QCM : Ensembles et nombres (26 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une élève calcule 23+16\frac{2}{3}+\frac{1}{6}. Quelle démarche permet d’obtenir le résultat correct ?

Réduire au dénominateur 6, soustraire les numérateurs et simplifier si possible
Additionner les numérateurs et les dénominateurs, puis simplifier si possible
Réduire au dénominateur 6, additionner les numérateurs et simplifier si possible
Additionner les numérateurs en gardant le dénominateur 3, puis simplifier

Réduire au dénominateur 6, additionner les numérateurs et simplifier si possible

Explication

Pour additionner des écritures fractionnaires, on les met au même dénominateur, on additionne les numérateurs et on simplifie si possible. Additionner les dénominateurs ou soustraire les numérateurs confond cette règle; garder le dénominateur 3 ne respecte pas la mise au même dénominateur.

2. Deux entiers impairs sont additionnés, puis l’un est soustrait de l’autre : quelle est la parité de ces deux résultats ?

Ils sont tous deux impairs
La somme est impaire et la différence paire
La somme est paire et la différence impaire
Ils sont tous deux pairs

Ils sont tous deux pairs

Explication

La somme comme la différence de deux entiers impairs est paire. La règle du pair et de l’impair ne s’applique pas ici, et le produit d’impairs est impair mais n’est pas l’opération considérée.

3. Pour savoir si 462462 est divisible par 33, on examine la somme de ses chiffres. Quelle conclusion obtient-on ?

Non, car le chiffre des unités n’est pas 33
Non, car 1212 n’est pas divisible par 99
Oui, car 4+6+2=124+6+2=12 est divisible par 33
Oui, car le chiffre des unités est pair

Oui, car $$4+6+2=12$$ est divisible par $$3$$

Explication

Un entier est divisible par 33 si la somme de ses chiffres l’est ; pour 462462, cette somme vaut 1212, qui est divisible par 33. Le critère du chiffre des unités concerne la divisibilité par 22, tandis que la somme divisible par 99 est le critère propre à 99.

4. Deux nombres sont chacun des multiples de 66. Que peut-on conclure au sujet de leur somme ?

Leur somme est un multiple de 1212
Leur somme est un diviseur de 66
Leur somme n’est pas nécessairement un entier
Leur somme est un multiple de 66

Leur somme est un multiple de $$6$$

Explication

La somme de deux multiples d’un entier donné reste un multiple de cet entier : si les deux nombres sont des multiples de 66, leur somme l’est aussi. La réponse « diviseur de 6 » inverse la relation, tandis que le produit par 12 n’est pas garanti.

5. Le nombre x=347103x=\frac{347}{10^3} est écrit sous forme décimale. Quelle propriété permet de le classer comme nombre décimal ?

Il s’écrit avec un nombre infini de chiffres après la virgule.
Il s’écrit nécessairement sans chiffres après la virgule.
Il s’écrit comme quotient de deux entiers quelconques.
Il s’écrit avec un nombre fini de chiffres après la virgule.

Il s’écrit avec un nombre fini de chiffres après la virgule.

Explication

Un nombre de la forme a10p\frac{a}{10^p} possède une écriture décimale finie ; ici, 347103=0,347\frac{347}{10^3}=0,347. Un quotient quelconque d’entiers caractérise un rationnel, tandis qu’une écriture entière ou infinie n’est pas le critère définissant les décimaux.

6. Quel ensemble contient les nombres 0,1,2,3,…0, 1, 2, 3, \ldots ?

L’ensemble des entiers naturels, noté N\mathbb{N}
L’ensemble des entiers naturels sans zéro
L’ensemble des nombres décimaux
L’ensemble des entiers relatifs, noté Z\mathbb{Z}

L’ensemble des entiers naturels, noté $$\mathbb{N}$$

Explication

Les entiers naturels sont 0,1,2,3,…0, 1, 2, 3, \ldots et leur ensemble est noté N\mathbb{N}. L’ensemble Z\mathbb{Z} inclut aussi les entiers négatifs, et les nombres décimaux ne sont pas tous naturels.

7. Une élève transforme 712\frac{7}{12} en multipliant son numérateur et son dénominateur par 55. Quelle fraction obtient-elle, de même valeur que la fraction initiale ?

3560\frac{35}{60}
760\frac{7}{60}
3512\frac{35}{12}
1217\frac{12}{17}

$$\frac{35}{60}$$

Explication

Multiplier le numérateur et le dénominateur par un même nombre non nul conserve la valeur de la fraction : 712=7×512×5=3560\frac{7}{12}=\frac{7\times5}{12\times5}=\frac{35}{60}. 3512\frac{35}{12} ne modifie que le numérateur, tandis que 1217\frac{12}{17} résulte d’une addition.

8. Pour calculer 149×2735\frac{14}{9}\times\frac{27}{35} en réduisant les calculs, quelle paire de facteurs communs peut-on simplifier avant d’effectuer les produits ?

9 avec 35, et 14 avec 27
14 avec 27, et 35 avec 9
14 avec 9, et 27 avec 35
14 avec 35, et 27 avec 9

14 avec 35, et 27 avec 9

Explication

Avant de multiplier, on peut simplifier un numérateur avec un dénominateur de l’autre fraction : 14 et 35 ont un diviseur commun, tout comme 27 et 9. Associer les deux numérateurs ou les deux dénominateurs ne correspond pas à cette simplification croisée.

9. Un entier naturel supérieur ou égal à 2 admet une décomposition en facteurs premiers. Quelle propriété cette décomposition possède-t-elle ?

Elle contient nécessairement un facteur composé
Elle varie selon les facteurs choisis
Elle est unique, à l’ordre des facteurs près
Elle n’existe que pour les entiers non premiers

Elle est unique, à l’ordre des facteurs près

Explication

Tout entier naturel au moins égal à 2 est premier ou produit de nombres premiers, et sa décomposition en facteurs premiers est unique, à l’ordre des facteurs près. L’ordre d’écriture peut changer, mais pas les facteurs premiers avec leurs multiplicités; un entier premier constitue lui-même le cas de base.

10. Combien de diviseurs naturels distincts possède un nombre premier, et lesquels ?

Deux : 0 et lui-même
Deux : 1 et lui-même
Un seul : lui-même
Trois : 1, lui-même et 0

Deux : 1 et lui-même

Explication

Un nombre premier est un entier naturel ayant exactement deux diviseurs distincts dans N\mathbb{N} : 1 et lui-même. Zéro n’est pas l’un de ces diviseurs retenus, et un nombre composé ne satisfait pas cette définition.

11. Après les parts du rugby, 37\frac{3}{7} du budget, et du tennis, 821\frac{8}{21} du budget, quelle fraction du budget reste pour le judo ?

1721\frac{17}{21}
1121\frac{11}{21}
421\frac{4}{21}
13\frac{1}{3}

$$\frac{4}{21}$$

Explication

La part du judo est le reste : 1−(37+821)=1−1721=4211-\left(\frac{3}{7}+\frac{8}{21}\right)=1-\frac{17}{21}=\frac{4}{21}. 1721\frac{17}{21} correspond aux parts déjà attribuées, tandis que 1121\frac{11}{21} provient d’une soustraction des deux parts.

12. Pour quelle valeur de xx l’écriture fractionnaire xx−1\frac{x}{x-1} n’existe-t-elle pas ?

x=−1x=-1
x=0x=0
x=1x=1
x=2x=2

$$x=1$$

Explication

Une écriture fractionnaire existe si son dénominateur est non nul. Ici, x−1=0x-1=0 pour x=1x=1; annuler le numérateur, comme avec x=0x=0, ne rend pas l’écriture inexistante.

13. Un entier naturel nn a un carré impair. Que peut-on en déduire sur nn ?

nn peut être pair ou impair
nn est impair
nn n’est pas un entier
nn est pair

$$n$$ est impair

Explication

Un entier et son carré ont la même parité : si n2n^2 est impair, alors nn est impair. Un entier pair aurait un carré pair, et le carré permet bien de retrouver la parité de l’entier.

14. Pour vérifier si 3535 est un multiple de 77, on cherche un entier kk tel que 35=7k35 = 7k. Quelle conclusion convient ?

77 est un multiple de 3535, car k=5k=5
3535 est un multiple de 77, car 35=7+535=7+5
3535 est un multiple de 77, car k=5k=5
3535 n’est pas un multiple de 77, car k=5k=5 n’est pas entier

$$35$$ est un multiple de $$7$$, car $$k=5$$

Explication

La définition exige un entier kk tel que 35=7k35=7k ; ici, k=5k=5, donc 3535 est un multiple de 77 et 77 un diviseur de 3535. L’inversion des rôles désigne le mauvais multiple, tandis que l’addition ne répond pas à la définition.

15. Quel entier peut-on toujours écrire sous la forme 2k2k, où kk est un entier ?

Un entier positif
Un entier divisible par 4
Un entier impair
Un entier pair

Un entier pair

Explication

Un entier pair est un multiple de 2 et s’écrit 2k2k pour un entier kk. Un entier impair s’écrit 2k+12k+1, tandis que la divisibilité par 4 et la positivité ne définissent pas la parité.

16. Pour vérifier le classement de −8-8 dans les ensembles numériques, quelle chaîne d’inclusions est correcte ?

−8∉D-8\notin\mathbb{D}, car les décimaux sont des entiers positifs.
−8∈D-8\in\mathbb{D}, puis D⊂Z⊂Q\mathbb{D}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{Q}.
−8∈Z-8\in\mathbb{Z}, puis Q⊂D⊂Z\mathbb{Q}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Z}.
−8∈Z-8\in\mathbb{Z}, puis Z⊂D⊂Q\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Q}.

$$-8\in\mathbb{Z}$$, puis $$\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Q}$$.

Explication

Tout entier est un nombre décimal, et tout décimal est rationnel : Z⊂D⊂Q\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Q}. L’inclusion inversée entre D\mathbb{D} et Z\mathbb{Z} est erronée, et les entiers négatifs sont bien des décimaux.

17. Un entier pair est multiplié par un entier impair. Quelle est la parité du produit ?

Pair
Impair
Cela dépend de la valeur du facteur impair
Cela dépend du signe de l’entier pair

Pair

Explication

Le produit d’un entier pair par tout entier reste pair, car il contient un facteur divisible par 2. La règle du produit de deux impairs concerne deux facteurs impairs, et la parité ne dépend ni du signe ni de la valeur précise de l’autre facteur.

18. Un nombre entier négatif comme −2-2 appartient-il à l’ensemble des entiers relatifs, et quel est le nom de cet ensemble ?

Oui, il appartient à Z\mathbb{Z}
Oui, il appartient à N\mathbb{N}
Non, il n’appartient ni à Z\mathbb{Z} ni à N\mathbb{N}
Oui, il appartient à l’ensemble des nombres décimaux, mais pas à Z\mathbb{Z}

Oui, il appartient à $$\mathbb{Z}$$

Explication

Les entiers relatifs, notés Z\mathbb{Z}, comprennent les entiers naturels et leurs opposés, donc −2-2 en fait partie. Le confondre avec un naturel exclut à tort les nombres négatifs ; les décimaux ne définissent pas ici l’ensemble recherché.

19. Une élève compare 5\sqrt{5} et −114\frac{-11}{4}. Quel classement est correct ?

5\sqrt{5} est réel non rationnel, et −114\frac{-11}{4} est rationnel.
Les deux nombres sont non rationnels, car ils ne sont pas entiers.
5\sqrt{5} est rationnel, et −114\frac{-11}{4} est réel non rationnel.
Les deux nombres sont rationnels, car ils sont réels.

$$\sqrt{5}$$ est réel non rationnel, et $$\frac{-11}{4}$$ est rationnel.

Explication

Un rationnel est le quotient de deux entiers, avec un dénominateur non nul : −114\frac{-11}{4} répond à cette définition, contrairement à 5\sqrt{5}, qui est réel mais irrationnel. La confusion entre « réel » et « rationnel » conduit à classer à tort la racine comme rationnelle.

20. Parmi ces entiers, lequel est divisible par 22 d’après son chiffre des unités ?

735735
738738
73417341
733733

$$738$$

Explication

Un entier est divisible par 22 lorsque son chiffre des unités est 0,2,4,60, 2, 4, 6 ou 88 ; celui de 738738 est 88. Le chiffre 55 convient au critère de divisibilité par 55, et la somme des chiffres n’est pas le critère demandé.

21. Un point d’une droite numérique a pour abscisse 3\sqrt{3}. Dans quelle chaîne d’ensembles emboîtés faut-il situer les ensembles numériques ?

N⊂D⊂Z⊂Q⊂R\mathbb{N}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R}.
N⊂Z⊂D⊂Q⊂R\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R}.
N⊂Z⊂D⊂R⊂Q\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{R}\subset\mathbb{Q}.
N⊂Z⊂Q⊂D⊂R\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{R}.

$$\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R}$$.

Explication

Les ensembles sont emboîtés dans l’ordre N⊂Z⊂D⊂Q⊂R\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R} ; l’abscisse 3\sqrt{3} est un réel. Placer les réels dans les rationnels inverse le rapport entre ces deux ensembles.

22. Une élève doit calculer 49÷25\frac{4}{9}\div\frac{2}{5}. Par quelle expression peut-elle remplacer cette division ?

49×25\frac{4}{9}\times\frac{2}{5}
49×52\frac{4}{9}\times\frac{5}{2}
49×59\frac{4}{9}\times\frac{5}{9}
94×25\frac{9}{4}\times\frac{2}{5}

$$\frac{4}{9}\times\frac{5}{2}$$

Explication

Diviser par une écriture fractionnaire non nulle revient à multiplier par son inverse; ainsi, le diviseur 25\frac{2}{5} devient 52\frac{5}{2}. Multiplier par le diviseur sans l’inverser ou inverser la fraction de départ ne suit pas cette règle.

23. Parmi les écritures suivantes, laquelle est une fraction au sens où son numérateur et son dénominateur sont des entiers ?

32\frac{\sqrt{3}}{2}
58\frac{5}{8}
π4\frac{\pi}{4}
xx−1\frac{x}{x-1}

$$\frac{5}{8}$$

Explication

Une fraction possède un numérateur et un dénominateur entiers. π4\frac{\pi}{4} et 32\frac{\sqrt{3}}{2} ont un terme réel non entier, tandis que xx−1\frac{x}{x-1} comporte des expressions algébriques.

24. Un budget est partagé entre trois clubs : le rugby reçoit 37\frac{3}{7} du total, puis le tennis reçoit les deux tiers de ce qui reste. Quelle fraction du budget total revient au tennis ?

47\frac{4}{7}
121\frac{1}{21}
23\frac{2}{3}
821\frac{8}{21}

$$\frac{8}{21}$$

Explication

Après la part du rugby, il reste 1−37=471-\frac{3}{7}=\frac{4}{7} du budget. Le tennis en reçoit les deux tiers, soit 47×23=821\frac{4}{7}\times\frac{2}{3}=\frac{8}{21}; 23\frac{2}{3} est la fraction du reste, pas du total.

25. Dans une expression algébrique, le dénominateur peut-il contenir la variable, et quelle condition doit-il respecter pour que l’écriture soit fractionnaire ?

Oui, s’il s’agit d’une expression algébrique qui ne s’annule pas.
Oui, même si cette expression algébrique s’annule.
Non, car seul le numérateur peut être une expression algébrique.
Non, car le dénominateur doit être un entier non nul.

Oui, s’il s’agit d’une expression algébrique qui ne s’annule pas.

Explication

Une écriture fractionnaire est le quotient de deux réels ou de deux expressions algébriques, à condition que le dénominateur soit non nul. Le dénominateur peut donc dépendre d’une variable, mais une valeur qui l’annule est exclue.

26. Pour calculer 35×27\frac{3}{5}\times\frac{2}{7}, quelle expression faut-il former avant toute simplification ?

3×25+7\frac{3\times2}{5+7}
3×25×7\frac{3\times2}{5\times7}
3+25+7\frac{3+2}{5+7}
35×72\frac{3}{5}\times\frac{7}{2}

$$\frac{3\times2}{5\times7}$$

Explication

La multiplication de deux écritures fractionnaires consiste à multiplier les numérateurs entre eux et les dénominateurs entre eux. Additionner les termes ou inverser une fraction relève d’autres opérations.

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Quels nombres composent les entiers naturels ?

Les nombres 0, 1, 2, 3, …

Quel symbole désigne l’ensemble des entiers naturels ?

ℕ

Comment sont définis les entiers relatifs ?

Les entiers naturels et leurs opposés.

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