Le dénominateur commun - Secondaire 1, 2 et 3

| Mathématiques

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​Lorsque l'on travaille avec des fractions, il est parfois plus pratique de mettre toutes les fractions sur le même dénominateur. En effet, trouver un dénominateur commun s'avère important lorsque l'on veut comparer des fractions, ordonner des fractions ou effectuer des opérations mathématiques comme l'addition et la soustraction de fractions. Dans chacun des cas, on fait référence à un dénominateur commun. Voici quelques méthodes permettant de trouver un dénominateur commun pour deux fractions ou plus.

​​​​En utilisant le PPCM

Pour trouver un dénominateur commun, on peut rechercher le plus petit commun multiple (PPCM) des dénominateurs des fractions. Ce PPCM correspondra à un dénominateur commun.

Règle
  1. Trouver le PPCM des dénominateurs des fractions avec la méthode de la liste des multiples ou avec la méthode de l'arbre des facteurs.
  2. Trouver les fractions équivalentes en utilisant le dénominateur commun.

Pour se faire, on utilisera la méthode de la liste des multiples et celle de l'arbre des facteurs.

Avec la liste des multiples

On peut trouver le PPCM ​en faisant la liste des multiples de chacun des dénominateurs. Le dénominateur commun sera le plus petit multiple qui sera commun dans les listes des multiples. Par la suite, on pourra trouver les fractions équivalentes​ de chacune des fractions en utilisant le dénominateur commun. 

Exemple

Avec 2 fractions
Trouve un dénominateur commun à ces deux fractions:
||\frac{1}{12} \qquad \text{et} \qquad \frac{5}{8}||
1. Faire la liste des multiples de chaque dénominateur
Multiples de |12=\{12,\underbrace{\color{red}{24}}_\color{blue}{2^e \ \text{multiple}},36,48,...\}|

Multiples de |8=\{8,16,\underbrace{\color{red}{24}}_\color{green}{3^e \ \text{multiple}}​,32,40,...\}|

2. Trouver les fractions équivalentes
||\frac{1}{12}^\color{blue}{\times 2}_\color{blue}{\times 2}​ = \frac{2}{\color{red}{24}} \qquad \text{et} \qquad \frac{5}{8}^\color{green}{\times 3}_\color{green}{\times 3}​ = \frac{15}{\color{red}{24}}||

Exemple

Avec 3 fractions
Trouve un dénominateur commun à ces trois fractions:
||\frac{1}{4} \qquad \frac{2}{3} \qquad \frac{3}{8}||
1. Faire la liste des multiples de chaque dénominateur
Multiples de |4=\{4,8,12,16,20,\underbrace{\color{red}{24}}_\color{blue}{6^e \ \text{multiple}}​,28,...\}|

Multiples de |3=\{3,6,9,12,15,18,21,\underbrace{\color{red}{24}}_\color{fuchsia}{8^e \ \text{multiple}},27,...\}|

Multiples de |8=\{8,16,\underbrace{\color{red}{24}}_\color{green}{3^e \ \text{multiple}}​,32,40,...\}|

2. Trouver les fractions équivalentes
||\frac{1}{4}^\color{blue}{\times 6}_\color{blue}{\times 6} = \frac{6}{\color{red}{24}}\  \qquad \frac{2}{3}^\color{fuchsia}{\times 8}_\color{fuchsia}{\times 8} = \frac{16}{\color{red}{24}}\  \qquad \frac{3}{8}^\color{green}{\times 3}_\color{green}{\times 3}​ = \frac{9}{\color{red}{24}}||

Pour trouver les fractions équivalentes, on peut utiliser la stratégie suivante.

Astuce

Pour déterminer le nombre par lequel il faut multiplier le numérateur et le dénominateur afin d'obtenir la fraction équivalente, on peut se référer au rang du multiple commun pour chacun des dénominateurs.​​

​​​Avec l'arbre de facteurs

​​On peut trouver le PPCM à l'aide de l'arbre de facteurs de chaque dénominateur. Par la suite, il faudra trouver les fractions équivalentes de chacune des fractions. 

Exemple

Avec 2 fractions
Trouve un dénominateur commun à ces deux fractions:
||\frac{7}{12} \qquad \text{et} \qquad \frac{5}{9}||
1. Trouver le PPCM selon l'arbre des facteurs de chacun des dénominateurs
En effectuant l'arbre des facteurs pour les deux dénominateurs, on obtient les factorisations premières suivantes. ||12=\color{blue}{2} \times \color{green}{2} \times \color{fuchsia}{3}\qquad \qquad 9=\color{fuchsia}{3} \times \color{orange}{3}||
Pour déterminer le PPCM, on peut multiplier tous les facteurs premiers qui sont différents avec un seul exemplaire de ceux qui sont identiques, comme ceci:||\begin{align}\text{PPCM}\{9,12\}&= \underbrace{\color{blue}{2}\times \color{green}{2} \times \color{fuchsia}{3}}_{\text{facteurs de}\ 12} \times \underbrace{\not\color{fuchsia}{3} \times \color{orange}{3}}_{\text{facteurs de} \ 9} \\​
&= \color{blue}{2}\times \color{green}{2} \times \color{fuchsia}{3} \times \color{orange}{3} \\ \\
&= \color{red}{36}\end{align}||2. Trouver les fractions équivalentes
||\frac{7}{12}^{\color{orange}{\times 3}}_{\color{orange}{\times 3}} = \frac{21}{\color{red}{36}} \qquad \text{et} \qquad \frac{5}{9}^{\color{blue}{\times 2}\color{green}{\times 2}}_{\color{blue}{\times 2}\color{green}{\times 2}} = \frac{20}{\color{red}{36}}||

Exemple

Avec 3 fractions
Trouve un dénominateur commun à ces trois fractions:
||\frac{1}{10} \qquad \frac{3}{8} \qquad \frac{5}{6}||
1. Trouver le PPCM selon l'arbre des facteurs de chacun des dénominateurs
En effectuant l'arbre des facteurs pour les trois dénominateurs, on obtient les factorisations premières suivantes.||10=\color{blue}{2} \times \color{green}{5}\qquad \qquad 8=\color{blue}{2} \times \color{fuchsia}{2} \times \color{orange}{2}\qquad \qquad 6=\color{blue}{2} \times \color{purple}{3}||Pour déterminer le PPCM, on multiplie tous les facteurs premiers qui sont différents avec un seul exemplaire de ceux qui sont identiques. ||\begin{align} \text{PPCM}\{6,8,10\} &= \underbrace{\color{blue}{2} \times \color{green}{5}}_{\text{facteurs de}\ 10} \times \underbrace{\not\color{blue}{2} \times \color{fuchsia}{2} \times \color{orange}{2}}_{\text{facteurs de} \ 8}\times \underbrace{\not\color{blue}{2} \times \color{purple}{3}}_{\text{facteurs de} \ 6} \\
&= \color{blue}{2} \times \color{green}{5} \times \color{fuchsia}{2} \times \color{orange}{2} \times \color{purple}{3} \\ \\
&= \color{red}{120}\end{align}||
2. Trouver les fractions équivalentes
||\frac{1}{10}^{\color{fuchsia}{\times 2}\color{orange}{\times 2}\color{purple}{\times 3}}_{\color{fuchsia}{\times 2}\color{orange}{\times 2}\color{purple}{\times 3}} = \frac{12}{\color{red}{120}} \qquad \  \frac{3}{8}^{\color{green}{\times 5}\color{purple}{\times 3}}_{\color{green}{\times 5}\color{purple}{\times 3}} ​= \frac{45}{\color{red}{120}} \qquad \  \frac{5}{6}^{\color{green}{\times 5}\color{fuchsia}{\times 2}\color{orange}{\times 2}}_{\color{green}{\times 5}\color{fuchsia}{\times 2}\color{orange}{\times 2}​} = \frac{100}{\color{red}{120}}||

Pour trouver les fractions équivalentes, il existe un petit truc afin de savoir par quel nombre il faut multiplier le numérateur et le dénominateur de la fraction.

Astuce

Dans l'exemple ci-haut, pour déterminer le nombre par lequel on doit multiplier le numérateur et le dénominateur pour la fraction dont le dénominateur est |\small 10|, on utilise les facteurs du PPCM sans les facteurs de |\small 10| :
||\begin{align}\text{Dénominateur commun} &= \color{blue}{2} \times \color{green}{5} \times \color{fuchsia}{2} \times \color{orange}{2} \times \color{purple}{3}\\
\text{Facteurs de} \ 10 &= \color{blue}{2} \times \color{green}{5}​\end{align}||
Le nombre par lequel on doit multiplier le numérateur et le dénominateur est donc:
||\underbrace{\not\color{blue}{2} \times \not\color{green}{5}}_{\text{facteurs de} \ 10} \times \color{fuchsia}{2} \times \color{orange}{2} \times \color{purple}{3}=\color{fuchsia}{2} \times \color{orange}{2} \times \color{purple}{3}||
Par la suite, on répète le même raisonnement pour toutes les autres fractions.

​​​​Avec la multiplication des dénominateurs

Pour trouver un dénominateur commun, on peut simplement multiplier tous les dénominateurs ensemble. Par la suite, il s'agit de trouver les fractions équivalentes​ de chacune des fractions en utilisant le dénominateur commun obtenu.

Par contre, le dénominateur commun ainsi obtenu est souvent d'une grande valeur.

Exemple

Avec 2 fractions
Trouve un dénominateur commun à ces deux fractions:
||\frac{1}{\color{green}{12}} \qquad \text{et} \qquad \frac{5}{\color{blue}{8}}||
En multipliant |\color{green}{12}| et |\color{blue}{8}| on obtient un dénominateur commun qui est |\color{red}{96}|.
Ainsi, 
||\frac{1}{12}^\color{blue}{\times 8}_\color{blue}{\times 8} = \frac{8}{\color{red}{96}} \qquad \text{et} \qquad \frac{5}{8}^\color{green}{\times 12}_\color{green}{\times 12}​ = \frac{60}{\color{red}{96}}||

Exemple

Avec 3 fractions
Transforme ces trois fractions sous un même dénominateur:
||\frac{1}{\color{blue}{4}} \qquad\  \frac{2}{\color{green}{3}} \qquad\  \frac{7}{\color{fuchsia}{9}}||
En multipliant |\color{blue}{4},\color{green}{3} \ \text{et} \ \color{fuchsia}{9}|, on obtient un dénominateur commun qui est |\color{red}{108}|.
Ainsi, 
||\frac{1}{4​}^{\color{green}{\times 3}\color{fuchsia}{\times 9}}_{\color{green}{\times 3}\color{fuchsia}{\times 9}} = \frac{27}{\color{red}{108}} \qquad \  \frac{2}{3}^{\color{blue}{\times 4}\color{fuchsia}{ \times 9}}_{\color{blue}{\times 4}\color{fuchsia}{ \times 9}} = \frac{72}{\color{red}{108}} \qquad\  \frac{7}{9}^{\color{blue}{\times 4}\color{green}{\times 3}}_{\color{blue}{\times 4}\color{green}{\times 3}}​​ = \frac{84}{\color{red}{108}}||

Pour trouver les fractions équivalentes, il s'agit de multiplier le numérateur et le dénominateur de chaque fraction par les dénominateurs des autres fractions avec lesquelles on travaille. ​