2nde Série A · Mathématiques

Calculs sur les nombres

OG1 — Maîtriser les ensembles de nombres, les opérations, les puissances, les racines carrées et la valeur absolue dans ℝ.

📚 Tous les chapitres SuivantCh. 02 — Équations et inéquations du 1er degré

1. Les ensembles de nombres

Définition

: entiers naturels (0, 1, 2, 3…). : entiers relatifs (…,−2,−1,0,1,2…). D : nombres décimaux (ex : 3,25). : rationnels (quotients d'entiers, ex : 2/3). : réels (rationnels + irrationnels comme √2 ou π).

Inclusions : ℕ ⊂ ℤ ⊂ D ⊂ ℚ ⊂ ℝ

Exemple

−5 ∈ ℤ mais −5 ∉ ℕ. 0,75 = 3/4 ∈ D et ∈ ℚ. √2 ∈ ℝ mais √2 ∉ ℚ (irrationnel).

2. Opérations et règles de priorité

Règles de priorité

1. Parenthèses d'abord (des plus intérieures aux plus extérieures)

2. Puissances et racines

3. Multiplications et divisions (de gauche à droite)

4. Additions et soustractions (de gauche à droite)

Distributivité

k(a + b) = ka + kb et k(a − b) = ka − kb

Exemple

Calculer 5 + 3 × (4 − 2)² : d'abord (4−2)²=4, puis 3×4=12, puis 5+12=17.

3. Puissances

Règles des puissances (a≠0, b≠0, entiers m,n)

aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ  ·  aᵐ / aⁿ = aᵐ⁻ⁿ  ·  (aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ

(ab)ⁿ = aⁿbⁿ  ·  a⁻ⁿ = 1/aⁿ  ·  a⁰ = 1

Exemple

2³ × 2⁻⁵ = 2⁻² = 1/4.   (3²)³ = 3⁶ = 729.

4. Racines carrées

Définition et propriétés

Pour a ≥ 0, √a est le nombre positif dont le carré vaut a. Propriétés (a,b ≥ 0) :

√(ab) = √a × √b  ·  √(a/b) = √a / √b (b≠0)  ·  (√a)² = a

Exemple — simplifier une racine

√48 = √(16×3) = √16×√3 = 4√3

5. Valeur absolue et intervalles

Valeur absolue

|a| = a si a ≥ 0, |a| = −a si a < 0. |a| représente la distance de a à 0 sur la droite numérique.

NotationSignification
[a ; b]a ≤ x ≤ b (intervalle fermé)
]a ; b[a < x < b (intervalle ouvert)
[a ; b[a ≤ x < b
]−∞ ; a]x ≤ a
Exemple

|x − 3| ≤ 2 signifie que x est à une distance ≤ 2 de 3, soit x ∈ [1 ; 5].

🧠 À retenir absolument

  • ℕ ⊂ ℤ ⊂ D ⊂ ℚ ⊂ ℝ
  • Priorités : parenthèses → puissances/racines → ×÷ → +−
  • aᵐ×aⁿ=aᵐ⁺ⁿ, a⁻ⁿ=1/aⁿ
  • √(ab)=√a×√b (pour a,b≥0)
  • |a| = distance de a à 0
1

Ensembles de nombres

● Facile

Pour chacun des nombres suivants, indiquer les ensembles (ℕ, ℤ, D, ℚ, ℝ) auxquels il appartient :

  1. −7
  2. 3,5
  3. 2/3
  4. √9
✅ Correction
  1. −7 ∈ ℤ, ℚ, ℝ (pas ℕ)
  2. 3,5 ∈ D, ℚ, ℝ (pas ℕ, ni ℤ)
  3. 2/3 ∈ ℚ, ℝ (pas D exactement, ni ℤ, ni ℕ)
  4. √9 = 3 → ∈ ℕ, ℤ, D, ℚ, ℝ
2

Priorités opératoires

● Facile

Calculer :

  1. 7 + 3 × 5
  2. (7 + 3) × 5
  3. 20 − 4² + 1
  4. 2 × 3² − 5
✅ Correction
  1. 7+15=22
  2. 10×5=50
  3. 20−16+1=5
  4. 2×9−5=18−5=13
3

Puissances

● Moyen

Simplifier sans calculatrice :

  1. 3⁴ × 3⁻²
  2. (2³)²
  3. 5⁻¹ × 5³
  4. (2×3)² / 2²
✅ Correction
  1. 3⁴⁻²=3²=9
  2. 2⁶=64
  3. 5⁻¹⁺³=5²=25
  4. 36/4=9
4

Racines carrées

● Moyen

Simplifier les racines carrées suivantes :

  1. √75
  2. √8 × √2
  3. √18 + √50
  4. √(9/25)
✅ Correction
  1. √75=√(25×3)=5√3
  2. √8×√2=√16=4
  3. √18+√50=3√2+5√2=8√2
  4. √9/√25=3/5
5

Valeur absolue et intervalles

● Difficile

Résoudre et donner l'ensemble solution sous forme d'intervalle :

  1. |x| ≤ 3
  2. |x − 2| < 5
  3. |x + 1| ≥ 4
✅ Correction
  1. |x|≤3 → x ∈ [−3 ; 3]
  2. |x−2|<5 → −5<x−2<5 → x ∈ ]−3 ; 7[
  3. |x+1|≥4 → x+1≥4 ou x+1≤−4 → x ∈ ]−∞ ; −5] ∪ [3 ; +∞[

QCM — Auto-évaluation

10 questions · Une seule bonne réponse · Correction immédiate

0Score
0/10Répondues
Question 1 / 10

Lequel de ces nombres n'appartient pas à ℚ ?

Question 2 / 10

Calculer 4 + 2 × 3 :

Question 3 / 10

2³ × 2² est égal à :

Question 4 / 10

a⁻² est égal à :

Question 5 / 10

√50 simplifié est :

Question 6 / 10

√12 × √3 est égal à :

Question 7 / 10

|−8| est égal à :

Question 8 / 10

L'ensemble solution de |x| ≤ 4 est :

Question 9 / 10

Quel est l'ensemble le plus petit contenant −3 ?

Question 10 / 10

(3²)³ est égal à :