Repères pour le professeur
Objectifs et capacités
Objectifs
- Traduire un problème par une équation ou une inéquation du premier degré
- Résoudre algébriquement, graphiquement ou avec un outil numérique
- Contrôler la vraisemblance du résultat et rédiger une réponse au problème
Capacités travaillées (BO)
- S'approprier : rechercher, extraire et organiser l'information
- Analyser, raisonner : émettre une conjecture, choisir une méthode
- Réaliser : calculer, représenter, utiliser un outil numérique
- Valider : contrôler la vraisemblance, argumenter
- Communiquer : rendre compte d'une démarche à l'écrit et à l'oral
Notions et définitions
Repères historiques
- Papyrus Rhind : méthode de « fausse position » (vers 1650 av. J.‑C.)
- Al‑Khwarizmi, *Abrégé du calcul par la restauration et la comparaison* (vers 820)
- Robert Recorde invente le signe = (1557)
Ressources de la séquence
Ancrage dans le programme, notions, repères, débats, bibliographie et différenciation, communs à toutes les séances.
Ancrage dans le programme officiel
Objectif du module : « L'objectif principal de ce module est de traduire un problème par une équation ou une inéquation du premier degré »
Méthode : « Aucune virtuosité calculatoire n'est attendue pour la méthode algébrique. »
Compétences : « valider : critiquer un résultat, argumenter ; contrôler la vraisemblance d'une conjecture ; mener un raisonnement logique et établir une conclusion »
Certification (arrêté du 17 juin 2020, annexe III) : en contrôle en cours de formation, deux situations d'évaluation en première et terminale : « Ces situations d'évaluation ont chacune une durée de quarante-cinq minutes environ et sont notées sur 10 points. » « Un exercice au moins comporte une ou deux questions dont la résolution se fait en présence de l'examinateur. » Pour les candidats hors CCF : « L'épreuve, d'une durée d'une heure, est une évaluation écrite et pratique, notée sur 20 points se déroule en fin de cursus de formation. »
Notions : définitions rigoureuses
- Équation
- Égalité contenant une inconnue ; la résoudre, c'est trouver la ou les valeurs qui la rendent vraie.
- Règles
- On peut ajouter ou soustraire un même nombre aux deux membres, multiplier ou diviser par un même nombre non nul.
- Inéquation
- Inégalité contenant une inconnue ; ses solutions forment souvent un intervalle.
- Changement de sens
- Multiplier ou diviser par un nombre négatif change le sens de l'inégalité.
- Vérification
- On remplace la solution dans l'énoncé pour contrôler le résultat.
- Méthode graphique
- On lit l'abscisse du point d'intersection de deux droites.
Repères
| Date | Événement |
|---|---|
| vers 1650 av. J.‑C. | Le papyrus Rhind résout des problèmes par la méthode de fausse position. |
| vers 820 | Al‑Khwarizmi donne son nom à l'algèbre (al‑jabr). |
| 1557 | Robert Recorde introduit le signe = dans The Whetstone of Witte. |
| 1637 | Descartes note les inconnues x, y, z. |
Les historiens en débat
Résoudre une équation est l'un des plus vieux gestes mathématiques : les scribes égyptiens procédaient par essais corrigés, Al‑Khwarizmi par transformations des deux membres. Les symboles (=, x) sont apparus bien plus tard. En Bac Pro, l'enjeu est de traduire une situation du métier, de résoudre avec l'outil le plus adapté et de valider le résultat. Synthèse du professeur.
Pour aller plus loin
Sources et bibliographie
- George Pólya, Comment poser et résoudre un problème, Dunod, 1965.
- Ahmed Djebbar, Une histoire de la science arabe, Seuil, 2001.
- Stella Baruk, Dictionnaire de mathématiques élémentaires, Seuil, 1992.
Différenciation : un rythme de travail différent
- Pour les élèves qui ont besoin de plus de temps : énoncé découpé en petites questions, rappel de cours en marge, calculatrice ou tableur autorisés pendant l'entraînement, correction pas à pas en vidéo ou en classe virtuelle.
- Pour les élèves qui avancent vite : question d'approfondissement (démonstration, généralisation, programme Python à écrire), problème ouvert à rédiger et à présenter à l'oral.
Déroulé d'ensemble
| Séance | Titre | Durée | Objectif |
|---|---|---|---|
| Séance 1 | Mettre en équation et résoudre | 65 min | traduire une facture par une équation |
| Séance 2 | Inéquations et seuils | 65 min | modéliser une condition de rentabilité par une inéquation |
| Évaluation | Évaluation de fin de séquence (/20) | 55 min | Vérifier les acquis : connaissances, capacités, rédaction |
Chaque séance dure environ 55 minutes à distance : lancement en classe virtuelle ou par message sur l'ENT, recherche du problème (calculatrice, tableur, GeoGebra ou Python dans le navigateur), mise en commun, cours et trace écrite. Les élèves renvoient la fiche à trous et leur production par l'ENT ou en photo.
Séance 1 · Mettre en équation et résoudre
65 minSéance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes, corrigés et barème.
Problématique de la séance
Combien d'heures ont été facturées ?
Déroulé minuté à distance
- 10 min → Lancement en classe virtuelle : Rappel de la séance précédente, lecture de la problématique, récit du professeur appuyé sur le cours (capsule audio sur l'ENT si la connexion est fragile).
- 12 min → Travail autonome : Activité 1 (S'approprier) ; le professeur reste joignable par la messagerie de l'ENT.
- 18 min → Travail autonome : Activité 2 (Réaliser) ; le professeur reste joignable par la messagerie de l'ENT.
- 15 min → Travail à rendre : Activité 3 (Communiquer) à déposer sur l'ENT ou à rendre en photo ; correction individualisée avec le barème.
- 10 min → Mise en commun : Correction collective des points essentiels, puis élaboration et dépôt de la trace écrite.
Le cours développé (récit du professeur) · Équation du premier degré
Pour résoudre un problème : 1. choisir l'inconnue (avec son unité) ; 2. traduire l'énoncé par une équation ; 3. la résoudre ; 4. vérifier en remplaçant ; 5. rédiger une phrase réponse. Règles : on peut ajouter ou soustraire un même nombre aux deux membres, multiplier ou diviser par un même nombre non nul. Exemple : 45 + 38x = 216 ⟺ 38x = 171 ⟺ x = 4,5. On peut aussi résoudre graphiquement (abscisse du point d'intersection de deux droites) ou avec la calculatrice et le tableur (valeur cible).
Document 1 · La facture d'intervention
Situation-problème.
Une entreprise d'électricité facture 45 € de déplacement et 38 € par heure. Un client reçoit une facture de 216 € hors taxes et demande combien d'heures ont été comptées. Un second client, facturé 140 €, conteste : il estime que l'électricien est resté 3 heures.
Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).
Activité 1 · S'approprier
12 minSupports : Document 1
Identifiez les données.
- Quelle est l'inconnue ?✔ Corrigé :
Le nombre d'heures x.
- Quelle équation pour le premier client ?✔ Corrigé :
45 + 38x = 216.
- Et pour le second ?✔ Corrigé :
45 + 38x = 140.
| Critère de réussite | Points |
|---|---|
| S'approprier, réaliser | 6 |
| Total de l'activité | 6 |
Activité 2 · Réaliser
18 minSupports : Cours
Résolvez et vérifiez.
- Premier client ?✔ Corrigé :
x = 4,5 h, soit 4 h 30.
- Second client ?✔ Corrigé :
38x = 95, x = 2,5 h.
- Vérifiez les deux résultats.✔ Corrigé :
45 + 171 = 216 ; 45 + 95 = 140.
| Critère de réussite | Points |
|---|---|
| Analyser, raisonner, réaliser | 7 |
| Total de l'activité | 7 |
Activité 3 · Communiquer
15 minSupports : Documents et cours
Rédigez la réponse au second client (6 à 8 lignes) : sa contestation est‑elle fondée ? Pour bien commencer : La facture se calcule ainsi : … · En résolvant l'équation, on trouve… · Pour 3 heures, la facture aurait été…
Équation et solution 2,5 h ; facture de 3 h : 159 € ; le client a payé moins que pour 3 h ; réponse polie et argumentée.
| Critère de réussite | Points |
|---|---|
| Valider | 5 |
| Communiquer | 2 |
| Total de l'activité | 7 |
Trace écrite (à faire recopier ou à déposer sur l'ENT)
Pour résoudre un problème, on choisit l'inconnue, on écrit l'équation, on la résout puis on vérifie. On peut ajouter un même nombre aux deux membres. On termine par une phrase réponse.
Barème récapitulatif des activités notées
| Activité | Points |
|---|---|
| Activité 1 · S'approprier | 6 |
| Activité 2 · Réaliser | 7 |
| Activité 3 · Communiquer | 7 |
| Total | 20 / 20 |
Séance 2 · Inéquations et seuils
65 minSéance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes, corrigés et barème.
Problématique de la séance
Combien de prestations pour couvrir ses frais ?
Déroulé minuté à distance
- 10 min → Lancement en classe virtuelle : Rappel de la séance précédente, lecture de la problématique, récit du professeur appuyé sur le cours (capsule audio sur l'ENT si la connexion est fragile).
- 12 min → Travail autonome : Activité 1 (S'approprier) ; le professeur reste joignable par la messagerie de l'ENT.
- 18 min → Travail autonome : Activité 2 (Réaliser) ; le professeur reste joignable par la messagerie de l'ENT.
- 15 min → Travail à rendre : Activité 3 (Valider, communiquer) à déposer sur l'ENT ou à rendre en photo ; correction individualisée avec le barème.
- 10 min → Mise en commun : Correction collective des points essentiels, puis élaboration et dépôt de la trace écrite.
Le cours développé (récit du professeur) · Inéquation du premier degré
Une inéquation traduit une condition : « au moins » (≥), « au plus » (≤), « plus de » (>), « moins de » (<). On la résout comme une équation, mais multiplier ou diviser par un nombre négatif change le sens de l'inégalité. L'ensemble des solutions est un intervalle : x ≥ 95,45 s'écrit [95,45 ; +∞[. Dans un problème, on interprète : si x est un nombre entier (pièces, coupes, jours), on arrondit dans le bon sens.
Document 1 · Le fauteuil de coiffure
Situation-problème.
Une coiffeuse indépendante loue un fauteuil dans un salon 600 € par mois. Elle gagne en moyenne 22 € net par coupe. Elle veut que ses gains, location déduite, atteignent au moins 1 500 € par mois.
Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).
Activité 1 · S'approprier
12 minSupports : Document 1
Traduisez.
- Gain après location pour 80 coupes ? pour 100 ?✔ Corrigé :
1 160 € ; 1 600 €.
- Inéquation à résoudre ?✔ Corrigé :
22x − 600 ≥ 1 500.
- Que signifie x ?✔ Corrigé :
Le nombre de coupes dans le mois.
| Critère de réussite | Points |
|---|---|
| S'approprier, réaliser | 6 |
| Total de l'activité | 6 |
Activité 2 · Réaliser
18 minSupports : Cours
Résolvez.
- Résolvez l'inéquation.✔ Corrigé :
x ≥ 2 100/22 ≈ 95,45.
- Combien de coupes au minimum ?✔ Corrigé :
96 (arrondi à l'entier supérieur).
- Résolvez −3x + 12 > 0.✔ Corrigé :
x < 4.
| Critère de réussite | Points |
|---|---|
| Analyser, raisonner, réaliser | 7 |
| Total de l'activité | 7 |
Activité 3 · Valider, communiquer
15 minSupports : Documents et cours
Rédigez un conseil (6 à 8 lignes) : avec 5 jours de travail par semaine et 4 semaines par mois, combien de coupes par jour faut‑il viser ? Pour bien commencer : Il faut au moins… coupes par mois… · Sur 20 jours de travail, … · Je conseille donc…
96 coupes ; 96/20 = 4,8, soit 5 coupes par jour ; contrôle de vraisemblance ; réponse claire.
| Critère de réussite | Points |
|---|---|
| Valider | 5 |
| Communiquer | 2 |
| Total de l'activité | 7 |
Trace écrite (à faire recopier ou à déposer sur l'ENT)
Multiplier une inéquation par un nombre négatif change le sens de l'inégalité. L'ensemble des solutions est un intervalle. Pour un nombre entier de pièces, on arrondit dans le bon sens. « Au moins » se traduit par le symbole ≥.
Barème récapitulatif des activités notées
| Activité | Points |
|---|---|
| Activité 1 · S'approprier | 6 |
| Activité 2 · Réaliser | 7 |
| Activité 3 · Valider, communiquer | 7 |
| Total | 20 / 20 |
Fiche à trous · corrigé
Une équation du premier degré se ramène à la forme ax = b.
Quand on multiplie ou divise une inéquation par un nombre négatif, on change le sens de l'inégalité.
Pour contrôler une solution, on la remplace dans l'équation de départ.
L'ensemble des solutions d'une inéquation s'écrit souvent avec un intervalle.
La version élève contient la même fiche avec une banque de mots (papier ou ENT).
Évaluation de fin de séquence (/20) · barème et corrigé
Évaluation sur 20 à faire en temps limité sur l'ENT ou sur papier, puis à renvoyer en photo ; le corrigé et le barème servent aussi à l'autoévaluation. En Bac Pro, elle est construite comme une situation de contrôle en cours de formation (problème contextualisé, compétences évaluées) ; en 1re générale, elle prépare à l'épreuve anticipée (automatismes sans calculatrice et exercices) ; en Terminale générale, aux exercices indépendants de l'épreuve de spécialité.
| N° | Question | Barème | Corrigé et critères |
|---|---|---|---|
| 1 | Résolvez : 4x − 7 = 13 ; 3(x + 2) = 5x − 4 ; 2x + 5 ≤ 17. | 4 pts | x = 5 ; 3x + 6 = 5x − 4, x = 5 ; x ≤ 6, soit ]−∞ ; 6]. Un point, un point et demi, un point et demi. |
| 2 | Un plombier facture 45 € de déplacement plus 38 € par heure de travail. Une facture s'élève à 216 €. Écrivez l'équation, résolvez‑la et vérifiez. | 8 pts | 45 + 38x = 216, 38x = 171, x = 4,5 h soit 4 h 30. Vérification : 45 + 38 × 4,5 = 216. Mise en équation (3 pts), résolution (3 pts), vérification et réponse (2 pts). |
| 3 | Un salon de coiffure loue un fauteuil 600 € par mois. Une coiffeuse indépendante gagne 22 € net par coupe. Combien de coupes doit‑elle faire chaque mois pour que ses gains dépassent la location de 1 500 € au moins ? Modélisez par une inéquation et rédigez la réponse. Pour bien commencer : *Je note x le nombre de coupes…* · *Le gain après location s'écrit…* · *Elle doit donc réaliser au moins…* | 8 pts | 22x − 600 ≥ 1 500, 22x ≥ 2 100, x ≥ 95,45… : au moins 96 coupes par mois. Inéquation (3 pts), résolution (3 pts), interprétation entière (2 pts). |
| Total | 20 pts | ||
Pistes pour un rythme de travail différent
- Laisser deux jours de plus aux élèves qui ont peu de connexion et accepter un rendu sur papier photographié.
- Proposer la fiche à trous, un énoncé découpé en petites questions et une vidéo de correction pas à pas.
- Pour les élèves rapides : une démonstration, un programme Python à écrire ou un problème ouvert à présenter à l'oral.
- Automatismes : opérations sur les relatifs, priorités opératoires, résoudre ax = b.
- Pour aller plus loin : formaliser par un organigramme la résolution d'une inéquation du premier degré.