Cinquième, programme français à Montréal • Exercices corrigés

Fiche de révision : les fractions (Cinquième)

Cette fiche de révision couvre les fractions en classe de cinquième du programme français : fractions égales, simplification, comparaison, somme et produit, et fraction d'une quantité, tels qu'ils sont évalués au Lycée Marie de France, au Collège Stanislas à Montréal et dans tout le réseau AEFE.

Elle ne redit pas le cours, que vous avez déjà : elle dit ce qui fait perdre des points sur ce chapitre, et le geste précis qui évite chaque perte. Le fil est toujours le même : une fraction est un point sur la droite graduée, et ce point tranche toutes les questions.

Le fil du chapitre

Une fraction est UN nombre, pas deux nombres empilés : tout ce qu'on lui fait doit se faire en haut ET en bas, et toute affirmation à son sujet doit se vérifier par sa place sur la droite graduée.

Ce chapitre fait partie de Mathématiques en Cinquième

Avant ce chapitre

Cette fiche suppose ces notions acquises. Si une méthode ci-dessous reste opaque, c'est presque toujours l'une d'elles qui manque, pas la fiche.

L'essentiel

Ce qui ne change pas une fraction, et ce qui la change

  • Multiplier ou diviser le numérateur ET le dénominateur par un même nombre non nul ne change pas la fraction : 34=1520=75100\frac{3}{4}=\frac{15}{20}=\frac{75}{100}.
  • Leur AJOUTER un même nombre la change : 34\frac{3}{4} et 45\frac{4}{5} sont deux nombres différents.
  • Deux fractions sont égales exactement quand leurs produits en croix le sont : 34=1520\frac{3}{4}=\frac{15}{20} parce que 3×20=4×15=603\times 20=4\times 15=60.
  • Une fraction dépasse 11 dès que son numérateur dépasse son dénominateur : 74=1,75\frac{7}{4}=1{,}75 existe et se place très bien.
01/42/43/4105/2010/2015/2014/53/4 = 15/20 : le même point
34\frac{3}{4} et 1520\frac{15}{20} sont le MÊME point, seule l'écriture change ; en ajoutant 11 en haut et en bas on obtient 45\frac{4}{5}, qui tombe visiblement ailleurs.

La forme finale attendue est toujours la fraction IRRÉDUCTIBLE. Rendre 1824\frac{18}{24} au lieu de 34\frac{3}{4} coûte un demi-point à chaque question, sur toute la copie.

Comparer sans se tromper

  • À dénominateur égal, la plus grande est celle qui a le plus grand numérateur : 59>49\frac{5}{9}>\frac{4}{9}.
  • À numérateur égal, la plus grande est celle qui a le PLUS PETIT dénominateur : 34>37\frac{3}{4}>\frac{3}{7}, parce que les parts sont plus grosses.
  • Dans tous les autres cas : même dénominateur d'abord, puis on compare les seuls numérateurs.
  • Le repère qui va vite : comparer chaque fraction à 12\frac{1}{2} ou à 11. 49<12<35\frac{4}{9}<\frac{1}{2}<\frac{3}{5} se justifie en une ligne.

Sur une droite graduée, la plus grande est simplement celle qui est le plus à DROITE. C'est la seule justification qu'un correcteur accepte sans calcul.

Prendre une fraction d'une quantité

  • Prendre ab\frac{a}{b} d'une quantité, c'est la diviser par bb puis la multiplier par aa. Le mot « de » se traduit par ×\times.
  • 34\frac{3}{4} de 6060 vaut 60÷4×3=4560\div 4\times 3=45, et le calcul s'écrit 34×60\frac{3}{4}\times 60.
  • Multiplier par une fraction PLUS PETITE que 11 diminue le nombre ; par une fraction plus grande que 11, l'augmente.
  • Deux fractions qui s'enchaînent se multiplient : la moitié des deux tiers vaut 12×23=26=13\frac{1}{2}\times\frac{2}{3}=\frac{2}{6}=\frac{1}{3}.

Diviser d'abord par le dénominateur donne presque toujours des nombres entiers, donc un calcul mental. Multiplier d'abord donne 180180, puis une division : deux fois plus de risques d'erreur.

Les pièges qui coûtent des points

Les erreurs ci-dessous sont celles que je corrige le plus souvent en séance. Chacune coûte des points sur une copie, même quand le raisonnement est juste.

1. Ajouter le même nombre en haut et en bas

2 points, et toute la question quand cette fraction sert de dénominateur commun

Ce qu'il ne faut pas écrire

« 34=45\frac{3}{4}=\frac{4}{5}, j'ai ajouté 11 partout. »

Ce qu'il faut écrire

« On MULTIPLIE en haut et en bas : 34=1520\frac{3}{4}=\frac{15}{20}. Ajouter 11 donne 45\frac{4}{5}, qui est un autre nombre. »

Pourquoi : Une fraction est un quotient. Un quotient ne change pas quand on multiplie les deux termes, il change quand on leur ajoute quelque chose : 34=0,75\frac{3}{4}=0{,}75 et 45=0,8\frac{4}{5}=0{,}8.

2. Comparer deux fractions de même numérateur avec le réflexe des entiers

1 point par comparaison, et le rangement entier quand il y a trois fractions

Ce qu'il ne faut pas écrire

« 37>34\frac{3}{7}>\frac{3}{4} car 7>47>4. »

Ce qu'il faut écrire

« À numérateur égal, la plus grande est celle qui a le plus PETIT dénominateur, donc 34>37\frac{3}{4}>\frac{3}{7}. »

3/43/73 parts sur 4 dépassent 3 parts sur 7
La barre entière est la même dans les deux cas : trois parts sur quatre vont jusqu'au trait de droite, trois parts sur sept s'arrêtent bien avant.

Pourquoi : Le dénominateur ne compte pas les parts prises, il dit leur TAILLE. Plus on partage, plus les parts sont petites : trois septièmes de gâteau font moins que trois quarts.

3. Prendre une fraction d'une quantité en divisant par le numérateur

toute la question, et le résultat est absurde

Ce qu'il ne faut pas écrire

« 34\frac{3}{4} de 6060 : 60÷3×4=8060\div 3\times 4=80. »

Ce qu'il faut écrire

« 34\frac{3}{4} de 6060 : 60÷4×3=4560\div 4\times 3=45. On divise par le DÉNOMINATEUR, qui dit en combien de parts on coupe. »

0153045603/4 de 60 = 458060 ÷ 3 × 4 = 80 dépasse le tout
Les trois quarts de la barre s'arrêtent à 4545 ; la flèche montre où tomberait 8080, hors de la barre, alors que le résultat devait rester dedans.

Pourquoi : Le dénominateur découpe, le numérateur compte les parts prises. Inverser les deux donne un résultat plus grand que le tout, ce qui est impossible dès que la fraction est inférieure à 11.

4. Simplifier en barrant un chiffre au lieu d'un facteur

2 points, et la réponse est fausse de plus de $20$ pour cent

Ce qu'il ne faut pas écrire

« 2553=23\frac{25}{53}=\frac{2}{3} en barrant les 55. »

Ce qu'il faut écrire

« 2525 et 5353 n'ont aucun diviseur commun : 2553\frac{25}{53} est déjà irréductible. »

Pourquoi : Simplifier, c'est DIVISER le numérateur et le dénominateur par un même nombre. Un chiffre n'est pas un diviseur : 2525 n'est pas divisible par 55 « en enlevant le 55 ».

5. Croire qu'une fraction est forcément plus petite que 11

1 point, et le point est mal placé sur la droite graduée

Ce qu'il ne faut pas écrire

« 74\frac{7}{4} n'a pas de sens, on ne peut pas prendre 77 parts sur 44. »

Ce qu'il faut écrire

« 74=44+34=1+34=1,75\frac{7}{4}=\frac{4}{4}+\frac{3}{4}=1+\frac{3}{4}=1{,}75 : il suffit de deux gâteaux. »

Pourquoi : La fraction est un quotient, pas un partage d'un seul objet. Cette confusion bloque ensuite tout le repérage au-delà de 11 et toutes les vitesses en quatrième.

6. Compter les traits d'une droite graduée au lieu des intervalles

1 point, et toutes les lectures de la question s'en trouvent décalées

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Entre 00 et 11 je vois 55 traits, donc chaque trait vaut 15\frac{1}{5}. »

Ce qu'il faut écrire

« On compte les INTERVALLES : 44 traits intérieurs découpent [0;1][0\,;1] en 55 intervalles, et chaque intervalle vaut 15\frac{1}{5}. »

Pourquoi : C'est la même confusion que le nombre de piquets d'une clôture. Le dénominateur compte les MORCEAUX, jamais les traits qui les séparent.

7. Croire que multiplier augmente toujours

1,5 point, et l'ordre de grandeur du problème entier

Ce qu'il ne faut pas écrire

« 48×3448\times\frac{3}{4} est plus grand que 4848, puisqu'on multiplie. »

Ce qu'il faut écrire

« Multiplier par 34\frac{3}{4}, c'est prendre les trois quarts : 48×34=3648\times\frac{3}{4}=36, donc le résultat DIMINUE. »

Pourquoi : La règle « multiplier agrandit » n'était vraie que pour les entiers. Avec une fraction inférieure à 11, multiplier diminue ; c'est ce que fait une réduction de prix.

8. Traduire « la moitié des deux tiers » par une addition

toute la question, et le résultat dépasse le tout

Ce qu'il ne faut pas écrire

« La moitié des deux tiers, c'est 12+23=76\frac{1}{2}+\frac{2}{3}=\frac{7}{6}. »

Ce qu'il faut écrire

« Le mot « de » se traduit par ×\times : 12×23=26=13\frac{1}{2}\times\frac{2}{3}=\frac{2}{6}=\frac{1}{3}. »

Pourquoi : Une fraction d'une fraction est toujours PLUS PETITE que chacune des deux. Un résultat supérieur à 11 suffit à signaler que l'opération choisie est la mauvaise.

Quelle méthode choisir

Quelle méthode pour comparer deux fractions ?

On regarde d'abord les deux dénominateurs, puis les deux numérateurs. La méthode se décide sur ce qui est écrit, pas sur la taille apparente des nombres.

  • Si les dénominateurs sont égaux comparer directement les numérateurs

    Exemple : 59>49\frac{5}{9}>\frac{4}{9}

  • Si les numérateurs sont égaux la plus grande est celle qui a le PLUS PETIT dénominateur

    Exemple : 34>37\frac{3}{4}>\frac{3}{7}

    c'est la seule branche où la règle des entiers s'inverse, donc la seule qu'il faut apprendre par cœur

  • Si un dénominateur est multiple de l'autre ne transformer que la fraction à corriger, puis comparer les numérateurs

    Exemple : 23=69>59\frac{2}{3}=\frac{6}{9}>\frac{5}{9}

  • Si les dénominateurs n'ont aucun rapport visible produits en croix, ou dénominateur commun égal à leur produit

    Exemple : 35\frac{3}{5} et 49\frac{4}{9} : 3×9=273\times 9=27 contre 4×5=204\times 5=20, donc 35>49\frac{3}{5}>\frac{4}{9}

    le produit en croix compare, il ne calcule pas : on n'écrit jamais 2720\frac{27}{20}

Avant toute méthode, essayez le repère : chaque fraction est-elle au-dessus ou au-dessous de 12\frac{1}{2}, de 11 ? Quand les deux tombent de part et d'autre, la comparaison est finie en une ligne.

Que demande l'énoncé quand il parle d'une fraction ?

Le mot qui accompagne la fraction décide de l'opération. On souligne ce mot avant d'écrire quoi que ce soit.

  • Si « les ab\frac{a}{b} DE » une quantité diviser par bb, puis multiplier par aa

    Exemple : les 34\frac{3}{4} de 6060 élèves : 60÷4×3=4560\div 4\times 3=45 élèves

  • Si « quelle fraction représente », « quelle proportion » écrire la fraction partietout\frac{\text{partie}}{\text{tout}}, puis simplifier

    Exemple : 1818 filles sur 2424 élèves : 1824=34\frac{18}{24}=\frac{3}{4}

    le tout va TOUJOURS au dénominateur, même quand l'énoncé le donne en dernier

  • Si « il reste », « le reste du », « le complément » soustraire à 11, en écrivant 11 avec le bon dénominateur

    Exemple : il a mangé 38\frac{3}{8}, il reste 8838=58\frac{8}{8}-\frac{3}{8}=\frac{5}{8}

  • Si deux fractions s'enchaînent (« la moitié des deux tiers ») les multiplier, jamais les additionner

    Exemple : 12×23=13\frac{1}{2}\times\frac{2}{3}=\frac{1}{3}

Si aucune branche ne s'applique, c'est que l'énoncé demande une somme ou une différence de fractions : dénominateur commun, puis numérateurs seulement.

La rédaction attendue

Le correcteur coche des étapes. Les voici dans l'ordre, avec la phrase de conclusion qu'il attend mot pour mot.

Prouver que deux fractions sont égales

Quand l'utiliser : L'énoncé dit « montrer que », « vérifier que » ou « justifier que » deux fractions sont égales.

  1. 1 Annoncer la méthode : « J'utilise les produits en croix. »
  2. 2 Calculer les deux produits SÉPARÉMENT, chacun sur sa ligne : 3×20=603\times 20=60 puis 4×15=604\times 15=60.
  3. 3 Constater qu'ils sont égaux, en le disant.
  4. 4 Conclure en réécrivant l'égalité demandée.

Phrase de conclusion

« 3×20=603\times 20=60 et 4×15=604\times 15=60. Les produits en croix sont égaux, donc 34=1520\frac{3}{4}=\frac{15}{20}. »

Le piège : Écrire 34=1520\frac{3}{4}=\frac{15}{20} dès la première ligne et s'arrêter là. L'égalité à démontrer ne peut pas servir de preuve d'elle-même.

Barème : 1 point pour les deux produits calculés et affichés, 1 point pour la conclusion rédigée avec le mot « donc ».

Résoudre un problème de fraction d'une quantité

Quand l'utiliser : L'énoncé donne un TOUT chiffré et une fraction de ce tout : « les trois quarts des 6060 élèves », « la moitié du budget ».

  1. 1 Écrire d'abord ce qu'est le TOUT, avec son unité : « le tout est 6060 élèves ».
  2. 2 Poser le calcul en une seule expression : 34×60=60÷4×3\frac{3}{4}\times 60=60\div 4\times 3.
  3. 3 Diviser par le dénominateur d'abord, ce qui donne un entier, puis multiplier par le numérateur.
  4. 4 Répondre par une PHRASE contenant l'unité, jamais par un nombre nu.

Phrase de conclusion

« Les 34\frac{3}{4} des 6060 élèves représentent 4545 élèves. »

Le piège : Répondre « 4545 » et rien d'autre. La phrase-réponse avec l'unité est un point à part entière du barème dans presque tous les problèmes de cinquième.

Barème : 1 point pour le calcul posé, 1 point pour la phrase-réponse avec l'unité.

Vérifier avant de rendre

Cinq minutes de vérification récupèrent plus de points qu'un exercice de plus commencé à la hâte.

L'exercice type décortiqué

Le jardin partagé : fractions, somme et reste

Un jardin partagé mesure 7272 mètres carrés. On plante des légumes sur les 58\frac{5}{8} du jardin et des fleurs sur 14\frac{1}{4} du jardin. Le reste est laissé en pelouse.

Calculer l'aire des légumes, l'aire des fleurs, puis la fraction et l'aire de la pelouse.

Étape 1

Le tout est 7272 mètres carrés. Légumes : 58×72=72÷8×5=9×5=45\frac{5}{8}\times 72=72\div 8\times 5=9\times 5=45 mètres carrés.

Pourquoi

On divise par le dénominateur en premier : 72÷8=972\div 8=9 est un entier, alors que 72×5=36072\times 5=360 obligerait à diviser un grand nombre ensuite.

Étape 2

Fleurs : 14×72=72÷4=18\frac{1}{4}\times 72=72\div 4=18 mètres carrés.

Pourquoi

Avec un numérateur égal à 11, il n'y a plus qu'une division. Écrire quand même 14×72\frac{1}{4}\times 72 montre au correcteur qu'on a reconnu la même opération que juste avant.

Étape 3

Fraction occupée : 58+14=58+28=78\frac{5}{8}+\frac{1}{4}=\frac{5}{8}+\frac{2}{8}=\frac{7}{8}.

Pourquoi

88 est un multiple de 44, donc seule la seconde fraction se transforme. Écrire les deux fractions sur la même ligne avant d'additionner est le geste noté ici.

Étape 4

Pelouse : 178=8878=181-\frac{7}{8}=\frac{8}{8}-\frac{7}{8}=\frac{1}{8} du jardin, soit 72÷8=972\div 8=9 mètres carrés.

Pourquoi

Le 11 doit s'écrire 88\frac{8}{8} avant la soustraction : c'est exactement l'étape que les copies sautent, et c'est elle qui rapporte le demi-point de méthode.

Étape 5

Vérification : 45+18+9=7245+18+9=72, et 58+14+18=88=1\frac{5}{8}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}=\frac{8}{8}=1.

Pourquoi

Les trois aires doivent rendre le jardin entier, et les trois fractions doivent rendre 11. Deux contrôles indépendants qui coûtent une ligne et attrapent toute erreur de dénominateur.

Conclusion rédigée

« Les légumes occupent 4545 mètres carrés, les fleurs 1818 mètres carrés, et la pelouse 18\frac{1}{8} du jardin, soit 99 mètres carrés. »

L'erreur classique sur cet exercice : Additionner 58+14=612=12\frac{5}{8}+\frac{1}{4}=\frac{6}{12}=\frac{1}{2} en ajoutant les dénominateurs. La pelouse ferait alors 3636 mètres carrés, soit plus que les légumes, alors que l'énoncé décrit clairement l'inverse.

À savoir par cœur

  • Multiplier ou diviser en haut ET en bas ne change pas la fraction ; leur AJOUTER un nombre la change.
  • ab=cd\frac{a}{b}=\frac{c}{d} exactement quand a×d=b×ca\times d=b\times c : c'est le produit en croix.
  • À numérateur égal, la plus grande est celle qui a le PLUS PETIT dénominateur.
  • ab\frac{a}{b} de NN, c'est N÷b×aN\div b\times a. Le mot « de » se traduit toujours par ×\times.
  • Multiplier par une fraction inférieure à 11 DIMINUE le nombre.
  • Une fraction dépasse 11 dès que son numérateur dépasse son dénominateur.
  • Une réponse finale est une fraction IRRÉDUCTIBLE, accompagnée d'une phrase et d'une unité quand c'est un problème.

Questions fréquentes

Comment savoir si deux fractions sont égales ?

Par les produits en croix. Vous multipliez le numérateur de la première par le dénominateur de la seconde, puis le dénominateur de la première par le numérateur de la seconde. Si les deux résultats sont égaux, les fractions le sont. Trois quarts et quinze vingtièmes donnent soixante des deux côtés.

Comment comparer deux fractions qui n'ont pas le même dénominateur ?

Vous les mettez au même dénominateur, puis vous comparez les seuls numérateurs. Deux raccourcis servent souvent : à numérateur égal, la plus grande est celle du plus petit dénominateur ; et il suffit parfois de situer chaque fraction par rapport à un demi.

Comment calculer une fraction d'un nombre en cinquième ?

Vous divisez par le dénominateur, puis vous multipliez par le numérateur. Les trois quarts de soixante font soixante divisé par quatre, ce qui donne quinze, puis quinze fois trois, ce qui donne quarante-cinq. Diviser en premier laisse des nombres entiers et permet le calcul mental.

Est-ce qu'une fraction peut être plus grande que 1 ?

Oui, dès que le numérateur dépasse le dénominateur. Sept quarts valent un et trois quarts, c'est-à-dire un virgule soixante-quinze. Cela se lit très bien sur une droite graduée : le point se place simplement après le nombre un, trois graduations plus loin.

Pourquoi faut-il simplifier une fraction à la fin ?

Parce que la forme attendue est la fraction irréductible, celle dont le numérateur et le dénominateur n'ont plus aucun diviseur commun. Rendre dix-huit vingt-quatrièmes au lieu de trois quarts coûte souvent un demi-point par question, ce qui finit par peser sur toute la copie.

Passer à la pratique

Exercices corrigés : Les fractions

Une méthode se prouve sur une copie, pas sur une fiche. La série du même chapitre reprend chacun de ces pièges dans un exercice, avec le corrigé rédigé étape par étape.

  • 16 exercices corrigés
  • 160 points
  • 205 minutes
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