Entrez les coefficients de l’équation du premier degré ax + b = cx + d. L’équation ci-dessous est liée aux champs de saisie : vous pouvez aussi modifier les coefficients directement dedans.
Table des matières
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Ce que vous pouvez faire sur cette page
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À quoi sert ce calcul ?
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Mode d'emploi
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Formules et graphiques
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Symboles et termes
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Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
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Calculer avec Excel
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Calculer avec Google Sheets
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Calculer avec Python
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Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
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Faire faire le calcul par ChatGPT
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Les atouts de DataChef
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Fonctions connexes
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Liste des calculatrices NumberChef
Ce que vous pouvez faire sur cette page
- Résolvez une équation du premier degré de la forme \(ax + b = cx + d\) en entrant simplement les coefficients, avec toutes les étapes
- La solution est donnée sous forme de fraction irréductible comme \(\dfrac{2}{3}\) (la valeur exacte) et sous forme décimale. La vérification est affichée aussi : on remplace \(x\) par la solution et on constate que les deux membres sont égaux
- Quand les deux membres ont le même coefficient de \(x\), le calculateur indique s’il n’y a « aucune solution » ou si « tous les réels sont solutions », et pourquoi
- Le calculateur affiche l’équation comme vous l’écririez à la main, et vous pouvez modifier les coefficients directement dedans
- Les coefficients peuvent être décimaux, négatifs ou des fractions comme 3/4
- Le résultat trace aussi les deux droites \(y = \) (membre de gauche) et \(y = \) (membre de droite) : l’abscisse de leur point d’intersection est la solution
À quoi sert ce calcul ?
« Un tarif sans abonnement mais plus cher à l’unité » ou « un abonnement avec un prix à l’unité plus bas » : le point où l’un devient plus avantageux que l’autre est une équation du premier degré de la forme \(ax + b = cx + d\). Par exemple, à la piscine, l’entrée coûte 6 € sans abonnement, ou 3 € avec une carte annuelle à 30 €. Résoudre \(6x = 3x + 30\) donne \(x = 10\) : au-delà de 10 entrées par an, la carte est plus avantageuse.
Forfaits de téléphone, offres d’électricité, salle de sport, achat ou abonnement : toute comparaison du type « frais fixes + prix unitaire × quantité » revient à ce calcul.
Quand quelqu’un poursuit une personne partie avant lui, « au bout de combien de minutes la rattrape-t-il ? » est une équation du premier degré : on cherche l’instant où les deux ont parcouru la même distance. Par exemple, une fille part de chez elle à pied à 60 m par minute, et 9 minutes plus tard son frère la suit à vélo à 240 m par minute. \(t\) minutes après le départ du frère, elle a parcouru \(60t + 540\) m et lui \(240t\) m. Résoudre \(60t + 540 = 240t\) donne \(t = 3\) : il la rattrape au bout de 3 minutes.
C’est un grand classique des problèmes de collège, et c’est aussi le raisonnement qui permet d’estimer quand deux voyageurs ou deux livraisons vont se rejoindre.
Dans un commerce ou une usine, on trouve « combien d’unités il faut vendre pour gagner de l’argent » (le seuil de rentabilité) avec une équation du premier degré. Par exemple, un produit se vend 8 €, la matière coûte 3 € par unité, et les frais fixes comme le loyer s’élèvent à 6 000 € par mois. Le nombre d’unités pour lequel les recettes égalent les coûts s’obtient en résolvant \(8x = 3x + 6000\), d’où \(x = 1200\). Vendre 1 200 unités par mois, c’est la limite entre bénéfice et perte.
Pour un nouveau projet ou un nouveau produit, c’est l’un des premiers chiffres que l’on vérifie.
Aux États-Unis, on mesure la température en degrés Fahrenheit, qui s’obtiennent à partir des degrés Celsius \(C\) par « Fahrenheit = \(1{,}8C + 32\) ». Chercher « combien font 86 °F en Celsius ? », c’est résoudre l’équation \(1{,}8C + 32 = 86\). On fait passer le 32 à droite : \(1{,}8C = 54\), puis on divise les deux membres par 1,8 : \(C = 30\) degrés.
Chaque fois qu’on connaît la formule de conversion mais qu’on veut aller dans l’autre sens (conversion d’unités, retrouver un prix avant remise, etc.), on résout une équation du premier degré.
Une équation du premier degré dit aussi quand deux personnes auront économisé la même somme, si elles partent de montants différents et mettent de côté des sommes différentes chaque mois. Par exemple, un petit frère a 50 € et économise 15 € par mois, et son grand frère a 200 € et économise 5 € par mois. Résoudre \(15m + 50 = 5m + 200\) donne \(m = 15\) : ils auront la même somme dans 15 mois.
« Quand deux quantités qui augmentent à des rythmes différents seront-elles égales ? » : les plans d’épargne et les objectifs à atteindre sont des usages quotidiens de cette équation.
Formules et graphiques
Symboles et termes
Symboles
| \(x\) | x | La lettre qui désigne le nombre cherché (l’inconnue) : une « boîte » pour un nombre qu’on ne connaît pas encore. Résoudre une équation, c’est trouver le nombre à mettre dans \(x\). L’habitude de noter les inconnues avec les dernières lettres de l’alphabet, \(x,\ y,\ z\), viendrait du mathématicien français René Descartes. |
| \(a,\ c\) | a, c | Les coefficients de \(x\) (les nombres devant \(x\)). Sur cette page, \(a\) est le coefficient de \(x\) dans le membre de gauche et \(c\) celui du membre de droite. Par convention, les premières lettres de l’alphabet, \(a,\ b,\ c\), désignent des nombres fixés. |
| \(b,\ d\) | b, d | Les termes constants (les termes sans lettre). Sur cette page, \(b\) est le terme constant du membre de gauche et \(d\) celui du membre de droite. |
| \(=\) | égal | Le signe égal. Il indique que le membre de gauche et le membre de droite sont égaux. Le mathématicien gallois Robert Recorde l’aurait introduit au XVIe siècle, parce que « rien ne peut être plus égal » que deux traits parallèles. Quand on transforme une équation, le plus important est de conserver cette égalité. |
| \(0 \times x\) | zéro fois x | La forme obtenue en réduisant une équation dont les deux membres ont le même coefficient de \(x\). Elle vaut 0 quel que soit \(x\) : si le membre de droite vaut 0, l’égalité est « vraie pour tout \(x\) », sinon elle n’est « vraie pour aucun \(x\) ». |
Termes
| égalité | Deux expressions reliées par le signe « = ». Elle affirme que le membre de gauche et le membre de droite sont égaux. |
| équation | Une égalité qui n’est vraie que pour certaines valeurs de la lettre (l’inconnue). Par exemple, \(x + 3 = 5\) n’est vraie que pour \(x = 2\). |
| équation du premier degré | Une équation où l’inconnue n’apparaît qu’à la puissance 1 (\(x\)), sans terme comme \(x^2\). On peut toujours l’écrire sous la forme \(ax + b = cx + d\). On l’étudie en 4e (13-14 ans). |
| solution | Une valeur de l’inconnue qui rend l’équation vraie. « Résoudre » une équation, c’est trouver toutes ses solutions. |
| membre de gauche | L’expression à gauche du signe égal. Avec le membre de droite, on parle des « deux membres ». |
| membre de droite | L’expression à droite du signe égal. Avec le membre de gauche, on parle des « deux membres ». |
| transposition | Le fait de faire passer un terme d’une égalité dans l’autre membre en changeant son signe. C’est une façon d’écrire en un seul geste la règle « on peut ajouter ou soustraire un même nombre aux deux membres ». |
| règles de calcul sur les égalités | Une égalité reste vraie si l’on ajoute ou soustrait un même nombre à ses deux membres, si on les multiplie par un même nombre, ou si on les divise par un même nombre non nul. Toutes les étapes de la résolution d’une équation reposent sur ces règles. |
| terme | Chaque morceau d’une expression séparé par un signe plus ou moins. \(3x + 2\) a deux termes, \(3x\) et \(2\). |
| coefficient | Le nombre placé devant une lettre. Dans \(3x\), le coefficient est 3. Quand aucun nombre n’est écrit, comme dans \(x\), le coefficient vaut 1. |
| terme constant | Un terme sans lettre, comme le 2 de \(3x + 2\). On l’appelle constant parce qu’il ne change pas, quelle que soit la valeur de \(x\). |
| inconnue | Un nombre dont on ne connaît pas encore la valeur et qu’on cherche. Dans une équation, on la note souvent \(x\). |
| termes semblables | Des termes qui ont la même partie littérale. \(3x\) et \(-x\) sont des termes semblables : en calculant avec leurs coefficients, on les réduit en un seul terme, \(2x\). |
| identité | Une égalité vraie quel que soit le nombre mis à la place de la lettre. Par exemple, \(2x + 1 = 2x + 1\) est une identité : en la résolvant comme une équation, on trouve que tous les réels sont solutions. |
| vérification | On remplace l’inconnue par la solution trouvée dans l’équation de départ, et on s’assure que les deux membres sont bien égaux. Cela permet de repérer une erreur de signe faite en changeant un terme de membre ou en divisant. |
Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
Voici ce qui vous aide à utiliser le calcul de cette page en le comprenant vraiment, et pas seulement en appuyant sur le bouton.
Si vous bloquez, revenir sur ces notions est le plus court chemin.
| Les nombres relatifs (5e-4e, 12-14 ans) |
|
| Le calcul littéral (5e-4e, 12-14 ans) |
|
| Le sens du signe égal (de l’école élémentaire à la 5e) |
|
| Le calcul avec les fractions (6e-4e, 11-14 ans) |
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Calculer avec Excel
| Coefficient de x à gauche, a | 3 |
| Constante à gauche, b | 2 |
| Coefficient de x à droite, c | 1 |
| Constante à droite, d | 10 |
| Différence des coefficients de x, a − c | =B1-B3 |
| Différence des constantes, d − b | =B4-B2 |
| Solution x = (d − b) ÷ (a − c) | =B6/B5 |
| Nombre à faire passer, b | 3 |
| Nombre de droite, d | 5 |
| Solution x = d − b | =B2-B1 |
| Coefficient de x à gauche, a | 2 |
| Constante à gauche, b | 3 |
| Coefficient de x à droite, c | 2 |
| Constante à droite, d | 5 |
| Différence des coefficients de x, a − c | =B1-B3 |
| Différence des constantes, d − b | =B4-B2 |
| Résultat | =SI(B5<>0;"Une seule solution";SI(B6=0;"Tous les réels sont solutions";"Aucune solution")) |
Le premier tableau résout 3x + 2 = x + 10 : la solution est (10 − 2) ÷ (3 − 1) = 4. Remplacez les coefficients par ceux de votre équation.
Le deuxième tableau vérifie la transposition pour x + 3 = 5 : la solution est 5 − 3 = 2.
Le troisième tableau traite 2x + 3 = 2x + 5. La différence des coefficients de x vaut 0 et la différence des constantes vaut 2 : le résultat est « Aucune solution ».
Calculer avec Google Sheets
| Coefficient de x à gauche, a | 3 |
| Constante à gauche, b | 2 |
| Coefficient de x à droite, c | 1 |
| Constante à droite, d | 10 |
| Différence des coefficients de x, a − c | =B1-B3 |
| Différence des constantes, d − b | =B4-B2 |
| Solution x = (d − b) ÷ (a − c) | =B6/B5 |
| Nombre à faire passer, b | 3 |
| Nombre de droite, d | 5 |
| Solution x = d − b | =B2-B1 |
| Coefficient de x à gauche, a | 2 |
| Constante à gauche, b | 3 |
| Coefficient de x à droite, c | 2 |
| Constante à droite, d | 5 |
| Différence des coefficients de x, a − c | =B1-B3 |
| Différence des constantes, d − b | =B4-B2 |
| Résultat | =SI(B5<>0;"Une seule solution";SI(B6=0;"Tous les réels sont solutions";"Aucune solution")) |
Calculer avec Python
from fractions import Fraction
# Coefficients de ax + b = cx + d (une fraction comme 3/4 s’écrit Fraction(3, 4))
left_x_coef = Fraction(3) # coefficient de x à gauche, a
left_const = Fraction(2) # constante à gauche, b
right_x_coef = Fraction(1) # coefficient de x à droite, c
right_const = Fraction(10) # constante à droite, d
# Après regroupement et réduction : (a−c)x = d−b
coef_diff = left_x_coef - right_x_coef
const_diff = right_const - left_const
if coef_diff != 0:
solution = const_diff / coef_diff
print(f"Solution (fraction) : x = {solution}")
print(f"Solution (décimale) : x = {float(solution)}")
elif const_diff == 0:
print("Tous les réels sont solutions")
else:
print("Aucune solution")
Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
x = (d − b)/(a − c)
x = \frac{d - b}{a - c}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>d</mi><mo>−</mo><mi>b</mi></mrow>
<mrow><mi>a</mi><mo>−</mo><mi>c</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
x = (d - b)/(a - c)
Solve[a x + b == c x + d, x]
solve(a*x + b = c*x + d, x);
solve(a*x + b == c*x + d, x)
x = (d − b)/(a − c)
x + b = d ⇔ x = d − b
x + b = d \iff x = d - b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi><mo>+</mo><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>d</mi>
<mo>⇔</mo>
<mi>x</mi><mo>=</mo><mi>d</mi><mo>−</mo><mi>b</mi>
</mrow>
</math>
x + b = d <=> x = d - b
Solve[x + b == d, x]
solve(x + b = d, x);
solve(x + b == d, x)
x + b = d ⇔ x = d − b
(a − c)x = d − b
(a - c)x = d - b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>(</mo><mi>a</mi><mo>−</mo><mi>c</mi><mo>)</mo>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mi>d</mi><mo>−</mo><mi>b</mi>
</mrow>
</math>
(a - c)x = d - b
Reduce[a x + b == c x + d, x]
solve(a*x + b = c*x + d, x);
solve(a*x + b == c*x + d, x)
(a − c)x = d − b
Faire faire le calcul par ChatGPT
Tu es un assistant de calcul en mathématiques (niveau collège). Fais le calcul suivant en exécutant réellement du code Python, et appuie ta réponse uniquement sur les nombres obtenus à l’exécution (ne réponds pas de tête ni au jugé). Résous l’équation du premier degré 3x + 2 = x + 10. Donne chacun des éléments suivants : 1. L’étape de regroupement (l’équation avec les termes en x dans le membre de gauche et les nombres dans le membre de droite) 2. L’équation réduite (sous la forme (a−c)x = d−b) 3. La solution x (si elle ne tombe pas juste, donne-la sous forme de fraction irréductible et en écriture décimale) 4. La vérification (remplacer x par la solution et constater que les deux membres sont égaux) En Python, calcule de façon exacte avec le module fractions de la bibliothèque standard, et montre les formules utilisées et les nombres obtenus à l’exécution.
Mode d'emploi
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1Saisissez vos nombresTapez les nombres à calculer dans les champs de saisie
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2CalculezAppuyez sur le bouton « Calculer »
-
3Lisez le résultatLe résultat s’affiche aussitôt. La même page explique aussi le raisonnement et la formule
Les atouts de DataChef
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