction.

Puis traduisez chaque phrase, mot à mot, avec ce petit dictionnaire :

A=B+5A = B + 5

« A a 5 de plus que B »

A=3BA = 3B

« A a 3 fois plus que B »

A=B−4A = B - 4

« A a 4 de moins que B »

R=T−PR = T - P

« le reste » : le tout moins ce qu'on a pris

Dans une bibliothèque de quartier, l'étagère des romans porte 3 fois plus de livres que celle des bandes dessinées. Celle des documentaires en porte 12 de moins que celle des romans. Les trois étagères portent 184 livres. Combien de documentaires ?

Le piège du sens, le plus rentable de tout le sujet :

A a 5 de plus que B⇒B=A+5\text{A a 5 de plus que B} \Rightarrow B = A + 5
A=B+5A = B + 5

Le « plus » va du côté du plus petit. Vérifiez avec des nombres : si B a 10, A en a 15, et c'est bien 15=10+515 = 10 + 5. L'écriture fausse suit l'ordre des mots de la phrase, et donne un B plus grand que A.

Yaël a 7 timbres de plus que Dan. Écrivez le nombre de timbres de Yaël si Dan en a dd — puis celui de Dan si Yaël en a yy.

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y=d+7y = d + 7, et dans l'autre sens d=y−7d = y - 7. C'est la même phrase : choisir l'inconnue change seulement le signe qu'on écrit. On prend de préférence le plus petit, Dan, pour n'écrire que des additions.

Le distracteur de l'autre inconnue. Dans l'exemple, l'examen proposerait 2828 (les BD) et 8484 (les romans) à côté de 7272. Avant de cocher, relisez la dernière phrase de l'énoncé : quelle quantité demande-t-on ?

Geste 2 — les parts, les transferts, le reste

« 3 fois plus » se lit en parts : 3 parts contre 1, soit 4 parts en tout.

Un kibboutz récolte 5 fois plus de pommes que de poires : 360 kg en tout. Combien de kilos de pommes ?

Les transferts. « Si A donne kk à B, ils en ont autant » : A perd kk et B gagne kk.

L'écart entre eux se réduit donc de 2k2k. Comme il devient nul, l'écart de départ était 2k2k.

Un échange qui égalise

Noa et Eitan ont ensemble 70 cartes. Si Noa donne 9 cartes à Eitan, ils en ont autant l'un que l'autre. Combien Noa a-t-elle de cartes ?

N−E=2×9=18\begin{aligned}N - E &= 2 \times 9 \\ &= 18\end{aligned}

L'écart de départ vaut deux fois le don.

N+E=70N + E = 70

Le total, qui ne change pas pendant l'échange.

2N=70+18=88⇒N=44\begin{aligned}2N &= 70 + 18 \\ &= 88 \Rightarrow N \\ &= 44\end{aligned}

On additionne les deux équations : EE disparaît. Eitan a donc 2626 cartes, et après le don chacun en a 3535.

Voyez-le de la main : Noa a 4444 cartes, Eitan 2626. Faites passer les cartes une à une.

L'écart d'un transfert :

N−E=9N - E = 9
N−E=2×9N - E = 2 \times 9

Le don compte deux fois : Noa descend de 9, Eitan monte de 9. Avec un écart de 9, on trouverait N=39,5N = 39{,}5 cartes — un nombre qui aurait dû alerter.

Un club de sport dépense 14\dfrac{1}{4} de son budget en ballons, puis 13\dfrac{1}{3} du reste en maillots. Il lui reste 1 200 ₪. Quel était le budget ?

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Après les ballons, il reste 34\dfrac{3}{4} du budget. Les maillots en prennent le tiers, et il reste 23×34=12\dfrac{2}{3} \times \dfrac{3}{4} = \dfrac{1}{2} du budget. Donc 12B=1 200\dfrac{1}{2}B = 1\,200 et B=2 400B = 2\,400 ₪.

« Du reste » n'est pas « du total ». Qui prend 13\dfrac{1}{3} du budget entier calcule 1−14−13=5121 - \dfrac{1}{4} - \dfrac{1}{3} = \dfrac{5}{12}, et trouve 2 8802\,880 ₪ : c'est le distracteur placé à côté de la bonne réponse.

Geste 3 — les âges : l'écart ne bouge jamais

L'écart entre deux âges ne change jamais : dans dix ans comme il y a dix ans, l'aînée a le même nombre d'années de plus.

Et « dans nn ans » ajoute nn à CHAQUE âge : la somme des âges de pp personnes augmente de p⋅np \cdot n.

Un rapport qui change, un écart qui reste

Aujourd'hui, Tamar a 4 fois l'âge de son neveu Ori. Dans 6 ans, elle aura 2,5 fois son âge. Quel âge Tamar a-t-elle aujourd'hui ?

Ori=xTamar=4xeˊcart=3x\begin{aligned}\text{Ori} &= x \\ \quad \text{Tamar} &= 4x \\ \quad \text{écart} &= 3x\end{aligned}

L'écart d'aujourd'hui, en fonction de la plus petite quantité.

4x+6=2,5 (x+6)4x + 6 = 2{,}5\,(x + 6)

Dans 6 ans, on ajoute 6 aux DEUX âges.

1,5 x=9⇒x=6\begin{aligned}1{,}5\,x &= 9 \Rightarrow x \\ &= 6\end{aligned}

Ori a 6 ans.

Tamar=4×6=24\begin{aligned}\text{Tamar} &= 4 \times 6 \\ &= 24\end{aligned}

Vérification : dans 6 ans, 30=2,5×1230 = 2{,}5 \times 12. Et l'écart vaut 1818 aux deux dates.

Faites passer les années : l'écart reste 1818, le rapport descend de 44 vers 2,52{,}5.

La somme des âges des 5 membres d'une famille est 96 ans aujourd'hui. Quelle sera-t-elle dans 4 ans ?

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116 ans. Chacun des 5 prend 4 ans : 96+5×4=11696 + 5 \times 4 = 116. La réponse 100100 ajoute les 4 ans une seule fois, comme si la famille n'avait qu'un membre.

Deux distracteurs typiques des âges : l'âge à l'autre date (dans l'exemple, 3030 — l'âge de Tamar dans 6 ans — serait proposé à côté de 2424) et « impossible à déterminer », alors que l'écart constant suffit souvent à trancher. Avant de cocher cette option, cherchez l'écart.

Geste 4 — têtes et pattes : tout du même type, puis on convertit

Des objets de deux sortes, un nombre total d'objets, un total de roues, de pieds ou de shekels.

Supposez d'abord que tous sont de la sorte la moins chère. Le total est trop petit : chaque objet changé ajoute la différence entre les deux sortes.

Le manque, divisé par cette différence, donne le nombre de conversions.

Au parking d'un moshav, il y a 25 vélos et tricycles, qui ont en tout 58 roues. Combien y a-t-il de tricycles ?

Le même résultat par l'équation : v+t=25v + t = 25 et 2v+3t=582v + 3t = 58. On soustrait deux fois la première de la seconde : t=8t = 8.

Dans un porte-monnaie, 14 billets de 20 ₪ et de 50 ₪ font 460 ₪. Combien de billets de 50 ₪ ?

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Tous de 20 : 14×20=28014 \times 20 = 280 ₪. Il manque 460−280=180460 - 280 = 180 ₪, et chaque billet de 50 ajoute 3030 ₪ : 180÷30=6180 \div 30 = 6 billets de 50, donc 8 billets de 20. Vérification : 300+160=460300 + 160 = 460.

Vérifiez le porte-monnaie avec les jetons : tous de 20 ₪ d'abord.

L'hypothèse « tous de la sorte la moins chère » donne directement le nombre d'objets de l'autre sorte. Si l'on vous demande la première, n'oubliez pas la soustraction finale : 25−8=1725 - 8 = 17 vélos. Les deux nombres sont toujours dans les options.

Geste 5 — les nombres consécutifs : partir du milieu

Trois entiers consécutifs s'écrivent n−1n - 1, nn, n+1n + 1 : les écarts s'annulent, et leur somme vaut 3n3n, trois fois le milieu.

Cinq consécutifs font cinq fois le milieu. Les pairs (ou impairs) consécutifs avancent de 2 : n−2n - 2, nn, n+2n + 2, et la somme vaut encore 3n3n.

La somme de cinq entiers pairs consécutifs vaut 170. Quel est le plus grand des cinq ?

La somme de quatre entiers consécutifs peut-elle valoir 48 ?

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Non. Avec nn, n+1n + 1, n+2n + 2, n+3n + 3, la somme vaut 4n+64n + 6 : un nombre pair qui n'est jamais multiple de 4. Or 4848 est multiple de 4. En revanche 50=11+12+13+1450 = 11 + 12 + 13 + 14.

Vérifiez-le de la main : faites glisser quatre consécutifs autour de 4848.

Geste 6 — « je pense à un nombre » : défaire à l'envers

Une suite d'opérations appliquées à un nombre inconnu, et le résultat final.

Partez du résultat et défaites chaque opération dans l'ordre inverse : la dernière faite est la première défaite. Chacune se change en son contraire — plus en moins, fois en divisé.

Je pense à un nombre. Je lui retranche 7, je multiplie le résultat par 3, j'ajoute 12, puis je divise par 5. J'obtiens 9. À quel nombre ai-je pensé ?

Le distracteur de l'étape intermédiaire : 1111, le nombre obtenu une étape trop tôt, sera dans les options. Et qui défait les opérations dans l'ordre de l'énoncé au lieu de l'ordre inverse trouve un nombre qui ne tient pas debout, souvent négatif ou fractionnaire. Comptez les opérations défaites : il en faut autant que dans l'énoncé.

L'ordre des réflexes

1. Nommez xx la plus petite quantité. 2. Traduisez chaque phrase, et testez le sens avec un petit nombre.

3. Un « fois plus » ? Pensez en parts. Un don qui égalise ? L'écart vaut deux fois le don. 4. Des âges ? Cherchez l'écart, et ajoutez les années à chaque personne.

5. Deux sortes d'objets ? Tout de la moins chère, puis les conversions. 6. Des consécutifs ? Le milieu. 7. Une suite d'opérations ? À l'envers.

8. Avant de cocher, vérifiez que c'est bien la quantité demandée, et à la bonne date.

Exercices

Exercice 1

Deux jardins communautaires comptent ensemble 96 plants de tomates. Le premier jardin en compte 18 de plus que le second. Combien de plants compte le premier jardin ?

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Réponse : 57

Corrigé :

second=xpremier=x+18\begin{aligned}\text{second} &= x \\ \quad \text{premier} &= x + 18\end{aligned}

L'inconnue est la plus petite quantité ; « 18 de plus » s'ajoute de son côté.

x+(x+18)=96⇒2x=78⇒x=39\begin{aligned}x + (x + 18) &= 96 \Rightarrow 2x \\ &= 78 \Rightarrow x \\ &= 39\end{aligned}

Le total donne le second jardin.

39+18=5739 + 18 = 57

Et on revient au premier, qui est la question.

57 plants. 3939 est le second jardin, pas celui qu'on demande. Et 4848, la moitié de 9696, ignore l'écart.

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Exercice 2

Une bibliothèque range ses livres de cuisine sur deux étagères. Si l'on déplace 11 livres de la première étagère vers la seconde, les deux étagères portent autant de livres. Si l'on déplace plutôt 11 livres de la seconde vers la première, la première porte 3 fois plus de livres que la seconde. Combien de livres porte la seconde étagère ?

  1. 3333
  2. 4444
  3. 2222
  4. 5555
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Réponse : A 3333

Corrigé :

P−S=2×11=22\begin{aligned}P - S &= 2 \times 11 \\ &= 22\end{aligned}

Le premier déplacement égalise : l'écart de départ vaut deux fois le don.

P+11=3 (S−11)P + 11 = 3\,(S - 11)

Le second déplacement, traduit mot à mot.

(S+22)+11=3S−33⇒2S=66⇒S=33\begin{aligned}(S + 22) + 11 &= 3S - 33 \Rightarrow 2S \\ &= 66 \Rightarrow S \\ &= 33\end{aligned}

On remplace PP par S+22S + 22.

P=55:55+11=66=3×22\begin{aligned}P &= 55: \quad 55 + 11 \\ &= 66 \\ &= 3 \times 22\end{aligned}

Vérification de la seconde condition.

La bonne réponse : « 3333 ». « 5555 » est l'autre inconnue, la première étagère. « 2222 » est l'écart entre les deux. « 4444 » est le nombre de livres sur chaque étagère après le premier déplacement.

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Exercice 3

L'atelier d'un kibboutz fabrique des tabourets à 3 pieds et des chaises à 4 pieds. Ce mois-ci, il a fabriqué 23 sièges, qui ont en tout 80 pieds. Combien de chaises l'atelier a-t-il fabriquées ?

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Réponse : 11

Corrigé :

23×3=6923 \times 3 = 69

L'hypothèse : les 23 sièges sont des tabourets.

80−69=1180 - 69 = 11

Il manque 11 pieds.

11÷(4−3)=1111 \div (4 - 3) = 11

Chaque tabouret changé en chaise ajoute 1 pied : 11 chaises, donc 12 tabourets.

12×3+11×4=36+44=80\begin{aligned}12 \times 3 + 11 \times 4 &= 36 + 44 \\ &= 80\end{aligned}

Vérification.

11 chaises. Le piège serait 1212, le nombre de tabourets, l'autre sorte d'objet. Et 2020 (80÷480 \div 4) suppose que tous les sièges sont des chaises.

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Exercice 4

Il y a 5 ans, Liora avait 3 fois l'âge de sa sœur Maya. Aujourd'hui, Liora a 14 ans de plus que Maya. Quelle est aujourd'hui la somme de leurs âges ?

  1. 3333
  2. Impossible à déterminer
  3. 3838
  4. 2828
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Réponse : C 3838

Corrigé :

il y a 5 ans : M=x L=3x eˊcart=2x\begin{aligned}\text{il y a 5 ans : } M &= x \\ \ L &= 3x \\ \ \text{écart} &= 2x\end{aligned}

On se place à la date où l'on connaît le rapport.

2x=14⇒x=7\begin{aligned}2x &= 14 \Rightarrow x \\ &= 7\end{aligned}

L'écart ne change jamais : il valait déjà 14 il y a 5 ans.

il y a 5 ans : 7+21=28\text{il y a 5 ans : } 7 + 21 = 28

La somme à l'ancienne date.

28+2×5=3828 + 2 \times 5 = 38

Chacune des deux sœurs a pris 5 ans : Maya a 12 ans, Liora 26.

La bonne réponse : « 3838 ». « 2828 » est la somme d'il y a 5 ans — la bonne réponse à la mauvaise date. « 3333 » ajoute les 5 ans une seule fois, pour deux personnes. « Impossible à déterminer » oublie que l'écart constant suffit à tout trouver.

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Exercice 5

La somme de trois nombres impairs consécutifs est 147. Quel est le produit du plus petit et du plus grand de ces trois nombres ?

  1. 2 3972\,397
  2. 2 4992\,499
  3. 2 3032\,303
  4. 2 4012\,401
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Réponse : A 2 3972\,397

Corrigé :

3n=147⇒n=49\begin{aligned}3n &= 147 \Rightarrow n \\ &= 49\end{aligned}

La somme de trois consécutifs vaut trois fois le milieu — aussi pour des impairs.

47, 49, 5147, \ 49, \ 51

Des impairs consécutifs avancent de 2.

47×51=(49−2)(49+2)=492−4=2 397\begin{aligned}47 \times 51 &= (49 - 2)(49 + 2) \\ &= 49^{2} - 4 \\ &= 2\,397\end{aligned}

Une différence de deux carrés évite la multiplication posée.

La bonne réponse : « 2 3972\,397 ». « 2 4012\,401 » est 49249^{2}, le carré du milieu. « 2 3032\,303 » et « 2 4992\,499 » multiplient le milieu par l'un des deux autres nombres, 47×4947 \times 49 et 49×5149 \times 51 : une seule des deux conditions de la question est tenue.

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Exercice 6

Au magasin d'un kibboutz, le stock de sucre dépasse de 1515 kg celui de farine. Avec ss pour le sucre et ff pour la farine, cette phrase s'écrit f=s+15f = s + 15.

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Réponse : Faux

Corrigé :

s=f+15s = f + 15

Le sucre est le plus grand : c'est de son côté qu'on ajoute les 1515 kg.

f=40⇒s=55\begin{aligned}f &= 40 \Rightarrow s \\ &= 55\end{aligned}

Test avec un nombre : 4040 kg de farine donnent 5555 kg de sucre. L'écriture de l'énoncé donnerait plus de farine que de sucre.

Faux. Le « plus » va du côté du plus petit : s=f+15s = f + 15. Écrire les lettres dans l'ordre des mots est le piège du sens.

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Exercice 7

Une association dépense les 25\dfrac{2}{5} de son budget en matériel, puis la moitié du reste en transport. Il lui reste 1 5001\,500 ₪. Quel était son budget, en shekels ?

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Réponse : 5000

Corrigé :

1−25=351 - \dfrac{2}{5} = \dfrac{3}{5}

Le reste après le matériel.

12×35=310\dfrac{1}{2} \times \dfrac{3}{5} = \dfrac{3}{10}

Le transport en prend la moitié : il reste la moitié du reste.

310B=1 500⇒B=5 000\begin{aligned}\dfrac{3}{10}B &= 1\,500 \Rightarrow B \\ &= 5\,000\end{aligned}

Le budget.

5 0005\,000 ₪. Qui prend la moitié du budget entier calcule 1−25−12=1101 - \dfrac{2}{5} - \dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{10} et trouve 15 00015\,000 ₪ : « du reste » n'est pas « du total ».

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Exercice 8

Un père a 3030 ans de plus que son fils. Dans 55 ans, il aura 33 fois l'âge de son fils. Quel âge a le fils aujourd'hui ?

  1. 4545
  2. 1515
  3. 4040
  4. 1010
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Réponse : D 1010

Corrigé :

dans 5 ans : 3y−y=30\text{dans 5 ans : } 3y - y = 30

L'écart de 3030 ans ne bouge pas : dans 55 ans, le père a 3y3y et le fils yy.

2y=30⇒y=15\begin{aligned}2y &= 30 \Rightarrow y \\ &= 15\end{aligned}

C'est l'âge du fils dans 5 ans.

15−5=1015 - 5 = 10

On revient à aujourd'hui.

La bonne réponse : « 1010 ». « 1515 » est l'âge du fils dans 55 ans — la bonne réponse à la mauvaise date. « 4040 » est l'âge du père aujourd'hui, « 4545 » son âge dans 55 ans.

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Exercice 9

Dans un enclos, il y a des poules et des lapins : 3030 têtes et 8484 pattes en tout. Combien y a-t-il de lapins ?

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Réponse : 12

Corrigé :

30×2=6030 \times 2 = 60

L'hypothèse : les 3030 animaux sont des poules.

84−60=2484 - 60 = 24

Il manque 2424 pattes.

24÷(4−2)=1224 \div (4 - 2) = 12

Chaque poule changée en lapin ajoute 22 pattes : 1212 lapins, donc 1818 poules.

18×2+12×4=36+48=84\begin{aligned}18 \times 2 + 12 \times 4 &= 36 + 48 \\ &= 84\end{aligned}

Vérification.

12 lapins. Le piège serait 1818, le nombre de poules — l'autre sorte d'animal. Et 2121 (84÷484 \div 4) suppose que tous sont des lapins.

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Exercice 10

La somme de cinq entiers consécutifs est toujours un multiple de 55.

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Réponse : Vrai

Corrigé :

(n−2)+(n−1)+n+(n+1)+(n+2)=5n(n-2) + (n-1) + n + (n+1) + (n+2) = 5n

On part du milieu : les écarts s'annulent deux à deux.

8+9+10+11+12=50=5×10\begin{aligned}8 + 9 + 10 + 11 + 12 &= 50 \\ &= 5 \times 10\end{aligned}

Un exemple : cinq fois le milieu.

Vrai : la somme vaut cinq fois le milieu. Pour quatre consécutifs, en revanche, 4n+64n + 6 n'est jamais multiple de 44.

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Exercice 11

Je pense à un nombre. Je le multiplie par 44, j'ajoute 66 au résultat, puis je divise le tout par 22. J'obtiens 2121. À quel nombre ai-je pensé ?

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Réponse : 9

Corrigé :

21×2=4221 \times 2 = 42

La dernière opération, « diviser par 2 », se défait la première.

42−6=3642 - 6 = 36

Puis « ajouter 6 ».

36÷4=936 \div 4 = 9

Puis « multiplier par 4 ».

(9×4+6)÷2=42÷2=21\begin{aligned}(9 \times 4 + 6) \div 2 &= 42 \div 2 \\ &= 21\end{aligned}

Vérification dans le sens de l'énoncé.

9. Le distracteur est 3636, le nombre obtenu une étape trop tôt. Trois opérations dans l'énoncé, trois défaites.

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