Exercice 19

Réduire les expressions suivantes :

  1. \(\dfrac{4}{3}x^{3}y^{3} \cdot \left(-3xy^{3}\right)^{2}\)
  2. \(2a - \left(3b - (-5 + 3a) - 4\right) - 2a\)
  3. \(\left(2x^{3} - 3y\right) \cdot \left(-3x^{3} + y\right)\)
  4. \(x + \dfrac{y}{x} \cdot \left(-3x^{2} + 4xy\right)\)
  5. \((2x - 3y) \cdot (3x - y) - (2x - y) \cdot (5x + y)\)
  6. \(4x - y \cdot (x - 2) + 3x \cdot (5 + y)\)

Réponse

Réponses finales
  1. \[ 12x^{5}y^{9} \]

  2. \[ 3a - 3b - 1 \]

  3. \[ -6x^{6} + 11x^{3}y - 3y^{2} \]

  4. \[ 4y^{2} - 3xy + x \]

  5. \[ -4x^{2} - 8xy + 4y^{2} \]

  6. \[ 19x + 2xy + 2y \]

Corrigé détaillé

Exercice 1

Réduire l’expression suivante :

\[ \dfrac{4}{3}x^{3}y^{3} \cdot \left(-3xy^{3}\right)^{2} \]

Correction détaillée :

Étape 1 : Calculer le carré de \(-3xy^{3}\)

\[ \left(-3xy^{3}\right)^{2} = (-3)^{2} \cdot (x)^{2} \cdot \left(y^{3}\right)^{2} \]

Calculons chaque partie séparément :

\[ (-3)^{2} = 9 \] \[ (x)^{2} = x^{2} \] \[ \left(y^{3}\right)^{2} = y^{6} \]

Donc,

\[ \left(-3xy^{3}\right)^{2} = 9x^{2}y^{6} \]

Étape 2 : Multiplier les deux expressions

Maintenant, multiplions \(\dfrac{4}{3}x^{3}y^{3}\) par \(9x^{2}y^{6}\) :

\[ \dfrac{4}{3}x^{3}y^{3} \cdot 9x^{2}y^{6} = \dfrac{4}{3} \cdot 9 \cdot x^{3} \cdot x^{2} \cdot y^{3} \cdot y^{6} \]

Étape 3 : Simplifier les coefficients

\[ \dfrac{4}{3} \cdot 9 = 4 \cdot 3 = 12 \]

Étape 4 : Additionner les exposants des mêmes variables

\[ x^{3} \cdot x^{2} = x^{3+2} = x^{5} \] \[ y^{3} \cdot y^{6} = y^{3+6} = y^{9} \]

Étape 5 : Écrire l’expression simplifiée

\[ 12x^{5}y^{9} \]

Réponse finale :

\[ 12x^{5}y^{9} \]


Exercice 2

Réduire l’expression suivante :

\[ 2a - \left(3b - (-5 + 3a) - 4\right) - 2a \]

Correction détaillée :

Étape 1 : Simplifier le contenu des parenthèses

\[ 3b - (-5 + 3a) - 4 \]

Distribuons le signe négatif :

\[ 3b + 5 - 3a - 4 \]

Combine les termes constants :

\[ 3b - 3a + (5 - 4) = 3b - 3a + 1 \]

Étape 2 : Remplacer dans l’expression initiale

\[ 2a - (3b - 3a + 1) - 2a \]

Distribuons le signe négatif :

\[ 2a - 3b + 3a - 1 - 2a \]

Étape 3 : Regrouper les termes similaires

Regroupons les termes en a :

\[ 2a + 3a - 2a = 3a \]

Et les autres termes :

\[ -3b - 1 \]

Étape 4 : Écrire l’expression simplifiée

\[ 3a - 3b - 1 \]

Réponse finale :

\[ 3a - 3b - 1 \]


Exercice 3

Réduire l’expression suivante :

\[ \left(2x^{3} - 3y\right) \cdot \left(-3x^{3} + y\right) \]

Correction détaillée :

Étape 1 : Utiliser la distributivité (aussi appelée méthode FOIL)

Multiplier chaque terme du premier polynôme par chaque terme du deuxième polynôme :

\[ (2x^{3}) \cdot (-3x^{3}) + (2x^{3}) \cdot y + (-3y) \cdot (-3x^{3}) + (-3y) \cdot y \]

Étape 2 : Effectuer les multiplications

\[ 2x^{3} \cdot (-3x^{3}) = -6x^{6} \] \[ 2x^{3} \cdot y = 2x^{3}y \] \[ -3y \cdot (-3x^{3}) = 9x^{3}y \] \[ -3y \cdot y = -3y^{2} \]

Étape 3 : Combiner les termes similaires

Les termes \(2x^{3}y\) et \(9x^{3}y\) sont similaires :

\[ 2x^{3}y + 9x^{3}y = 11x^{3}y \]

Étape 4 : Écrire l’expression simplifiée

\[ -6x^{6} + 11x^{3}y - 3y^{2} \]

Réponse finale :

\[ -6x^{6} + 11x^{3}y - 3y^{2} \]


Exercice 4

Réduire l’expression suivante :

\[ x + \dfrac{y}{x} \cdot \left(-3x^{2} + 4xy\right) \]

Correction détaillée :

Étape 1 : Distribuer \(\dfrac{y}{x}\) dans la parenthèse

\[ \dfrac{y}{x} \cdot (-3x^{2}) + \dfrac{y}{x} \cdot 4xy \]

Étape 2 : Effectuer les multiplications

\[ \dfrac{y}{x} \cdot (-3x^{2}) = -3x^{2} \cdot \dfrac{y}{x} = -3xy \] \[ \dfrac{y}{x} \cdot 4xy = 4x y \cdot \dfrac{y}{x} = 4y^{2} \]

Étape 3 : Remplacer dans l’expression initiale

\[ x + (-3xy) + 4y^{2} = x - 3xy + 4y^{2} \]

Étape 4 : Réorganiser les termes

\[ 4y^{2} - 3xy + x \]

Réponse finale :

\[ 4y^{2} - 3xy + x \]


Exercice 5

Réduire l’expression suivante :

\[ (2x - 3y) \cdot (3x - y) - (2x - y) \cdot (5x + y) \]

Correction détaillée :

Étape 1 : Développer chaque produit

Développons \((2x - 3y)(3x - y)\) :

\[ 2x \cdot 3x + 2x \cdot (-y) + (-3y) \cdot 3x + (-3y) \cdot (-y) \] \[ = 6x^{2} - 2xy - 9xy + 3y^{2} \] \[ = 6x^{2} - 11xy + 3y^{2} \]

Développons \((2x - y)(5x + y)\) :

\[ 2x \cdot 5x + 2x \cdot y + (-y) \cdot 5x + (-y) \cdot y \] \[ = 10x^{2} + 2xy - 5xy - y^{2} \] \[ = 10x^{2} - 3xy - y^{2} \]

Étape 2 : Soustraire les deux expressions développées

\[ (6x^{2} - 11xy + 3y^{2}) - (10x^{2} - 3xy - y^{2}) \]

Distribuons le signe négatif :

\[ 6x^{2} - 11xy + 3y^{2} - 10x^{2} + 3xy + y^{2} \]

Étape 3 : Regrouper les termes similaires

\[ 6x^{2} - 10x^{2} = -4x^{2} \] \[ -11xy + 3xy = -8xy \] \[ 3y^{2} + y^{2} = 4y^{2} \]

Étape 4 : Écrire l’expression simplifiée

\[ -4x^{2} - 8xy + 4y^{2} \]

Réponse finale :

\[ -4x^{2} - 8xy + 4y^{2} \]


Exercice 6

Réduire l’expression suivante :

\[ 4x - y \cdot (x - 2) + 3x \cdot (5 + y) \]

Correction détaillée :

Étape 1 : Développer les produits

Développons \(-y \cdot (x - 2)\) :

\[ -y \cdot x + y \cdot 2 = -xy + 2y \]

Développons \(3x \cdot (5 + y)\) :

\[ 3x \cdot 5 + 3x \cdot y = 15x + 3xy \]

Étape 2 : Remplacer dans l’expression initiale

\[ 4x + (-xy + 2y) + (15x + 3xy) \]

Étape 3 : Regrouper les termes similaires

Regroupons les termes en \(x\) :

\[ 4x + 15x = 19x \]

Regroupons les termes en \(xy\) :

\[ -xy + 3xy = 2xy \]

Et le terme constant :

\[ 2y \]

Étape 4 : Écrire l’expression simplifiée

\[ 19x + 2xy + 2y \]

Réponse finale :

\[ 19x + 2xy + 2y \]

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