QCM : Ensembles et nombres (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans la théorie des ensembles, que désigne un ensemble ?

Un élément particulier choisi dans une collection
Une notation composée d’une lettre et d’accolades
Un objet unique qui contient plusieurs collections
Une collection d’objets dont chaque membre est un élément

Une collection d’objets dont chaque membre est un élément

Explication

Un ensemble est une collection d’objets, et chacun de ses membres est appelé un élément. Un objet unique, un élément isolé et une notation ne correspondent pas à cette définition.

2. Un ensemble P contient les objets {stylo, règle, gomme, cahier}. Quelle est la valeur de son cardinal n(P) ?

5
3
P
4

4

Explication

Le cardinal n(P) est le nombre d’éléments de P; la liste comporte quatre objets distincts. Le résultat 3 omet un élément, 5 en ajoute un, et P désigne l’ensemble plutôt que son cardinal.

3. Un élève décrit trois ensembles : X contient 0 et les entiers positifs, Y contient les entiers positifs et négatifs ainsi que 0, et Z contient les entiers strictement positifs. Quelle association avec ℕ, ℤ et ℤ+ est correcte ?

X = ℕ, Y = ℤ et Z = ℤ+
X = ℕ, Y = ℤ+ et Z = ℤ
X = ℤ, Y = ℕ et Z = ℤ+
X = ℤ+, Y = ℤ et Z = ℕ

X = ℕ, Y = ℤ et Z = ℤ+

Explication

ℕ contient zéro et les entiers positifs, ℤ contient les entiers négatifs, zéro et positifs, et ℤ+ contient les entiers strictement positifs. Attribuer ℤ+ à X exclut zéro à tort; attribuer ℤ+ à Y omet les entiers négatifs, et placer zéro dans ℤ+ ne respecte pas sa définition.

4. Quel ensemble de nombres naturels est décrit par la condition 0<x<100 < x < 10 ?

{1,2,3,…,9}\{1,2,3,\ldots,9\}
{−9,−8,…,9}\{-9,-8,\ldots,9\}
{1,2,3,…,10}\{1,2,3,\ldots,10\}
{0,1,2,…,9}\{0,1,2,\ldots,9\}

$$\{1,2,3,\ldots,9\}$$

Explication

Pour les nombres naturels, 0<x<100 < x < 10 équivaut à 1≤x≤91 \leq x \leq 9, donc l’ensemble contient les naturels de 1 à 9. Inclure zéro ou dix change une borne stricte; les entiers relatifs introduisent des valeurs négatives.

5. Une valeur s’écrit ab\frac{a}{b}, où aa et bb sont des entiers et b≠0b \neq 0. Quelle conclusion peut-on tirer sur cette valeur ?

Elle n’est pas réelle.
Elle est entière.
Elle est irrationnelle.
Elle est rationnelle.

Elle est rationnelle.

Explication

Un nombre est rationnel lorsqu’il peut s’écrire comme le quotient de deux entiers avec un dénominateur non nul. Un quotient de cette forme n’est donc pas irrationnel; le numérateur peut être nul et le quotient n’est pas nécessairement entier.

6. Une calculatrice affiche 3.14159265…3.14159265\ldots pour une valeur qui n’est pas exprimable comme quotient de deux entiers. À quelle catégorie cette valeur appartient-elle ?

Aux nombres rationnels, comme une fraction d’entiers.
Aux nombres entiers, comme un nombre naturel.
Aux nombres irrationnels, comme π\pi.
Aux nombres décimaux finis, comme une valeur exacte.

Aux nombres irrationnels, comme $$\pi$$.

Explication

π\pi est irrationnel : son développement décimal se poursuit sans fin et il ne peut pas s’écrire sous forme rationnelle. Une approximation affichée ne transforme pas le nombre en fraction exacte, en entier ou en décimal fini.

7. Dans une étude portant sur les saisons, les ensembles considérés sont ceux des mois d’hiver et des mois d’été. Quel ensemble convient comme ensemble universel ?

L’ensemble des mois de l’année
L’ensemble des mois d’été
L’ensemble des mois d’hiver
L’ensemble des mois d’hiver et d’été réunis

L’ensemble des mois de l’année

Explication

L’ensemble universel contient tous les ensembles considérés dans le contexte : ici, il s’agit de tous les mois de l’année. Les mois d’hiver ou d’été sont des ensembles particuliers, et leur réunion ne représente pas nécessairement tous les mois.

8. Un ensemble ne contient aucun élément. Quelle notation et quel cardinal lui correspondent ?

UU et n(U)=0n(U)=0
∅\varnothing et n(∅)=1n(\varnothing)=1
∅\varnothing et n(∅)=0n(\varnothing)=0
{0}\{0\} et n({0})=0n(\{0\})=0

$$\varnothing$$ et $$n(\varnothing)=0$$

Explication

L’ensemble vide ne contient aucun élément et son cardinal est nul. L’ensemble {0}\{0\} contient l’élément zéro, tandis qu’un ensemble à un élément a un cardinal de 1; UU désigne l’ensemble universel.

9. On considère A={2,5}A=\{2,5\} et B={1,2,5,8}B=\{1,2,5,8\}. Quelle relation d’inclusion est vraie ?

A=BA=B
A⊆BA\subseteq B
B⊆AB\subseteq A
A∩B=∅A\cap B=\varnothing

$$A\subseteq B$$

Explication

Pour que A⊆BA\subseteq B, chaque élément de AA doit appartenir à BB; c’est le cas de 2 et de 5. L’égalité exige les mêmes éléments, et l’inclusion inverse échoue puisque 1 appartient à BB mais pas à AA.

10. Soit C={3,6,9}C=\{3,6,9\}. Quelle affirmation est vraie à propos de ∅\varnothing et de CC ?

∅∈C\varnothing\in C et C⊆CC\subseteq C
C⊆∅C\subseteq\varnothing et C⊆CC\subseteq C
∅⊆C\varnothing\subseteq C et C⊊CC\subsetneq C
∅⊆C\varnothing\subseteq C et C⊆CC\subseteq C

$$\varnothing\subseteq C$$ et $$C\subseteq C$$

Explication

L’ensemble vide est un sous-ensemble de tout ensemble, et chaque ensemble est un sous-ensemble de lui-même. La notation ∈\in indique l’appartenance, tandis que l’inclusion propre ne convient pas lorsqu’un ensemble est comparé à lui-même.

11. On a P={a,c}P=\{a,c\} et Q={a,b,c}Q=\{a,b,c\}. Quelle notation exprime que P est inclus dans Q sans leur égalité ?

P⊆QP\subseteq Q
Q⊂PQ\subset P
P⊂QP\subset Q
P∩Q=∅P\cap Q=\varnothing

$$P\subset Q$$

Explication

L’inclusion propre P⊂QP\subset Q signifie que PP est inclus dans QQ et que les deux ensembles ne sont pas égaux. P⊆QP\subseteq Q permet aussi l’égalité, et l’inclusion inverse est fausse puisque b∈Qb\in Q mais b∉Pb\notin P.

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Qu’est-ce qu’un ensemble ?

Une collection d’objets dont chaque membre est un élément.

Comment désigne-t-on un ensemble et délimite-t-on ses éléments ?

Par une lettre majuscule, avec ses éléments entre accolades.

Quelles sont les deux façons de décrire un ensemble ?

Par des mots ou par une liste de ses éléments.

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