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Mathématiques · 4e

Prouver une égalité : quiz de 4e

Publié le 12 novembre 2026 · Mis à jour le 12 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Tester une égalité avec une valeur de la variable permet parfois de la réfuter, jamais de la prouver pour toutes les valeurs.12
  • Pour prouver une égalité, on transforme un membre par étapes jusqu'à retrouver l'autre.4
  • Autre méthode : on transforme les deux membres jusqu'à obtenir la même expression.4
  • Le calcul littéral sert à établir qu'une propriété vaut pour toutes les valeurs de la variable.2
  • Un seul contre-exemple suffit pour prouver qu'une égalité est fausse.

Avant de commencer

Ce quiz porte sur une question simple : comment savoir si une égalité contenant une lettre est vraie, et comment le prouver ? Au cycle 4, tu apprends à tester si une égalité comportant une variable est vraie ou fausse.1 En 4e, tu vas plus loin : tu apprends à démontrer qu'une égalité reste vraie, quelle que soit la valeur de la lettre.

Tu t'appuies sur trois outils déjà vus : la simple distributivité, la double distributivité et la factorisation. Si l'un d'eux te paraît flou, reprends d'abord ce chapitre avant de te lancer.

Rappel des deux méthodes de preuve

Voilà pourquoi on calcule avec des lettres : une démonstration littérale vaut quelle que soit la valeur choisie pour la variable.2 Un test numérique, lui, ne renseigne que sur le nombre essayé.

Comment réussir ce quiz

Prends un brouillon. Pour chaque question, commence par te demander si l'on te demande de tester, de réfuter ou de prouver. Ces trois verbes n'appellent pas le même travail.

Lis ensuite chaque explication, même quand ta réponse est juste : elle montre aussi pourquoi la réponse tentante était fausse. Si tu te trompes deux fois sur un même type de question, relis la méthode correspondante plus haut, puis recommence.

Quiz

13 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. On teste l'égalité 2(x+3)=2x+62(x+3)=2x+6 avec x=5x=5 : les deux membres valent 1616. Que peut-on conclure avec certitude ?

  2. Un seul exemple numérique pour lequel les deux membres sont égaux suffit à prouver qu'une égalité littérale est vraie pour toutes les valeurs de la lettre.

  3. Pour prouver que (x+1)(x+2)=x2+3x+2(x+1)(x+2)=x^2+3x+2 est vraie pour toutes les valeurs de xx, quelle démarche convient ?

  4. Pour quelle valeur de xx les deux membres de l'égalité 3x+1=4x3x+1=4x sont-ils égaux ?

  5. Calcule la valeur de l'expression 3x+23x+2 pour x=4x=4.

  6. Parmi ces égalités, lesquelles sont vraies pour toutes les valeurs de xx ?

    Plusieurs réponses possibles.

  7. On peut prouver une égalité en transformant chacun des deux membres jusqu'à obtenir une même expression.

  8. Pour prouver que (x+2)(x+3)−x2=5x+6(x+2)(x+3)-x^2=5x+6, quelle première étape est pertinente ?

  9. Quelle est la forme développée correcte de 2(x−4)2(x-4) ?

  10. Pour prouver que 5x+10=5(x+2)5x+10=5(x+2), que fait-on avec le membre de droite ?

  11. Si une égalité est fausse pour une seule valeur de la lettre, elle ne peut pas être vraie pour toutes les valeurs de cette lettre.

  12. Calcule la valeur de (x+1)(x+2)(x+1)(x+2) pour x=3x=3.

  13. Quel outil permet d'établir qu'une propriété est vraie pour toutes les valeurs d'une variable ?

Les questions qu'on se pose

Pourquoi ne suffit-il pas de tester l'égalité avec quelques nombres ?

Parce qu'un test ne concerne que les nombres choisis. Une égalité peut marcher pour deux ou trois valeurs et échouer ailleurs : x+x=x×xx+x=x\times x est vraie pour x=2x=2 mais fausse pour x=3x=3. Le test sert à repérer une égalité fausse ou à se faire une idée avant de calculer. Pour prouver, on utilise le calcul littéral : on développe, on réduit ou on factorise.2

Comment choisir entre transformer un seul membre et transformer les deux ?

Regarde d'abord si l'un des membres paraît nettement plus compliqué. S'il est plus compliqué, développe-le et réduis-le : il devrait devenir l'autre membre.4 Si les deux membres sont de forme proche, ou si aucun ne se transforme directement en l'autre, calcule-les séparément et vérifie qu'ils donnent la même expression finale.4

Que faire si, à la fin, mes deux membres ne sont pas égaux ?

Deux cas sont possibles. Soit tu as fait une erreur de calcul, souvent un signe oublié ou une parenthèse mal développée : refais chaque étape, puis teste ton résultat avec une valeur simple comme x=1x=1 ou x=2x=2. Soit l'égalité est fausse : cherche alors une valeur de la lettre pour laquelle les deux membres sont différents. Ce contre-exemple, calculé proprement, suffit à conclure.

Sources

Programme visé : Annexe 2 – Programme de mathématiques pour le cycle 4 · Ministère de l'Éducation nationale

  1. Annexe 2 – Programme de mathématiques pour le cycle 4, Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 12 novembre 2026.
  2. Utiliser le calcul littéral – Objectifs, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
  3. Attendus de fin d'année – Mathématiques 4e, Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
  4. Démontrer une égalité, Académie de Bordeaux. Consulté le 12 novembre 2026.
  5. Égalité et Réconciliation, Wikipédia. Consulté le 12 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

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