QCM : Intervalles et inégalités (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle inégalité correspond à l’intervalle [a ; b[[a\ ;\ b[ ?

a≤x<ba\leq x<b
a<x<ba<x<b
a<x≤ba<x\leq b
a≤x≤ba\leq x\leq b

$$a\leq x<b$$

Explication

Le crochet fermé à gauche inclut aa, tandis que le crochet ouvert à droite exclut bb. La notation ]a ; b]]a\ ;\ b] ferait l’inverse pour les deux bornes.

2. Quelle différence distingue les ensembles {2 ; 4}\{2\ ;\ 4\} et [2 ; 4][2\ ;\ 4] ?

Le premier contient les réels strictement entre 2 et 4, tandis que le second exclut les deux bornes.
Le premier contient tous les réels de 2 à 4, tandis que le second contient seulement 2 et 4.
Le premier contient 2 et 4, tandis que le second contient tous les réels de 2 à 4, bornes incluses.
Le premier contient 2 et les réels supérieurs à 4, tandis que le second contient les réels de 2 à 4.

Le premier contient 2 et 4, tandis que le second contient tous les réels de 2 à 4, bornes incluses.

Explication

Les accolades désignent ici un ensemble de deux éléments, alors que l’intervalle contient aussi tous les réels intermédiaires. L’interprétation qui attribue l’intervalle continu aux accolades confond les deux notations.

3. Que représente l’intersection de deux intervalles ?

Les réels qui appartiennent à l’un des intervalles, mais pas à l’autre.
Les réels situés entre les bornes extérieures des deux intervalles.
Les réels qui appartiennent aux deux intervalles à la fois.
Les réels qui appartiennent à l’un des intervalles ou aux deux.

Les réels qui appartiennent aux deux intervalles à la fois.

Explication

L’intersection, notée ∩\cap, conserve les éléments communs aux deux intervalles. La réunion inclut aussi les éléments présents dans un seul des intervalles.

4. Que comprend la réunion de deux intervalles ?

Les réels appartenant aux deux intervalles à la fois.
Les réels compris entre les seules bornes incluses dans les deux intervalles.
Les réels appartenant à l’un des intervalles, mais pas à leur partie commune.
Les réels appartenant au premier, au deuxième ou aux deux intervalles.

Les réels appartenant au premier, au deuxième ou aux deux intervalles.

Explication

La réunion, notée ∪\cup, rassemble les éléments de l’un ou l’autre intervalle, y compris ceux communs aux deux. L’intersection, elle, retient les éléments appartenant aux deux à la fois.

5. Si 3<y<73<y<7, quel encadrement obtient-on en ajoutant 5 aux trois membres ?

8>y+5>128>y+5>12
−2<y+5<2-2<y+5<2
8<y+5<128<y+5<12
3<y+5<73<y+5<7

$$8<y+5<12$$

Explication

Ajouter un même nombre aux membres d’une inégalité conserve son sens, ce qui donne 8<y+5<128<y+5<12. Le renversement du sens est associé à la multiplication ou à la division par un nombre négatif, pas à l’addition.

6. À partir de 2<62<6, quelle inégalité obtient-on en multipliant les deux membres par 3 ?

6>186>18
2<182<18
6<96<9
6<186<18

$$6<18$$

Explication

Multiplier les deux membres par un même nombre positif non nul conserve le sens de l’inégalité. Le sens ne s’inverse que lorsqu’on multiplie ou divise par un nombre négatif non nul.

7. Si −4<2-4<2, quelle inégalité résulte de la multiplication des deux membres par −3-3 ?

−4<−6-4<-6
−12<6-12<6
12<−612<-6
12>−612>-6

$$12>-6$$

Explication

La multiplication par −3-3 change le sens de l’inégalité : 12>−612>-6. Conserver le signe << serait l’erreur associée à l’application au facteur négatif de la règle valable pour un facteur positif.

8. Que signifie résoudre une inéquation ?

Repérer les réels qui annulent le membre de gauche
Déterminer tous les réels qui vérifient l’inégalité donnée
Trouver le réel qui rend les deux membres de l’inégalité égaux
Calculer la valeur maximale prise par l’inconnue

Déterminer tous les réels qui vérifient l’inégalité donnée

Explication

Résoudre une inéquation revient à trouver l’ensemble de tous les réels qui rendent l’inégalité vraie. Chercher un réel qui rend les deux membres égaux correspond plutôt à résoudre une équation.

9. Quelle est la solution de l’inéquation 3x+5>43x + 5 > 4, écrite sous forme d’intervalle ?

S=]−∞;−13[S = ]-\infty ; -\frac{1}{3}[
S=]−13;+∞[S = ]-\frac{1}{3} ; +\infty[
S=]13;+∞[S = ]\frac{1}{3} ; +\infty[
S=[−13;+∞[S = [-\frac{1}{3} ; +\infty[

$$S = ]-\frac{1}{3} ; +\infty[$$

Explication

En soustrayant 5 puis en divisant par 3, on obtient x>−13x > -\frac{1}{3}, ce qui correspond à l’intervalle ouvert vers la droite. L’intervalle qui s’étend vers la gauche représente des nombres inférieurs à −13-\frac{1}{3}.

10. Si x<0x < 0, quelle relation décrit correctement sa valeur absolue ?

∣x∣=x|x| = x, qui devient positif malgré x<0x < 0
∣x∣=−x|x| = -x, qui reste négatif comme xx
∣x∣=−x|x| = -x, qui est positif, tandis que xx reste négatif
∣x∣=x|x| = x, qui reste négatif comme xx

$$|x| = -x$$, qui est positif, tandis que $$x$$ reste négatif

Explication

Lorsque x<0x < 0, sa valeur absolue vaut −x-x, un nombre positif, alors que xx demeure négatif. L’égalité ∣x∣=x|x| = x s’applique lorsque xx est positif ou nul.

11. Sur la droite réelle, quelle expression donne la distance entre les points d’abscisses aa et bb ?

a+ba + b
∣a−b∣|a - b|
a−ba - b
∣a+b∣|a + b|

$$|a - b|$$

Explication

La distance entre les réels aa et bb est la valeur absolue de leur différence, soit ∣a−b∣|a-b|. La différence simple a−ba-b peut être négative et ne représente donc pas toujours une distance.

12. Pour r>0r > 0, quel est le centre et le rayon de l’intervalle [a−r;a+r][a-r ; a+r] ?

Son centre est aa et son rayon est rr
Son centre est a+ra+r et son rayon est rr
Son centre est rr et son rayon est aa
Son centre est a−ra-r et son rayon est 2r2r

Son centre est $$a$$ et son rayon est $$r$$

Explication

Les bornes a−ra-r et a+ra+r sont situées à une distance rr de aa, qui est donc le centre de l’intervalle. Le rayon est cette distance commune, et non l’une des bornes.

13. Pour r>0r > 0, quelle condition équivaut à ∣x−a∣≤r|x-a| \le r ?

x≤a−rx \le a-r ou x≥a+rx \ge a+r
a−r≤x≤a+ra-r \le x \le a+r
a−r<x<a+ra-r < x < a+r
a−r≤x<a+ra-r \le x < a+r

$$a-r \le x \le a+r$$

Explication

La condition ∣x−a∣≤r|x-a| \le r signifie que xx se trouve à une distance au plus égale à rr de aa, donc a−r≤x≤a+ra-r \le x \le a+r. Des inégalités strictes excluraient les deux bornes, contrairement à la condition donnée.

14. Un losange a des diagonales de longueurs DD et dd. Quelle formule permet de calculer son aire ?

A=Dd\mathcal{A}=Dd
A=Dd2\mathcal{A}=\frac{Dd}{2}
A=(D+d)h2\mathcal{A}=\frac{(D+d)h}{2}
A=D+d\mathcal{A}=D+d

$$\mathcal{A}=\frac{Dd}{2}$$

Explication

L’aire d’un losange se calcule en multipliant les longueurs de ses deux diagonales puis en divisant le produit par deux. La formule DdDd omet la division par deux et ne correspond donc pas à l’aire du losange.

15. Un triangle et un trapèze ont la même hauteur hh et une base de longueur bb; le trapèze possède aussi une seconde base de longueur BB. Quelle différence distingue leurs formules d’aire ?

Le triangle utilise bhbh, tandis que le trapèze utilise (b+B)h2\frac{(b+B)h}{2}.
Le triangle utilise bh2\frac{bh}{2}, tandis que le trapèze utilise (b+B)h2\frac{(b+B)h}{2}.
Le triangle utilise bh2\frac{bh}{2}, tandis que le trapèze utilise Bh2\frac{Bh}{2}.
Le triangle utilise (b+B)h2\frac{(b+B)h}{2}, tandis que le trapèze utilise bh2\frac{bh}{2}.

Le triangle utilise $$\frac{bh}{2}$$, tandis que le trapèze utilise $$\frac{(b+B)h}{2}$$.

Explication

L’aire du triangle repose sur une seule base, alors que celle du trapèze fait intervenir la somme de ses deux bases. La formule bhbh correspondrait au double de l’aire du triangle.

16. Un parallélépipède rectangle a pour dimensions LL, ℓ\ell et hh. Quelle expression donne son volume ?

V=Lℓ+h\mathcal{V}=L\ell+h
V=Lℓh3\mathcal{V}=\frac{L\ell h}{3}
V=Lℓh\mathcal{V}=L\ell h
V=L+ℓ+h\mathcal{V}=L+\ell+h

$$\mathcal{V}=L\ell h$$

Explication

Le volume d’un parallélépipède rectangle est le produit de ses trois dimensions : longueur, largeur et hauteur. La division par trois est associée aux formules du cône et de la pyramide, pas à ce solide.

17. Un prisme a une base d’aire A\mathcal{A} et une hauteur hh. Quelle formule exprime son volume ?

V=3Ah\mathcal{V}=\frac{3\mathcal{A}}{h}
V=Ah\mathcal{V}=\mathcal{A}h
V=A+h\mathcal{V}=\mathcal{A}+h
V=Ah3\mathcal{V}=\frac{\mathcal{A}h}{3}

$$\mathcal{V}=\mathcal{A}h$$

Explication

Le volume d’un prisme est égal à l’aire de sa base multipliée par la hauteur du solide. La division par trois convient au cône et à la pyramide, et non au prisme.

18. Un cylindre et un cône ont le même rayon rr et la même hauteur hh. Comment leurs volumes se comparent-ils ?

Le volume du cylindre est πr2h3\frac{\pi r^2h}{3} et celui du cône est πr2h\pi r^2h.
Le volume du cylindre est πr2h\pi r^2h et celui du cône est πr2h3\frac{\pi r^2h}{3}.
Le volume du cylindre est πrh\pi rh et celui du cône est πrh3\frac{\pi rh}{3}.
Le volume du cylindre est πr2h\pi r^2h et celui du cône est 43πr3\frac{4}{3}\pi r^3.

Le volume du cylindre est $$\pi r^2h$$ et celui du cône est $$\frac{\pi r^2h}{3}$$.

Explication

À rayon et hauteur égaux, le volume du cône correspond au tiers de celui du cylindre : leurs formules sont respectivement πr2h3\frac{\pi r^2h}{3} et πr2h\pi r^2h. La formule 43πr3\frac{4}{3}\pi r^3 est celle d’une sphère, pas d’un cône.

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Quels réels désigne l’intervalle [a ; b[ ?

Les réels x tels qu'a ≤ x < b.

Que contient l’intervalle [2 ; 4], contrairement à {2 ; 4} ?

Tous les réels compris entre 2 et 4, bornes incluses.

Que représente l’intersection de deux intervalles ?

Les réels appartenant aux deux intervalles à la fois.

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