QCM : Des nombres aux mesures (36 questions)

Questions et réponses du QCM

1. À quelle période remontent les preuves solides de l’utilisation du nombre un pour compter par des humains ?

À environ 150 000 ans
À environ 20 000 ans
À environ 5 000 ans
À environ 10 000 ans

À environ 20 000 ans

Explication

Les preuves solides de l’usage du nombre un pour compter remontent à environ 20 000 ans. La date de 150 000 ans correspond à des marques dont la fonction de comptage n’est pas établie, tandis que les dates plus récentes situent le phénomène trop tard.

2. Lorsqu’on examine l’os d’Ishango, quel indice appuie le mieux l’idée d’un comptage organisé ?

Soixante marques au total et des groupes de marques inégaux sur les deux bords
Soixante marques sur chacun de deux bords et des groupes de marques égaux au dos
Des nombres inscrits sur les deux bords et un seul groupe de marques au dos
Des marques réparties également sur un bord et des lettres gravées au dos

Soixante marques sur chacun de deux bords et des groupes de marques égaux au dos

Explication

Les deux bords portent chacun 60 marques, et le dos présente des groupes de marques en nombres égaux, ce qui témoigne d’un comptage organisé. Réduire l’indice à un seul bord, y voir des lettres ou décrire une autre répartition ne correspond pas aux marques observées.

3. Une personne grave une marque sur un os pour chaque objet d’un lot, même lorsque le lot est très grand. Que permet cette méthode de comptage ?

Compter autant d’unités que nécessaire en ajoutant une marque par unité
Représenter le lot avec une marque pour plusieurs unités
Dénombrer le lot en regroupant les objets sans marquer chaque unité
Compter seulement jusqu’au nombre de marques déjà gravées sur l’os

Compter autant d’unités que nécessaire en ajoutant une marque par unité

Explication

Une marque par unité permet de compter jusqu’à n’importe quel nombre d’unités, en poursuivant les marques au besoin. Une limite fixe ou une marque représentant plusieurs objets ne correspond pas à cette méthode.

4. Dans quelle région les habitants ont-ils remplacé les marques sur les os par des jetons représentant le nombre un ?

Dans la région du Congo, en Afrique centrale
Dans le centre de l’Australie
Dans la région de Sumer, au Moyen-Orient
Dans la vallée du Nil, en Afrique du Nord

Dans la région de Sumer, au Moyen-Orient

Explication

Les habitants de Sumer, au Moyen-Orient, ont remplacé les marques sur les os par des jetons représentant un. Le Congo est associé à l’os d’Ishango, tandis que les autres lieux ne sont pas indiqués pour cette innovation.

5. Un commerçant veut noter des quantités et pouvoir aussi retirer des unités pour représenter une diminution de son stock. Quel support convient à cette seconde opération ?

Une tablette d’argile, qui permet à elle seule d’effectuer des soustractions
Des marques sur un os, qui permettent aussi d’effectuer des soustractions
Des jetons, qui permettent aussi d’effectuer des soustractions
Une marque sur un os, qui représente plusieurs unités à soustraire

Des jetons, qui permettent aussi d’effectuer des soustractions

Explication

Les jetons rendent possible la soustraction en plus du dénombrement, alors que les marques sur un os servent à noter des unités. L’inscription sur argile concerne la conservation des calculs, et une marque par unité ne représente pas plusieurs unités.

6. Une ville sumérienne doit répartir le grain, estimer les richesses et percevoir des impôts. Pourquoi ses habitants ont-ils besoin d’arithmétique ?

Pour consigner les récits et les décisions des dirigeants
Pour fixer les calendriers et prévoir les saisons agricoles
Pour organiser les ressources et les obligations économiques de la ville
Pour organiser les échanges commerciaux sans gérer les ressources collectives

Pour organiser les ressources et les obligations économiques de la ville

Explication

La vie urbaine exigeait l’arithmétique pour stocker et distribuer le grain, évaluer les richesses, calculer profits et pertes et percevoir les impôts. Limiter le besoin au commerce ou l’attribuer au calendrier ou à la rédaction de récits ne rend pas compte de ces fonctions.

7. Pour archiver un calcul, une équipe sumérienne veut conserver les jetons dans une enveloppe d’argile tout en indiquant leur nombre à l’extérieur. Quelle procédure suit-elle ?

Imprimer les marques à l’extérieur, puis placer les cônes dans l’enveloppe
Inscrire les marques directement sur une tablette, puis enfermer celle-ci avec les cônes
Placer les cônes dans l’enveloppe, puis inscrire à l’extérieur une marque par catégorie
Placer les cônes dans l’enveloppe, puis imprimer à l’extérieur autant de marques qu’il y en a

Placer les cônes dans l’enveloppe, puis imprimer à l’extérieur autant de marques qu’il y en a

Explication

Les cônes étaient placés dans une enveloppe d’argile, puis autant de marques qu’il y avait de cônes étaient imprimées sur l’extérieur. L’ordre inversé, l’inscription directe sur une tablette et le marquage par catégorie ne décrivent pas cette procédure.

8. Quelle longueur définit la coudée égyptienne ?

Du genou à la cheville, plus la largeur du pied
Du coude au bout des doigts, sans la largeur de la paume
Du poignet au bout des doigts, plus la largeur de la paume
Du coude au bout des doigts, plus la largeur de la paume

Du coude au bout des doigts, plus la largeur de la paume

Explication

La coudée correspond à la longueur du bras du coude au bout des doigts, augmentée de la largeur de la paume. La mesure du poignet omet une partie du bras, la mesure sans paume oublie l’ajout prévu, et la jambe ne définit pas cette unité.

9. Pour uniformiser les mesures sur des chantiers éloignés de l’Empire, quelle pratique les autorités égyptiennes employaient-elles concernant les étalons de coudée ?

Conserver les étalons dans les chantiers et les copies dans les temples
Garder les copies dans les temples et distribuer les étalons officiels
Laisser chaque chantier fabriquer et conserver son propre étalon
Garder les étalons officiels dans les temples et distribuer leurs copies

Garder les étalons officiels dans les temples et distribuer leurs copies

Explication

Les étalons officiels étaient protégés dans les temples, puis des copies en étaient distribuées dans l’Empire. La répartition inverse confond étalons et copies, tandis que des étalons locaux indépendants ne suivent pas cette pratique.

10. Un architecte égyptien doit établir des mesures précises pour un vaste projet de construction. À quoi la coudée est-elle destinée à servir ?

À compter les matériaux réunis pour les grands projets
À mesurer avec précision les grands projets de construction
À comparer les unités employées dans les différents chantiers
À définir la longueur du bras servant de référence

À mesurer avec précision les grands projets de construction

Explication

La coudée servait à mesurer avec précision les grands projets de construction égyptiens. Le comptage des matériaux relève du dénombrement, la comparaison des unités concerne la diffusion d’un étalon commun et la longueur du bras définit l’unité.

11. Dans la conception pythagoricienne des nombres entiers, que représente un nombre comme le quatre ?

Une collection de quatre unités
Un carré défini par sa forme géométrique
Une quantité continue divisible sans unités
Un symbole abstrait sans lien avec des unités

Une collection de quatre unités

Explication

Pour Pythagore, un entier était conçu comme une collection d’unités, et les choses étaient constituées de nombres. La quantité continue confond l’entier avec une grandeur, le carré avec une forme associée, et le symbole abstrait écarte l’idée des unités.

12. Un musicien compare deux combinaisons sonores : l’une repose sur des poids dans le rapport 1:21:2, l’autre sur un rapport d’environ 1:1,2641:1{,}264. Laquelle correspond à une harmonie selon la conception de Pythagore ?

Celle fondée sur le rapport 1:1,2641:1{,}264
Aucune, car les poids ne déterminent pas les sons
Les deux combinaisons, sans distinction entre leurs rapports
Celle fondée sur le rapport 1:21:2

Celle fondée sur le rapport $$1:2$$

Explication

Pour Pythagore, les sons harmonieux correspondaient à des rapports de nombres entiers, comme 1:21:2. Le rapport 1:1,2641:1{,}264 est associé à une combinaison discordante, tandis que considérer les rapports comme équivalents ou sans lien avec les sons méconnaît cette distinction.

13. Un philosophe pythagoricien cherche un principe commun pour expliquer à la fois la musique et l’organisation du cosmos. Quelle thèse devrait-il défendre ?

Les mathématiques décrivent le cosmos, mais pas la musique
Les formes géométriques fondent l’univers indépendamment des nombres
Les nombres constituent les choses et fondent l’univers
Les nombres servent à noter la musique, sans expliquer le cosmos

Les nombres constituent les choses et fondent l’univers

Explication

Pythagore soutenait que tout, y compris la musique, était constitué de nombres et que les mathématiques formaient la base de l’univers. Réduire les nombres à la notation musicale, dissocier mathématiques et cosmos ou remplacer les nombres par les seules formes écarte cette thèse.

14. En cherchant à décrire les trois côtés d’un triangle rectangle par un nombre exact d’unités pour chacun, quelle difficulté rencontre Pythagore ?

Il exprime les trois côtés en unités entières, mais pas leur aire
Il ne trouve pas de triangle rectangle à étudier
Il ne peut pas exprimer les trois côtés par un nombre exact d’unités
Il ne peut mesurer aucun côté du triangle

Il ne peut pas exprimer les trois côtés par un nombre exact d’unités

Explication

Pythagore cherchait à exprimer les trois côtés d’un triangle rectangle par un nombre exact d’unités, mais n’y parvenait pas. La difficulté porte sur cette expression exacte, et non sur toute mesure, sur l’aire ou sur l’existence du triangle.

15. Des cartographes veulent représenter la surface du globe sur une carte plane. Quel apport des travaux d’Archimède est associé à cette tâche ?

Ils ont aidé à représenter le globe sur une carte plane
Ils ont aidé à associer les sons à des rapports de nombres entiers
Ils ont permis d’étudier des nombres abstraits sans application cartographique
Ils ont aidé à distinguer les nombres pairs des nombres impairs

Ils ont aidé à représenter le globe sur une carte plane

Explication

Les travaux mathématiques d’Archimède sont présentés comme ayant ensuite aidé les cartographes à représenter le globe sur une carte plane. Les nombres pairs et impairs ainsi que les rapports sonores relèvent de la pensée pythagoricienne, et l’apport cartographique distingue ces travaux d’une étude sans application.

16. Dans une armée organisée selon le modèle romain, combien de soldats composent une centurie si chaque section compte dix hommes et que dix sections la forment ?

Cent soldats
Dix soldats
Cinquante soldats
Vingt soldats

Cent soldats

Explication

Dix sections de dix hommes donnent une centurie de cent soldats. Dix soldats correspondent à une section, cinquante supposent cinq sections et vingt résultent d’une addition erronée.

17. Après une défaite humiliante, une légion romaine compte 600 soldats : selon la décimation, combien sont tués, quelle que soit leur culpabilité individuelle ?

Les soldats jugés coupables
Soixante soldats
Six soldats
Cent vingt soldats

Soixante soldats

Explication

La décimation tue un soldat sur dix, soit 600÷10=60600 \div 10 = 60 soldats, sans tenir compte de la culpabilité individuelle. Six soldats correspondent à un sur cent, cent vingt à un sur cinq, et la punition des seuls coupables contredit la règle.

18. Un archiviste romain doit noter un résultat numérique puis effectuer un calcul. Quelle méthode correspond aux usages romains ?

Noter le résultat avec des chiffres, puis calculer sur un boulier
Effectuer le calcul sur un boulier, puis y conserver le résultat
Calculer avec les chiffres écrits, puis inscrire le résultat sur un boulier
Noter le résultat sur un boulier, puis calculer avec les chiffres écrits

Noter le résultat avec des chiffres, puis calculer sur un boulier

Explication

Les chiffres romains servaient à enregistrer les résultats, tandis que le calcul se faisait sur un boulier ou une planche à calculer. Les autres méthodes confondent le rôle des chiffres et celui de l’instrument de calcul.

19. Pourquoi les Indiens ont-ils élaboré des nombres considérables pour évoquer le chemin vers le nirvana ?

Pour organiser les effectifs des armées
Pour mesurer l’étendue des territoires conquis
Pour dénombrer les échanges commerciaux quotidiens
Pour exprimer la durée extrêmement longue de ce chemin

Pour exprimer la durée extrêmement longue de ce chemin

Explication

Ces très grands nombres servent à exprimer la durée extrêmement longue du chemin vers le nirvana. Les territoires, le commerce et les effectifs militaires ne sont pas la raison donnée pour leur élaboration.

20. À quelle période le récit situe-t-il l’existence d’un cousin indien du nombre « un », associé à une pensée plus abstraite ?

Vers 500 apr. J.-C.
Vers 500 av. J.-C.
Vers 1000 apr. J.-C.
Vers 300 apr. J.-C.

Vers 500 apr. J.-C.

Explication

Le récit situe ce cousin indien vers 500 apr. J.-C. La date de 500 av. J.-C. le place avant notre ère, 1000 apr. J.-C. est trop tardive et 300 apr. J.-C. avance l’apparition de deux siècles.

21. Comment le zéro permet-il, dans le système décimal, de représenter des nombres très grands ou très petits ?

Il supprime la valeur de position et rend les nombres plus faciles à écrire.
Il remplace les chiffres de un à neuf pour écrire les nombres de toute taille.
Seul, il représente une unité, puis les autres chiffres indiquent sa position.
Seul, il ne représente rien, mais avec les autres chiffres, il contribue à l’écriture des nombres.

Seul, il ne représente rien, mais avec les autres chiffres, il contribue à l’écriture des nombres.

Explication

Le zéro ne représente rien lorsqu’il est isolé, mais associé aux autres chiffres, il participe au système décimal qui permet d’écrire des nombres très grands ou très petits. L’« unité » confond le zéro avec un chiffre non nul, le « remplacement » lui attribue le rôle des autres chiffres, et la « suppression de la valeur de position » inverse le principe du système décimal.

22. Une inscription indienne ancienne décrit un jardin de 187 par 270 hastas destiné à fournir des fleurs à un temple. Quel fait cette inscription atteste-t-elle ?

L’invention des hastas comme symbole du zéro.
La création du système décimal à partir des dimensions du jardin.
La première utilisation du zéro dans les règles d’héritage.
L’usage du zéro dans l’Inde ancienne.

L’usage du zéro dans l’Inde ancienne.

Explication

Cette inscription ancienne atteste l’usage du zéro et mentionne un jardin de 187 par 270 hastas destiné à fournir des fleurs à un temple. Déduire l’invention du système décimal à partir des dimensions, confondre les hastas avec un symbole numérique ou rattacher l’inscription à l’héritage ajoute un fait qu’elle n’établit pas.

23. Quel savant est présenté comme le plus célèbre parmi ceux qui ont adopté les chiffres indiens dans le monde musulman ?

Al-Mansour.
Al-Khwarizmi.
Un juge de Bagdad non nommé.
Un savant indien non nommé.

Al-Khwarizmi.

Explication

Les savants musulmans ont adopté les chiffres indiens, et Al-Khwarizmi est présenté comme le plus célèbre d’entre eux. Al-Mansour est le calife de Bagdad, tandis que les savants indiens et les juges ne correspondent pas à l’attribution demandée.

24. Dans un cas d’héritage régi par les règles coraniques, deux héritiers ont des liens de parenté différents avec la personne décédée. Quels critères déterminent leurs parts ?

Le lien de parenté des juges chargés d’appliquer la loi.
Des parts égales entre tous les héritiers, quel que soit leur lien.
Le nombre d’héritiers, sans tenir compte de leur lien de parenté.
Le nombre et le lien de parenté des autres héritiers.

Le nombre et le lien de parenté des autres héritiers.

Explication

Les règles coraniques d’héritage accordent une part aux hommes et une part aux femmes, déterminées selon le nombre et le lien de parenté des autres héritiers. Ne considérer que le nombre omet le lien de parenté, l’égalité des parts ne rend pas compte de ces critères, et le statut des juges ne détermine pas les parts.

25. En quelle année Fibonacci a-t-il écrit le Livre du calcul, consacré au calcul et aux chiffres indiens ?

En 1202
En 1250
En 1210
En 1190

En 1202

Explication

Fibonacci a écrit le Livre du calcul en 1202. La fin du XIIe siècle renvoie à la diffusion des chiffres indiens, tandis que 1210 et 1250 sont des dates ultérieures sans rapport avec cette rédaction.

26. Lors de l’introduction des chiffres indiens en Europe, quelle attitude contrastait avec la familiarité des chiffres romains ?

Les chiffres romains suscitaient la méfiance de nombreux habitants.
Tous les habitants avaient adopté les chiffres indiens avec confiance.
Les chiffres indiens suscitaient la méfiance de nombreux habitants.
Les marchands rejetaient les chiffres romains, déjà peu familiers.

Les chiffres indiens suscitaient la méfiance de nombreux habitants.

Explication

Les chiffres romains restaient familiers en Europe, alors que de nombreux habitants se méfiaient des chiffres indiens. L’inversion des systèmes confond leur réception, et l’idée d’une adoption confiante par tous généralise à tort; le rejet des chiffres romains par les marchands déplace également la méfiance.

27. Un prêt de 10 livres porte un intérêt mensuel de 0,5 % pendant un an. Quel montant d’intérêts distingue le calcul composé du résultat donné par l’abaque ?

60 pence d’intérêts composés
61,677664035 pence d’intérêts composés
10 livres et 61,677664035 pence d’intérêts
62 pence d’intérêts composés

61,677664035 pence d’intérêts composés

Explication

Le calcul composé donne 10 livres et 61,677664035 pence au total, soit 61,677664035 pence d’intérêts, contre 60 pence selon l’abaque. Le choix de 60 pence reprend le résultat de l’abaque, tandis que le montant incluant les 10 livres confond capital et intérêts; 62 pence est un arrondi.

28. Un homme d’affaires doit calculer des intérêts composés sur des prêts. Quel système de numération convient le mieux à ce type de calcul ?

Les chiffres indiens, plus adaptés à ce calcul.
Les chiffres indiens, mais sans avantage pour calculer les intérêts.
Les chiffres romains, plus adaptés à ce calcul.
L’abaque seul, car l’intérêt composé n’exige pas de calcul écrit.

Les chiffres indiens, plus adaptés à ce calcul.

Explication

Le calcul des intérêts, notamment composés, devint nécessaire aux hommes d’affaires, et les chiffres indiens surpassèrent les chiffres romains pour ce travail. Les chiffres romains correspondent au système traditionnel moins adapté, la condamnation de l’usure relève d’une question morale, et nier l’avantage des chiffres indiens contredit leur utilité pour ces calculs.

29. Quel problème Leibniz cherchait-il à réduire en inventant une machine mécanique à calculer ?

Le déchiffrement des messages ennemis
L’usage des chiffres de zéro à neuf
L’erreur humaine dans les calculs
La lenteur des échanges commerciaux

L’erreur humaine dans les calculs

Explication

Leibniz voulait limiter les erreurs humaines grâce à une machine mécanique à calculer. La rapidité des échanges relève d’un autre enjeu, le système décimal décrit le fonctionnement de sa première machine, et le décryptage des messages est associé à Colossus.

30. Une machine code chaque nombre en n’utilisant que deux chiffres, zéro et un : quel système de numération emploie-t-elle ?

Le système positionnel
Le système hexadécimal
Le système binaire
Le système décimal

Le système binaire

Explication

Le système binaire représente les nombres avec les seuls chiffres zéro et un. Le système décimal utilise les chiffres de zéro à neuf, l’hexadécimal comprend d’autres symboles, et « positionnel » désigne une caractéristique générale plutôt que les chiffres employés.

31. Quelle machine fut le premier ordinateur binaire fonctionnel et concrétisa électroniquement le projet de Leibniz ?

Bletchley Park
Colossus
La machine binaire de Leibniz
La machine décimale de Leibniz

Colossus

Explication

Colossus fut le premier ordinateur binaire fonctionnel et réalisa électroniquement le projet de Leibniz. La machine binaire de Leibniz ne fut pas construite, sa première machine était décimale, et Bletchley Park était le centre où Colossus fut installé.

32. Dans un ordinateur électronique, les états zéro et un sont représentés par des courants éteints ou allumés : quel mécanisme permet alors d’effectuer rapidement les calculs binaires ?

Le déplacement de boules métalliques dans des fentes
La rotation de composants mécaniques pour chaque opération
L’alternance de courants électriques éteints et allumés
La commutation entre les chiffres de zéro à neuf

L’alternance de courants électriques éteints et allumés

Explication

Colossus représentait le binaire par des courants électriques éteints ou allumés, ce qui permettait des millions de calculs rapides. Les boules dans des fentes renvoient à la machine imaginée par Leibniz, les chiffres de zéro à neuf au système décimal, et les rotations mécaniques ne décrivent pas le mécanisme électronique de Colossus.

33. Un ordinateur doit effectuer rapidement de nombreuses additions sur de très grands nombres. Quel système numérique lui permet de réaliser efficacement ce travail ?

Le système décimal
Le système analogique
Le système octal
Le système binaire

Le système binaire

Explication

Le binaire permet aux ordinateurs d’effectuer efficacement des additions et de suivre des nombres très longs. Le système décimal désigne l’écriture courante, l’octal est un autre système de numération et l’analogique ne correspond pas au système binaire évoqué ici.

34. Parmi ces exemples, lequel est une donnée numérique d’usage courant ?

Un code-barres
Un calcul d’intérêts composés
Une mesure astronomique
Un taux de change

Un code-barres

Explication

Les codes-barres, comme les relevés bancaires et les dossiers médicaux, font partie des données numériques courantes. Les intérêts composés, les mesures astronomiques et les taux de change sont plutôt des exemples de calculs pris en charge par les ordinateurs.

35. Dans la numération égyptienne, quel symbole représentait le nombre mille ?

Le dieu Heh agenouillé, les bras levés
Un doigt
Un lotus
Une ligne simple

Un lotus

Explication

Les Égyptiens représentaient mille par un lotus. Le doigt correspondait à dix mille, Heh à un million et la ligne simple à un.

36. Où et vers quelle époque sont apparus les chiffres aujourd’hui appelés arabes ?

En Inde, vers 500 av. J.-C.
En Égypte, vers 500 apr. J.-C.
En Arabie, vers 500 apr. J.-C.
En Inde, vers 500 apr. J.-C.

En Inde, vers 500 apr. J.-C.

Explication

Les chiffres aujourd’hui appelés arabes sont apparus en Inde vers 500 apr. J.-C. L’Arabie est une attribution géographique erronée, tandis que les dates proposées en av. J.-C. et l’Égypte ne correspondent pas à cette origine.

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Depuis quand les humains utilisaient-ils des preuves solides pour compter ?

Il y a environ 20 000 ans.

Combien de marques l’os d’Ishango porte-t-il sur chacun de ses deux bords ?

Soixante marques.

Comment les humains comptaient-ils les unités grâce aux os ?

Ils représentaient chaque unité par une marque sur un os.

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