Aller au contenu

Mathématiques · CAPCAP

Les expressions littérales : cours de CAP en mathématiques

Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Une expression littérale est un calcul où une ou plusieurs lettres remplacent des nombres ; on la lit comme une somme ou comme un produit, selon le dernier calcul à effectuer.
  • Calculer sa valeur : remplace chaque lettre par son nombre, puis respecte les priorités (parenthèses, puissances, produits, puis sommes). Exemple : 3x+y23x + y^2 vaut 7 pour x=2x=2 et y=1y=1.
  • Réduire : regroupe les termes de même nature, comme 5x+3x=8x5x + 3x = 8x ; on n'additionne jamais xx et x2x^2.
  • Développer : k(a+b)=ka+kbk(a+b) = ka + kb ; par exemple 3(5x+1)=15x+33(5x+1) = 15x + 3.
  • Factoriser : fais apparaître un facteur commun ; 3a+42=3(a+14)3a + 42 = 3(a + 14). C'est l'opération inverse du développement.

Pourquoi utiliser des lettres en calcul

Au quotidien, tu fais souvent le même calcul avec des nombres qui changent. Un artisan facture un déplacement fixe plus un prix par heure de travail. Une cuisinière adapte une recette selon le nombre de convives. Un ouvrier calcule le périmètre d'un cadre dont la taille varie. À chaque fois, la démarche de calcul reste identique ; seuls les nombres changent.

Plutôt que de réécrire le calcul à chaque cas, on écrit une fois pour toutes une expression littérale : une écriture où une lettre tient la place d'un nombre. On passe ensuite de la lettre à un nombre précis quand on en a besoin. Les programmes de mathématiques font de cette écriture une première entrée dans l'algèbre : on s'en sert pour généraliser un calcul, pour modéliser une situation et pour appliquer des formules.1

Dans ce cours, tu vas apprendre à :

  • reconnaître la structure d'une expression (somme, produit) ;
  • calculer sa valeur pour des nombres donnés ;
  • la réduire quand elle peut s'écrire plus simplement ;
  • la développer et la factoriser ;
  • utiliser une formule dans un problème concret.

Ces savoir-faire servent ensuite pour résoudre des équations du premier degré et pour étudier des fonctions linéaires et affines.

Définitions et vocabulaire

Somme ou produit : lire la structure

Avant de calculer quoi que ce soit, regarde comment l'expression est construite. Le dernier calcul à effectuer donne le « nom » de l'expression : si c'est une addition ou une soustraction, c'est une somme ; si c'est une multiplication, c'est un produit.

Les ressources officielles proposent justement des activités où l'on souligne les sommes d'une couleur et les produits d'une autre, pour apprendre à repérer cette structure.3 C'est un réflexe à adopter.

Calculer la valeur d'une expression

Calculer la valeur d'une expressionQuatre étapes : recopier, remplacer les lettres, appliquer les priorités, conclure.1RecopierÉcris l'expression sans rien changer.2RemplacerMets chaque nombre à la place de sa lettre, entre parenthèses.3CalculerParenthèses, puissances, puis produits, puis sommes.4ConclureÉcris la valeur trouvée, avec l'unité si besoin.
  1. RecopierÉcris l'expression sans rien changer.
  2. RemplacerMets chaque nombre à la place de sa lettre, entre parenthèses.
  3. CalculerParenthèses, puissances, puis produits, puis sommes.
  4. ConclureÉcris la valeur trouvée, avec l'unité si besoin.
Calculer la valeur d'une expression · Les quatre étapes pour calculer la valeur d'une expression.

Réduire une expression

Développer une expression

Démonstration · Justification avec un rectangle

Imagine un rectangle de hauteur kk et de largeur a+ba + b. Son aire est k×(a+b)k \times (a + b). Coupe-le en deux rectangles de largeurs aa et bb : leurs aires sont kaka et kbkb. L'aire totale est la même, donc k(a+b)=ka+kbk(a+b) = ka + kb.

Factoriser une expression

Utiliser une formule dans un problème

Une formule est une expression littérale qui relie plusieurs grandeurs. Dans les métiers, on en rencontre tout le temps : calcul de surface, de volume, de prix, de débit d'un produit. Les ressources officielles de CAP proposent d'ailleurs des situations professionnelles où il faut choisir l'expression qui convient et l'utiliser.4

Les erreurs fréquentes et leur correction
ErreurÉcriture fausseÉcriture correcte
Lire 3x comme 323x = 32 pour x = 23x = 3 × 2 = 6
Confondre y² et 2yy² = 2yy² = y × y
Réduire un terme avec lettre et un terme constant5x + 1 = 6x5x + 1 reste 5x + 1
Oublier un terme en développant3(5x + 1) = 15x + 13(5x + 1) = 15x + 3
Les erreurs fréquentes et leur correction · Quatre erreurs à repérer avant de rendre une copie.

Exercices corrigés

Exercice 1 Calculer une valeur

★☆☆Environ 5 min

On considère l'expression F=4x+y2F = 4x + y^2. Calcule la valeur de FF pour x=3x = 3 et y=2y = 2.

Indice 1

Remplace chaque lettre par son nombre en remettant le signe ×\times.

Indice 2

Calcule d'abord la puissance y2y^2, puis le produit 4x4x.

Voir la correction pas à pas
  1. On remplace les lettres : F=4×3+22F = 4 \times 3 + 2^2.

  2. On calcule la puissance : 22=2×2=42^2 = 2 \times 2 = 4.

  3. On calcule le produit : 4×3=124 \times 3 = 12.

  4. On additionne : F=12+4=16F = 12 + 4 = 16.

La valeur de FF est 16. Attention : ici 2y2y et y2y^2 valent tous les deux 44 parce que y=2y = 2 ; c'est une coïncidence, car en général y2=y×yy^2 = y \times y et non 2×y2 \times y.

Exercice 2 Développer, réduire, calculer

★★☆Environ 10 min

Soit G=3(2x+5)+4x−7G = 3(2x + 5) + 4x - 7.

  1. Développe puis réduis GG.
  2. Calcule la valeur de GG pour x=2x = 2 à l'aide de l'expression réduite.
  3. Contrôle le résultat en calculant GG directement avec l'expression de départ.
Indice 1

Distribue le 33 sur les deux termes de la parenthèse.

Indice 2

Regroupe ensuite les termes en xx entre eux, et les nombres entre eux.

Voir la correction pas à pas
  1. On développe : 3(2x+5)=6x+153(2x + 5) = 6x + 15, donc G=6x+15+4x−7G = 6x + 15 + 4x - 7.

  2. On regroupe les termes en xx : 6x+4x=10x6x + 4x = 10x.

  3. On regroupe les constantes : 15−7=815 - 7 = 8. Donc G=10x+8G = 10x + 8.

  4. Pour x=2x = 2 : G=10×2+8=20+8=28G = 10 \times 2 + 8 = 20 + 8 = 28.

  5. Contrôle avec l'expression de départ : 3×(2×2+5)+4×2−7=3×9+8−7=27+1=283 \times (2 \times 2 + 5) + 4 \times 2 - 7 = 3 \times 9 + 8 - 7 = 27 + 1 = 28. Les deux résultats concordent.

G=10x+8G = 10x + 8 et sa valeur pour x=2x = 2 est 28. Le contrôle sur l'expression de départ confirme la réduction.

Exercice 3 Factoriser

★★☆Environ 8 min

Factorise chaque expression, puis vérifie en développant.

a) 6x+186x + 18

b) 5y−155y - 15

c) 8x+12x28x + 12x^2

Indice 1

Cherche le plus grand nombre qui divise tous les coefficients.

Indice 2

Pour c), regarde aussi s'il y a une lettre commune.

Voir la correction pas à pas
  1. a) 18=6×318 = 6 \times 3, donc 6x+18=6(x+3)6x + 18 = 6(x + 3). Vérification : 6×x+6×3=6x+186 \times x + 6 \times 3 = 6x + 18.

  2. b) 15=5×315 = 5 \times 3, donc 5y−15=5(y−3)5y - 15 = 5(y - 3). Vérification : 5×y−5×3=5y−155 \times y - 5 \times 3 = 5y - 15.

  3. c) 8x=4x×28x = 4x \times 2 et 12x2=4x×3x12x^2 = 4x \times 3x. Le facteur commun est 4x4x.

  4. On écrit 8x+12x2=4x(2+3x)8x + 12x^2 = 4x(2 + 3x).

  5. Vérification : 4x×2+4x×3x=8x+12x24x \times 2 + 4x \times 3x = 8x + 12x^2.

Résultats : a) 6(x+3)6(x+3) ; b) 5(y−3)5(y-3) ; c) 4x(2+3x)4x(2+3x). Chaque développement redonne l'expression de départ.

Exercice 4 Périmètre d'un rectangle à côtés variables

★★★Environ 12 min

Un rectangle a pour longueur (3x+2)(3x + 2) cm et pour largeur (x+5)(x + 5) cm.

  1. Écris son périmètre sous forme développée et réduite.
  2. Calcule ce périmètre, en cm, pour x=3x = 3.
Indice 1

Le périmètre est 2×(longueur+largeur)2 \times (\text{longueur} + \text{largeur}).

Indice 2

Additionne d'abord longueur et largeur en réduisant, avant de multiplier par 22.

Voir la correction pas à pas
  1. On écrit : P=2×[(3x+2)+(x+5)]P = 2 \times [(3x + 2) + (x + 5)].

  2. On réduit à l'intérieur : 3x+x=4x3x + x = 4x et 2+5=72 + 5 = 7, donc la somme vaut 4x+74x + 7.

  3. On développe : P=2(4x+7)=8x+14P = 2(4x + 7) = 8x + 14.

  4. Pour x=3x = 3 : P=8×3+14=24+14=38P = 8 \times 3 + 14 = 24 + 14 = 38 cm.

  5. Contrôle : longueur =3×3+2=11= 3 \times 3 + 2 = 11 cm, largeur =3+5=8= 3 + 5 = 8 cm, donc P=2×(11+8)=38P = 2 \times (11 + 8) = 38 cm.

Le périmètre vaut P=8x+14P = 8x + 14 (en cm) ; pour x=3x = 3, il est de 38 cm.

Quiz

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

  1. On considère E=3x+y2E = 3x + y^2. Quelle est la valeur de EE pour x=2x = 2 et y=1y = 1 ?

  2. Quelle expression obtient-on en développant 3(5x+1)3(5x + 1) ?

  3. Quelle est la forme réduite de 5x+3x5x + 3x ?

  4. L'expression 2x+3x22x + 3x^2 peut se réduire en 5x35x^3.

  5. Quelle factorisation de 3a+423a + 42 est correcte ?

  6. Calcule la valeur de 2x+52x + 5 pour x=4x = 4.

  7. Que signifie l'écriture 3x3x ?

Les questions qu'on se pose

Pourquoi utilise-t-on des lettres en mathématiques ?

Une lettre permet d'écrire un calcul valable pour tous les nombres d'un coup. Plutôt que de refaire le calcul à chaque fois, on écrit une expression, puis on remplace la lettre par la valeur voulue. C'est aussi la base des formules utilisées dans les métiers et des équations.

Quelle est la différence entre développer et factoriser ?

Développer transforme un produit en somme : 3(x+2)=3x+63(x+2) = 3x + 6. Factoriser fait l'inverse, de la somme vers le produit : 3x+6=3(x+2)3x + 6 = 3(x+2). Les deux opérations s'annulent mutuellement, ce qui te permet de vérifier l'une avec l'autre.

Comment savoir si une réduction est juste ?

Remplace la lettre par un petit nombre, par exemple 22, dans l'expression de départ puis dans ton résultat. Si les deux valeurs diffèrent, il y a une erreur. Si elles sont égales avec un ou deux nombres, ta réduction est très probablement juste.

Quelle est la différence entre 2x et x² ?

2x2x signifie 2×x2 \times x (deux fois xx), tandis que x2x^2 signifie x×xx \times x. Pour x=5x = 5, 2x2x vaut 1010 et x2x^2 vaut 2525. Ce sont des quantités différentes, qu'on ne peut donc pas regrouper dans une réduction.

Que faire quand il y a un signe moins devant une parenthèse ?

Le signe moins change le signe de chaque terme de la parenthèse : −(x−3)=−x+3-(x - 3) = -x + 3. L'erreur la plus courante consiste à ne changer que le premier terme. Pense à −(x−3)-(x - 3) comme −1×(x−3)-1 \times (x - 3).

Sources

  1. Ressources Éduscol - CAP Mathématiques et expressions littérales, Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 9 novembre 2026.
  2. Ressources Éduscol - Algèbre et calcul littéral CAP, Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 9 novembre 2026.
  3. Ressources Éduscol - Développement des compétences algébriques, Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 9 novembre 2026.
  4. Ressources Éduscol - Expressions littérales et réduction, Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 9 novembre 2026.
  5. Ressources Éduscol - Tests de positionnement CAP Mathématiques, Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 9 novembre 2026.
  6. Expression régulière, Wikipédia. Consulté le 9 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.

Signaler une erreur sur cette page

Je suis en…

Primaire

  • CP Bientôt
  • CE1 Bientôt
  • CE2
  • CM1
  • CM2 Bientôt

Collège

Lycée

Supérieur

  • BTS Bientôt
  • BUT Bientôt
  • Licence Bientôt
  • Prépas Bientôt

Sur cette page