QCM : Calculs et fonctions (35 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une étudiante obtient 14/20 en travaux dirigés et 10/20 au cours magistral. Quelle est sa note finale si les deux notes ont le même poids ?

11/20
24/20
12/20
13/20

12/20

Explication

Comme chaque note compte pour 50 %, la note finale est leur moyenne : 14+102=12\frac{14+10}{2}=12. La réponse 13/20 surpondère les travaux dirigés, 11/20 surpondère le cours magistral et 24/20 additionne les notes sans calculer la moyenne.

2. Quel format et quelles conditions caractérisent l’évaluation de cours magistral prévue en décembre ?

Un QCM sans points négatifs, avec calculatrice, durant deux heures
Un examen rédigé à points négatifs, sans calculatrice, durant deux heures
Un QCM à points négatifs, sans calculatrice, durant deux heures
Un QCM à points négatifs, avec calculatrice, durant une heure

Un QCM à points négatifs, sans calculatrice, durant deux heures

Explication

L’évaluation de cours magistral est un QCM à points négatifs, sans calculatrice, d’une durée de deux heures en décembre. L’absence de points négatifs modifie le barème, l’examen rédigé change le format, et la calculatrice ou la durée d’une heure contredisent les conditions prévues.

3. Pour développer 6(x+4)6(x+4), quelle expression traduit la distributivité de la multiplication par rapport à l’addition ?

10x10x
6x+246x+24
6x+46x+4
6x+4x6x+4x

$$6x+24$$

Explication

La distributivité impose de multiplier 6 par chacun des termes : 6(x+4)=6x+6×4=6x+246(x+4)=6x+6\times4=6x+24. 6x+46x+4 omet le facteur sur 4, 6x+4x6x+4x traite 4 comme un terme en xx, et 10x10x additionne les facteurs au lieu de distribuer.

4. En développant −3(2y−5)-3(2y-5), quel résultat obtient-on ?

−6y−15-6y-15
6y+156y+15
−6y+15-6y+15
−6y−5-6y-5

$$-6y+15$$

Explication

Le facteur −3-3 se distribue sur les deux termes : (−3)(2y)+(−3)(−5)=−6y+15(-3)(2y)+(-3)(-5)=-6y+15. 6y+156y+15 perd le signe du premier produit, −6y−15-6y-15 néglige que le produit de deux nombres négatifs est positif, et −6y−5-6y-5 ne multiplie pas correctement le second terme.

5. Après avoir développé puis regroupé les termes semblables dans 4(2x−3)+x+54(2x-3)+x+5, quelle expression obtient-on ?

9x−79x-7
9x+29x+2
7x−77x-7
9x−129x-12

$$9x-7$$

Explication

On distribue d’abord 4, puis on regroupe : 4(2x−3)+x+5=8x−12+x+5=9x−74(2x-3)+x+5=8x-12+x+5=9x-7. 9x+29x+2 omet la multiplication de 3 par 4, 7x−77x-7 regroupe mal les termes en xx, et 9x−129x-12 oublie le terme constant +5+5.

6. Une élève développe (x+3)(2x+5) (x+3)(2x+5) en appliquant la double distributivité. Quelle expression correcte obtient-elle après regroupement ?

2x2+11x−152x^2+11x-15
2x2+11x+152x^2+11x+15
2x2+11x+82x^2+11x+8
2x2+8x+152x^2+8x+15

$$2x^2+11x+15$$

Explication

La double distributivité donne x(2x)+x(5)+3(2x)+3(5)=2x2+5x+6x+15=2x2+11x+15x(2x)+x(5)+3(2x)+3(5)=2x^2+5x+6x+15=2x^2+11x+15. 8x8x omet un produit croisé, −15-15 attribue un signe négatif au produit des constantes, et 88 additionne les constantes au lieu de les multiplier.

7. Pour une fonction ff, on sait que f(4)=11f(4)=11. Quel est l’antécédent de 11 par ff ?

4
f(11)f(11)
11
f(4)f(4)

4

Explication

Dans f(a)=bf(a)=b, l’antécédent est l’entrée aa, tandis que l’image est la valeur bb. Ici, 4 est l’antécédent; 11 est l’image, et f(4)f(4) désigne cette image.

8. Une fonction quotient est définie par g(x)=2x+1x−5g(x)=\frac{2x+1}{x-5}. Quelle valeur faut-il exclure de son domaine de définition ?

−5-5
12\frac{1}{2}
−12-\frac{1}{2}
5

5

Explication

Le dénominateur s’annule lorsque x−5=0x-5=0, soit x=5x=5, et cette valeur est exclue du domaine. −12-\frac{1}{2} annule le numérateur, tandis que les deux autres valeurs ne rendent pas le dénominateur nul.

9. Quelle caractéristique décrit une fonction d’une variable réelle ?

Elle associe deux valeurs réelles fixes au moyen d’une égalité.
Elle associe à une entrée réelle une valeur dépendant de cette entrée, selon une formule.
Elle associe à toute entrée réelle une même valeur, sans dépendre de l’entrée.
Elle associe à une sortie réelle une entrée déterminée, sans règle de calcul.

Elle associe à une entrée réelle une valeur dépendant de cette entrée, selon une formule.

Explication

Une fonction d’une variable réelle donne, à partir d’une entrée réelle, une valeur qui dépend de cette entrée et se calcule par une formule. Une valeur fixe décrit plutôt une fonction constante; les autres propositions confondent entrée, sortie et fonction.

10. Pour résoudre 4x+7=194x+7=19, quelle démarche permet d’isoler xx tout en conservant l’égalité ?

Soustraire 7 aux deux membres, puis diviser les deux membres par 4.
Diviser les deux membres par 4, puis soustraire 7 aux deux membres.
Soustraire 7 au membre de gauche, puis diviser les deux membres par 4.
Soustraire 7 aux deux membres, puis multiplier les deux membres par 4.

Soustraire 7 aux deux membres, puis diviser les deux membres par 4.

Explication

Effectuer la même opération sur les deux membres conserve l’égalité : on obtient 4x=124x=12, puis x=3x=3 en divisant par 4. Modifier un seul membre rompt l’égalité, et multiplier au lieu de diviser ne permet pas d’isoler xx.

11. Pour résoudre (2x−6)(x+4)=0 (2x-6)(x+4)=0 , quelle démarche permet de trouver l’ensemble des solutions ?

Résoudre 2x−6=02x-6=0, puis garder cette solution seule
Développer le produit et résoudre une équation du premier degré
Résoudre 2x−6+x+4=02x-6+x+4=0
Résoudre 2x−6=02x-6=0 et x+4=0x+4=0, puis réunir les solutions obtenues

Résoudre $$2x-6=0$$ et $$x+4=0$$, puis réunir les solutions obtenues

Explication

Un produit nul se résout en posant chacun de ses facteurs égal à zéro, puis en réunissant les solutions des équations obtenues. Développer et ne chercher qu’une racine oublie une branche, tandis que poser la somme des facteurs égale à zéro n’est pas la règle du produit nul.

12. Si deux nombres réels uu et vv vérifient uv=0uv=0, quelle conclusion est nécessairement valable ?

Au moins l’un de uu ou vv est nul
L’un des nombres uu ou vv vaut un
Les deux nombres uu et vv sont nuls
La somme de uu et vv est nulle

Au moins l’un de $$u$$ ou $$v$$ est nul

Explication

Un produit de deux nombres réels est nul si l’un des facteurs est nul, éventuellement les deux. Une somme nulle est une condition différente, et le produit nul n’impose pas que les deux nombres soient nuls.

13. Pour le trinôme 3x2−2x−13x^2-2x-1, quelle valeur obtient-on pour le discriminant ?

1616
1010
−16-16
−8-8

$$16$$

Explication

On calcule Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac : ici (−2)2−4×3×(−1)=4+12=16(-2)^2-4\times3\times(-1)=4+12=16. Le résultat −8-8 provient d’un signe erroné, 1010 oublie le carré de bb, et −16-16 inverse les termes de la formule.

14. Une équation du second degré a pour coefficients a=2a=2, b=−5b=-5 et c=2c=2. Comme son discriminant vaut 99, quelles sont ses solutions réelles ?

x=4x=4 et x=1x=1
x=−2x=-2 et x=−12x=-\frac{1}{2}
x=2x=2 seulement
x=2x=2 et x=12x=\frac{1}{2}

$$x=2$$ et $$x=\frac{1}{2}$$

Explication

Pour Δ>0\Delta>0, les solutions sont −b±Δ2a\frac{-b\pm\sqrt{\Delta}}{2a}. Ici, 5+34=2\frac{5+3}{4}=2 et 5−34=12\frac{5-3}{4}=\frac{1}{2} ; oublier le dénominateur ou le signe de −b-b modifie les résultats, et un discriminant positif donne deux solutions.

15. Une équation du second degré a un discriminant égal à −4-4. Quel est son ensemble de solutions réelles ?

∅\varnothing
Une solution égale à −4-4
Une solution réelle double
Deux solutions réelles distinctes

$$\varnothing$$

Explication

Lorsque Δ<0\Delta<0, l’équation du second degré ne possède aucune solution réelle, donc son ensemble de solutions est vide. Une solution double correspond à Δ=0\Delta=0, tandis que deux solutions distinctes correspondent à Δ>0\Delta>0.

16. Quelle propriété caractérise le logarithme népérien pour des nombres positifs xx et yy ?

ln⁡(xy)=ln⁡(xy)\ln(xy)=\ln(xy) pour tous réels xx et yy
ln⁡(xy)=ln⁡(x)+ln⁡(y)\ln(xy)=\ln(x)+\ln(y) et ln⁡(1)=1\ln(1)=1
ln⁡(xy)=ln⁡(x)+ln⁡(y)\ln(xy)=\ln(x)+\ln(y) et ln⁡(1)=0\ln(1)=0
ln⁡(xy)=ln⁡(x)−ln⁡(y)\ln(xy)=\ln(x)-\ln(y) et ln⁡(1)=0\ln(1)=0

$$\ln(xy)=\ln(x)+\ln(y)$$ et $$\ln(1)=0$$

Explication

Le logarithme népérien est défini pour les arguments positifs, vérifie ln⁡(1)=0\ln(1)=0 et transforme un produit en somme. La différence de logarithmes concerne un quotient, tandis que la valeur ln⁡(1)=1\ln(1)=1 est erronée.

17. Pour un nombre positif aa tel que ln⁡(a)=2,4\ln(a)=2,4, quelle est la valeur de ln⁡(1a)\ln\left(\frac{1}{a}\right) ?

−2,4-2,4
−12,4-\frac{1}{2,4}
12,4\frac{1}{2,4}
2,42,4

$$-2,4$$

Explication

Pour tout a>0a>0, la règle donne ln⁡(1a)=−ln⁡(a)\ln\left(\frac{1}{a}\right)=-\ln(a), donc la valeur est −2,4-2,4. 2,42,4 oublie le signe opposé, et 12,4\frac{1}{2,4} confond l’inverse de l’argument avec celui du logarithme.

18. Si xx et yy sont positifs et que ln⁡(x)=5,1\ln(x)=5,1 et ln⁡(y)=1,7\ln(y)=1,7, quelle expression vaut ln⁡(xy)\ln\left(\frac{x}{y}\right) ?

8,678,67
6,86,8
3,43,4
−3,4-3,4

$$3,4$$

Explication

La différence des logarithmes correspond au logarithme du quotient : ln⁡(xy)=ln⁡(x)−ln⁡(y)=5,1−1,7=3,4\ln\left(\frac{x}{y}\right)=\ln(x)-\ln(y)=5,1-1,7=3,4. 6,86,8 additionne comme pour un produit, −3,4-3,4 inverse la soustraction et 8,678,67 multiplie les valeurs.

19. Une fonction ff vérifie f(x)=exf(x)=e^x et f(0)=1f(0)=1. Si f(2)f(3)f(2)f(3) est écrit sous la forme eke^k, quelle est la valeur de kk ?

−1-1
55
66
e5e^5

$$5$$

Explication

La propriété exey=ex+ye^x e^y=e^{x+y} donne e2e3=e2+3=e5e^2e^3=e^{2+3}=e^5, donc k=5k=5. 66 multiplie les exposants, −1-1 applique la soustraction d’un quotient et e5e^5 confond l’exposant demandé avec la valeur de l’expression.

20. Un élève affirme que exe^x devient négatif lorsque l’exposant xx est négatif. Quelle correction est juste ?

exe^x vaut zéro lorsque x=0x=0
exe^x devient négatif dès que x<0x<0
exe^x reste strictement positif, même si x<0x<0
ee est un nombre rationnel proche de 2,7182,718

$$e^x$$ reste strictement positif, même si $$x<0$$

Explication

L’exponentielle est strictement positive pour tout réel xx ; un exposant négatif ne rend donc pas sa valeur négative. L’exposant peut être négatif, nul ou positif, et ee est irrationnel, proche de 2,7182,718.

21. Pour résoudre ln⁡(z)=3,6\ln(z)=3,6 avec z>0z>0, quelle valeur de zz découle de la relation entre logarithme et exponentielle ?

e3,6e^{3,6}
e−3,6e^{-3,6}
3,6e3,6e
ln⁡(3,6)\ln(3,6)

$$e^{3,6}$$

Explication

Comme eln⁡(z)=ze^{\ln(z)}=z pour z>0z>0, l’équation ln⁡(z)=3,6\ln(z)=3,6 donne z=e3,6z=e^{3,6}. e−3,6e^{-3,6} inverse le signe, tandis que 3,6e3,6e et ln⁡(3,6)\ln(3,6) ne sont pas les opérations inverses requises.

22. Un calcul contient le produit 74×737^4\times 7^3. Quelle puissance équivalente obtient-on en utilisant la règle des produits de même base ?

7127^{12}
777^7
717^1
14714^7

$$7^7$$

Explication

Pour un produit de puissances de même base, on conserve la base et on additionne les exposants : 4+3=74+3=7. 7127^{12} résulte de la multiplication des exposants, 717^1 de leur soustraction et 14714^7 de l’addition erronée des bases.

23. Une expression est élevée à une puissance : (43)2\left(4^3\right)^2. Quelle puissance équivalente donne la règle de la puissance d’une puissance ?

464^6
434^3
454^5
838^3

$$4^6$$

Explication

La puissance d’une puissance multiplie les exposants : (43)2=43×2=46\left(4^3\right)^2=4^{3\times2}=4^6. 454^5 vient de leur addition, 838^3 d’une modification de la base et 434^3 de l’oubli de l’exposant extérieur.

24. Pour x=81x=81, quelle puissance de xx représente sa racine carrée ?

811/381^{1/3}
811/481^{1/4}
81281^2
811/281^{1/2}

$$81^{1/2}$$

Explication

Pour un nombre positif, la racine carrée s’écrit comme une puissance d’exposant 12\frac{1}{2}. 811/381^{1/3} correspond à la racine cubique, 81281^2 à un carré et 811/481^{1/4} à la racine quatrième.

25. Une élève veut appliquer la définition xb=ebln⁡(x)x^b=e^{b\ln(x)} à une base négative, comme x=−2x=-2. Quelle conclusion doit-elle tirer de la condition de définition ?

Cette définition ne s’applique que si l’exposant est un entier positif.
Cette définition ne s’applique pas, car ln⁡(−2)\ln(-2) n’est pas défini dans les réels.
Cette définition s’applique, car un exposant réel autorise toute base réelle.
Cette définition s’applique dès que la valeur de la puissance est positive.

Cette définition ne s’applique pas, car $$\ln(-2)$$ n’est pas défini dans les réels.

Explication

La définition par logarithme et exponentielle impose une base strictement positive, donc elle ne s’applique pas à x=−2x=-2 dans les réels. La distinction avec les puissances entières est importante : certaines puissances entières de bases négatives sont définies, mais cela ne rend pas ln⁡(−2)\ln(-2) défini.

26. Pour résoudre 4x+7<194x+7<19, quelle démarche permet d’isoler correctement xx ?

Soustraire 7 aux deux membres, puis ajouter 4 aux deux membres.
Diviser par 4, puis soustraire 7 en inversant le sens.
Soustraire 7 aux deux membres, puis diviser par 4 en inversant le sens.
Soustraire 7 aux deux membres, puis diviser par 4 sans changer le sens.

Soustraire 7 aux deux membres, puis diviser par 4 sans changer le sens.

Explication

On obtient 4x<124x<12 en soustrayant 7, puis x<3x<3 en divisant par 4 ; le sens est conservé puisque 4 est positif. Inverser le sens après une soustraction ou une division par un nombre positif confond ces opérations avec une multiplication ou division par un nombre négatif.

27. Une résolution mène à −3x≤12-3x\leq 12. Après division des deux membres par −3-3, quelle inégalité équivalente obtient-on ?

x≥4x\geq 4
x≤−4x\leq -4
x≥−4x\geq -4
x≤4x\leq 4

$$x\geq -4$$

Explication

Diviser les deux membres par −3-3 impose d’inverser le sens : x≥12−3=−4x\geq\frac{12}{-3}=-4. x≤−4x\leq-4 conserve à tort le sens, tandis que les réponses avec 4 perdent le signe négatif du quotient.

28. La dérivation est appliquée à une fonction ff : que désigne f′(x)f'(x) ?

La fonction obtenue en dérivant ff
Une primitive de ff
La valeur de ff en xx
Une constante associée à ff

La fonction obtenue en dérivant $$f$$

Explication

La dérivée de ff, notée f′(x)f'(x), est la fonction obtenue en appliquant l’opération de dérivation à ff. L’image de xx désigne f(x)f(x), une primitive est une autre notion et une constante n’est pas la fonction dérivée en général.

29. Pour calculer la dérivée de x5x^5, quelle expression obtient-on en appliquant la règle de puissance ?

5x55x^5
5x35x^3
5x45x^4
x4x^4

$$5x^4$$

Explication

La règle de puissance donne (xn)′=nxn−1(x^n)'=nx^{n-1} : pour n=5n=5, on obtient 5x45x^4. 5x55x^5 conserve l’exposant, x4x^4 oublie le facteur 5 et 5x35x^3 diminue l’exposant de deux.

30. Une fonction est donnée par f(x)=ex+ln⁡xf(x)=e^x+\ln x, pour x>0x>0. Quelle est sa dérivée ?

ex−1xe^x-\frac{1}{x}
ex+1xe^x+\frac{1}{x}
1+1x1+\frac{1}{x}
ex+xe^x+x

$$e^x+\frac{1}{x}$$

Explication

Les dérivées de référence sont (ex)′=ex(e^x)'=e^x et (ln⁡x)′=1x(\ln x)'=\frac{1}{x}, et la dérivée d’une somme est la somme des dérivées. La réponse avec 1 confond la dérivée de exe^x avec celle d’une constante, celle avec xx confond la dérivée de ln⁡x\ln x, et la soustraction ne respecte pas la règle de somme.

31. Pour résoudre (x−1)(x+3)>0(x-1)(x+3)>0, quelle démarche permet de déterminer l’ensemble solution ?

Repérer les zéros des facteurs, dresser un tableau de signes et retenir les intervalles où le produit est positif
Repérer les zéros des facteurs, dresser un tableau de signes et retenir les intervalles où un facteur est positif
Égaler les deux facteurs, puis retenir les valeurs qui rendent leur différence positive
Repérer les zéros des facteurs, dresser un tableau de signes et inclure les zéros dans les intervalles retenus

Repérer les zéros des facteurs, dresser un tableau de signes et retenir les intervalles où le produit est positif

Explication

La résolution d’une inéquation produit passe par les zéros des facteurs, un tableau de signes, puis la sélection des intervalles où l’inégalité est satisfaite. Étudier un seul facteur néglige le signe de l’autre, inclure les zéros ne respecte pas >0>0, et égaler les facteurs ne résout pas l’inéquation du produit.

32. Dans l’inéquation x+1x−4≥0\frac{x+1}{x-4}\geq 0, quelle valeur doit être exclue de l’ensemble solution parce qu’elle annule le dénominateur ?

x=4x=4
x=−1x=-1
x=−4x=-4
x=1x=1

$$x=4$$

Explication

Un quotient n’est pas défini lorsque son dénominateur s’annule : x−4=0x-4=0 donne la valeur interdite x=4x=4. x=−1x=-1 annule le numérateur, tandis que x=1x=1 et x=−4x=-4 ne rendent pas ce dénominateur nul.

33. Pour quelle condition sur xx l’expression ln⁡(2x−6)\ln(2x-6) est-elle définie dans une inéquation ?

x<3x<3
x>0x>0
x≥3x\geq 3
x>3x>3

$$x>3$$

Explication

Un logarithme népérien est défini lorsque son argument est strictement positif : 2x−6>02x-6>0, donc x>3x>3. La condition x≥3x\geq3 inclut un argument nul, x>0x>0 ne vérifie pas l’argument complet et x<3x<3 donne un argument négatif.

34. Pour un trinôme de coefficient dominant négatif, le discriminant vaut −9-9. Quel signe le trinôme prend-il pour tout réel x ?

Un signe nul
Un signe négatif
Un signe positif
Un signe variable selon x

Un signe négatif

Explication

Avec un discriminant négatif, le trinôme conserve le signe de son coefficient dominant pour tout réel ; celui-ci étant négatif, son signe est négatif. L’idée de deux racines est incompatible avec un discriminant négatif, et un changement de signe nécessiterait des racines réelles.

35. Pour résoudre 2x2−3x−2≤02x^2-3x-2\leq 0, quelle démarche permet de déterminer correctement l’ensemble des solutions ?

Calculer les racines éventuelles, retenir les intervalles où le trinôme est positif, puis exclure les racines
Établir le signe à partir du coefficient dominant, puis calculer le discriminant après avoir choisi les intervalles
Calculer le discriminant et les racines éventuelles, établir le signe, puis retenir les valeurs où le trinôme est négatif ou nul
Calculer le discriminant, retenir directement les valeurs négatives, puis vérifier si des racines existent

Calculer le discriminant et les racines éventuelles, établir le signe, puis retenir les valeurs où le trinôme est négatif ou nul

Explication

La résolution consiste à calculer le discriminant et les racines éventuelles, à établir le signe du trinôme, puis à sélectionner les intervalles compatibles avec l’inégalité, racines comprises ici. Choisir les intervalles avant le tableau de signe inverse les étapes, tandis que retenir le signe positif contredit le symbole ≤\leq.

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Mémorisez les réponses avec 72 flashcards sur Calculs et fonctions.

Qu’est-ce que la distributivité de la multiplication par rapport à l’addition ?

La propriété exprimée par k(a+b)=ka+kbk(a+b)=ka+kb.

Quelle formule exprime la distributivité par rapport à une soustraction ?

k(a−b)=ka−kbk(a-b)=ka-kb

Quelle opération effectue-t-on après avoir développé une expression ?

On regroupe les termes semblables.

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