QCM : Calculs et ordre dans R — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression définit la puissance ana^n lorsque nn est un entier naturel non nul ?

Le produit de aa facteurs tous égaux à nn
Le produit de nn facteurs tous égaux à aa
Le quotient de aa par le nombre nn
La somme de nn termes tous égaux à aa

Le produit de $$n$$ facteurs tous égaux à $$a$$

Explication

Une puissance ana^n est formée de nn facteurs égaux à aa. Elle ne correspond donc ni à une somme répétée ni à un produit où le nombre de facteurs serait aa.

2. Quelle égalité applique correctement la propriété du produit de puissances de même base ?

an×ap=an−pa^n\times a^p=a^{n-p}
an×ap=an+pa^n\times a^p=a^{n+p}
an×ap=anpa^n\times a^p=a^{np}
an×ap=(2a)n+pa^n\times a^p=(2a)^{n+p}

$$a^n\times a^p=a^{n+p}$$

Explication

Lorsque les puissances ont la même base, leurs exposants s’additionnent lors de la multiplication. Le produit des exposants intervient dans la puissance d’une puissance, et non dans ce cas.

3. Pour comparer deux réels xx et yy, que peut-on conclure si y−x>0y-x>0 ?

On a y>xy>x
On a y<xy<x
On ne peut comparer ni xx ni yy
On a y=xy=x

On a $$y>x$$

Explication

Une différence y−xy-x positive signifie que yy est supérieur à xx. Une différence nulle indiquerait l’égalité, tandis qu’une différence négative donnerait l’ordre inverse.

4. Quelle méthode permet de comparer deux fractions dont les dénominateurs sont différents ?

Transformer les deux fractions en puissances avant de comparer
Comparer directement leurs dénominateurs, puis ignorer les numérateurs
Additionner les numérateurs et conserver le plus grand dénominateur
Les réduire à un dénominateur positif commun, puis comparer les numérateurs

Les réduire à un dénominateur positif commun, puis comparer les numérateurs

Explication

Un dénominateur positif commun permet de comparer les fractions à partir de leurs numérateurs. Les dénominateurs pris séparément ne suffisent pas pour déterminer l’ordre des fractions.

5. Si A2=B2A^2=B^2, quelle démarche permet de déterminer si AA et BB sont égaux ou opposés ?

Additionner AA et BB avant d’étudier leurs signes
Comparer leurs dénominateurs après les avoir écrits en fractions
Comparer uniquement les valeurs de leurs carrés
Comparer les signes de AA et de BB

Comparer les signes de $$A$$ et de $$B$$

Explication

L’égalité des carrés implique A=BA=B ou A=−BA=-B, car des nombres opposés ont le même carré. L’étude des signes permet ensuite de distinguer ces deux possibilités.

6. Que se passe-t-il lorsqu’on ajoute un même réel aux deux membres d’une inégalité ?

Les deux membres deviennent nécessairement égaux
Le sens de l’inégalité est conservé
L’inégalité devient une égalité après simplification
Le sens de l’inégalité est inversé

Le sens de l’inégalité est conservé

Explication

Ajouter ou soustraire un même réel aux deux membres conserve leur ordre relatif. L’inversion du sens intervient lors d’une multiplication ou d’une division par un nombre négatif.

7. Que devient une inégalité lorsqu’on la multiplie par un nombre strictement positif ?

Elle devient nécessairement une égalité
Son sens est conservé
Son sens est inversé
Elle ne peut plus être transformée

Son sens est conservé

Explication

La multiplication par un facteur strictement positif conserve l’ordre entre les deux membres. C’est un facteur strictement négatif qui impose l’inversion du sens.

8. Pourquoi faut-il inverser le sens d’une inégalité lorsqu’on divise ses deux membres par un nombre strictement négatif ?

Parce que tout quotient est inférieur à son dividende
Parce que le signe de l’inégalité dépend du dénominateur positif
Parce qu’un facteur négatif renverse l’ordre des nombres
Parce qu’une division supprime les termes constants

Parce qu’un facteur négatif renverse l’ordre des nombres

Explication

La multiplication ou la division par un nombre strictement négatif échange l’ordre des nombres, ce qui impose d’inverser le signe de l’inégalité. Une division par un nombre positif conserve au contraire cet ordre.

9. Quel ensemble de réels est décrit par l’intervalle fermé borné [−2;5][-2;5] ?

Les réels xx tels que −2<x≤5-2<x\le 5
Les réels xx tels que −2≤x≤5-2\le x\le 5
Les réels xx tels que −2≤x<5-2\le x<5
Les réels xx tels que −2<x<5-2<x<5

Les réels $$x$$ tels que $$-2\le x\le 5$$

Explication

Un intervalle fermé contient ses deux bornes, donc ses éléments vérifient −2≤x≤5-2\le x\le 5. La condition −2<x<5-2<x<5 décrit un intervalle ouvert, tandis que les deux autres excluent une seule borne.

10. Quelle inégalité correspond à l’intervalle ]3;8]]3;8] ?

3≤x<83\le x<8
3≤x≤83\le x\le 8
3<x≤83<x\le 8
3<x<83<x<8

$$3<x\le 8$$

Explication

La borne 3 est exclue et la borne 8 est incluse, ce qui donne 3<x≤83<x\le 8. L’expression 3≤x<83\le x<8 inverse les rôles des deux bornes.

11. Quel intervalle représente l’ensemble des réels vérifiant x<4x<4 ?

]4;+∞[]4;+\infty[
[4;+∞[[4;+\infty[
]−∞;4[]-\infty;4[
]−∞;4]]-\infty;4]

$$]-\infty;4[$$

Explication

L’inégalité x<4x<4 correspond à tous les réels situés avant 4, sans inclure 4, soit ]−∞;4[]-\infty;4[. L’intervalle ]−∞;4]]-\infty;4] inclurait la borne 4 et décrirait x≤4x\le4.

12. Quelle affirmation définit correctement 9\sqrt{9} ?

9=±3\sqrt{9}=\pm3, car les deux nombres ont un carré égal à 9
9=3\sqrt{9}=3, car 3 est positif et vérifie 32=93^2=9
9=9\sqrt{9}=9, car le radicand est égal à 9
9=−3\sqrt{9}=-3, car (−3)2=9(-3)^2=9

$$\sqrt{9}=3$$, car 3 est positif et vérifie $$3^2=9$$

Explication

La racine carrée est le nombre positif dont le carré donne le radicand, donc 9=3\sqrt{9}=3. Même si (−3)2=9(-3)^2=9, le nombre négatif n’est pas la racine carrée principale.

13. Pour x=−6x=-6, quelle est la valeur de x2\sqrt{x^2} ?

66
−36-36
3636
−6-6

$$6$$

Explication

Pour tout réel xx, on a x2=∣x∣\sqrt{x^2}=|x|, donc (−6)2=∣−6∣=6\sqrt{(-6)^2}=|-6|=6. La réponse −6-6 confond la racine carrée avec le nombre initial, alors que la racine carrée est positive ou nulle.

14. Pour a=12a=12 et b=3b=3, quelle égalité applique correctement la propriété du quotient des racines carrées ?

123=12×3\sqrt{\frac{12}{3}}=\sqrt{12}\times\sqrt3
123=123\sqrt{\frac{12}{3}}=\frac{\sqrt{12}}{\sqrt3}
123=312\sqrt{\frac{12}{3}}=\frac{\sqrt3}{\sqrt{12}}
123=123\sqrt{\frac{12}{3}}=\frac{12}{\sqrt3}

$$\sqrt{\frac{12}{3}}=\frac{\sqrt{12}}{\sqrt3}$$

Explication

Pour des nombres positifs, la propriété donne ab=ab\sqrt{\frac ab}=\frac{\sqrt a}{\sqrt b} lorsque b≠0b\ne0. Les autres expressions inversent le quotient, remplacent la division par une multiplication ou ne prennent pas la racine du numérateur.

15. Quelle est la valeur de ∣−7∣|-7| ?

00
−49-49
−7-7
77

$$7$$

Explication

Comme −7-7 est négatif, sa valeur absolue vaut −(−7)=7-(-7)=7. La valeur absolue mesure une grandeur positive ou nulle et ne conserve donc pas le signe négatif du nombre.

16. Pour quel réel xx l’égalité ∣x∣=0|x|=0 est-elle vérifiée ?

Pour x=1x=1
Pour x=0x=0
Pour tout réel négatif xx
Pour x=−1x=-1

Pour $$x=0$$

Explication

Une valeur absolue est nulle si et seulement si le nombre lui-même est nul, donc ∣x∣=0|x|=0 équivaut à x=0x=0. Les nombres 1 et −1 ont une valeur absolue égale à 1, et les réels négatifs non nuls ont une valeur absolue strictement positive.

17. Quelle est la distance entre les réels −3-3 et 55 ?

88
−8-8
22
1515

$$8$$

Explication

La distance se calcule par d(x;y)=∣y−x∣d(x;y)=|y-x|, donc d(−3;5)=∣5−(−3)∣=∣8∣=8d(-3;5)=|5-(-3)|=|8|=8. La différence orientée −3−5=−8-3-5=-8 n’est pas une distance, car une distance est positive ou nulle.

18. Quelle condition caractérise l’égalité ∣x∣=∣y∣|x|=|y| pour deux nombres réels xx et yy ?

x>yx>y ou x<yx<y
x=yx=y et x=−yx=-y
x+y=1x+y=1 ou x−y=1x-y=1
x=yx=y ou x=−yx=-y

$$x=y$$ ou $$x=-y$$

Explication

Deux réels ont la même valeur absolue lorsqu’ils sont égaux ou opposés. La conjonction des deux conditions serait trop restrictive, car un seul des deux cas suffit.

19. Quelles sont les solutions de l’équation ∣x∣=6|x|=6 ?

x=6x=6 et x=−6x=-6
x=0x=0 ou x=6x=6
x=6x=6 ou x=−6x=-6
x=3x=3 ou x=−3x=-3

$$x=6$$ ou $$x=-6$$

Explication

Pour une constante positive, l’équation ∣x∣=a|x|=a admet les deux valeurs opposées aa et −a-a. Les valeurs 33 et −3-3 correspondraient à une valeur absolue égale à 33.

20. Quelle forme équivalente obtient-on, pour a≥0a\ge 0, en résolvant ∣X∣≤a|X|\le a ?

X≤−aX\le -a ou X≥aX\ge a
−a≤X≤a-a\le X\le a
X≥−aX\ge -a ou X≤aX\le a
−a<X<a-a<X<a

$$-a\le X\le a$$

Explication

Une valeur absolue inférieure ou égale à aa signifie que XX appartient à l’intervalle compris entre −a-a et aa, bornes incluses. La forme avec deux branches extérieures décrit plutôt une inéquation de type ∣X∣>a|X|>a.

21. Quel ensemble de solutions obtient-on pour l’inéquation ∣7−4x∣>3|7-4x|>3 ?

x<1x<1 ou x>2,5x>2,5
x≤1x\le1 ou x≥2,5x\ge2,5
x<−1x<-1 ou x>2,5x>2,5
1<x<2,51<x<2,5

$$x<1$$ ou $$x>2,5$$

Explication

La résolution de cette inéquation conduit aux deux branches extérieures x<1x<1 et x>2,5x>2,5, car la distance à zéro est strictement supérieure à 33. Les bornes 11 et 2,52,5 sont exclues puisque l’inégalité est stricte.

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Qu'est-ce que la puissance ana^n pour un réel a et un entier naturel n non nul ?

Le produit de n facteurs égaux à a.

Que vaut a0a^0 pour un réel a non nul ?

1

Quelle est la formule pour a−na^{-n} avec a non nul ?

1an\frac{1}{a^n}

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