QCM : Nombres premiers et calculs (27 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Parmi les nombres suivants, lequel peut s’écrire sous la forme a10n\frac{a}{10^n} avec aa entier relatif et nn entier naturel ?

720\frac{7}{20}
17\frac{1}{7}
2\sqrt{2}
23\frac{2}{3}

$$\frac{7}{20}$$

Explication

Un décimal s’écrit avec un dénominateur qui est une puissance de 10 ; ici, 720=35100\frac{7}{20}=\frac{35}{100}. Les autres fractions ont une écriture décimale non finie, tandis que 2\sqrt{2} est irrationnel.

2. Une fraction a pour numérateur −11-11 et pour dénominateur 44. Quelle propriété permet de conclure que sa valeur est rationnelle ?

C’est une écriture décimale à dénominateur puissance de 10.
C’est un entier négatif accompagné d’un signe fractionnaire.
C’est le quotient de deux entiers avec un dénominateur non nul.
C’est le quotient de deux entiers dont le dénominateur est négatif.

C’est le quotient de deux entiers avec un dénominateur non nul.

Explication

Un rationnel est le quotient de deux entiers relatifs lorsque le dénominateur est non nul. La condition de dénominateur puissance de 10 concerne les décimaux, et le signe du dénominateur n’a pas à être négatif.

3. Sur une droite graduée munie d’une origine, que désigne l’ensemble R\mathbb{R} ?

Les abscisses de tous les points de la droite.
Les abscisses qui peuvent s’écrire comme quotient d’entiers.
Les abscisses positives situées à droite de l’origine.
Les points de la droite qui ont une abscisse entière.

Les abscisses de tous les points de la droite.

Explication

Les réels sont les abscisses des points d’une droite graduée munie d’une origine. Les entiers et les rationnels ne couvrent pas toutes ces abscisses, et la définition inclut aussi les abscisses négatives.

4. Un nombre est identifié comme appartenant à N\mathbb{N}. Quel enchaînement d’inclusions garantit les ensembles auxquels il appartient aussi ?

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

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

Explication

Chaque ensemble de la chaîne contient le précédent : les naturels sont relatifs, les relatifs décimaux, les décimaux rationnels, et les rationnels réels. La chaîne qui place les rationnels avant les décimaux inverse cette inclusion.

5. Dans l’expression (−4)3(-4)^3, comment interpréter l’exposant 33 ?

Prendre l’opposé de la puissance positive de 44.
Multiplier trois facteurs égaux à −4-4.
Additionner trois fois le facteur −4-4.
Multiplier le facteur −4-4 par l’exposant 33.

Multiplier trois facteurs égaux à $$-4$$.

Explication

Un exposant naturel non nul indique le nombre de facteurs égaux à la base dans le produit : (−4)3=(−4)×(−4)×(−4)(-4)^3=(-4)\times(-4)\times(-4). L’exposant ne commande ni une addition ni une simple multiplication par sa valeur.

6. Pour calculer 5−25^{-2}, quelle expression faut-il utiliser ?

1(−5)2\frac{1}{(-5)^2}
−52-5^2
525^2
152\frac{1}{5^2}

$$\frac{1}{5^2}$$

Explication

Pour une base non nulle, une puissance d’exposant négatif est l’inverse de la puissance correspondante : 5−2=1525^{-2}=\frac{1}{5^2}. Le signe de l’exposant ne rend pas la valeur négative et ne change pas la base.

7. Une calculatrice affiche une expression contenant (−7)0(-7)^0 et une autre contenant 000^0. Quelle interprétation est correcte ?

(−7)0=1(-7)^0=1, tandis que 000^0 n’est pas défini.
(−7)0=1(-7)^0=1, tandis que 00=10^0=1.
(−7)0=0(-7)^0=0, tandis que 00=10^0=1.
(−7)0(-7)^0 n’est pas défini, tandis que 00=00^0=0.

$$(-7)^0=1$$, tandis que $$0^0$$ n’est pas défini.

Explication

Toute base réelle non nulle élevée à la puissance zéro vaut 1, mais 000^0 n’est pas défini. La règle de l’exposant nul ne s’applique donc pas à une base nulle.

8. Pour simplifier x4×x7x^4\times x^7, avec x≠0x\ne0, quel exposant faut-il donner à la base commune ?

x−3x^{-3}
x12x^{12}
x11x^{11}
x28x^{28}

$$x^{11}$$

Explication

Le produit de puissances de même base conserve cette base et additionne les exposants : x4×x7=x4+7=x11x^4\times x^7=x^{4+7}=x^{11}. La multiplication des exposants concerne une puissance de puissance, tandis que leur soustraction s’applique à un quotient.

9. On cherche si 4242 est un multiple de 77. Quelle égalité permet de le vérifier avec un entier kk ?

42=7×642=7\times 6
7=42×07=42\times 0
42=6×7+142=6\times 7+1
7=42×67=42\times 6

$$42=7\times 6$$

Explication

Un entier est multiple de 77 s’il s’écrit 7×k7\times k pour un entier kk ; ici, k=6k=6. L’égalité inversée confond « 7 divise 42 » avec « 42 divise 7 », tandis que les autres égalités ne donnent pas la forme requise.

10. Un entier relatif nn peut s’écrire n=2×(−8)n=2\times(-8). Quelle propriété de parité en découle ?

nn est pair
nn n’est pas un entier
La parité de nn ne peut pas être déterminée
nn est impair

$$n$$ est pair

Explication

Un entier est pair lorsqu’il existe un entier kk tel que n=2kn=2k ; ici, k=−8k=-8 est bien un entier. La forme 2k+12k+1 caractérise un impair, et un quotient négatif reste admissible.

11. Un entier relatif impair nn est élevé au carré. Quelle est la parité de n2n^2 ?

n2n^2 est pair
La parité de n2n^2 dépend du signe de nn
n2n^2 n’est pas un entier
n2n^2 est impair

$$n^2$$ est impair

Explication

Tout entier impair s’écrit n=2k+1n=2k+1, et son carré s’écrit alors n2=2(2k2+2k)+1n^2=2(2k^2+2k)+1, donc il est impair. Le signe de l’entier ne modifie pas cette conclusion, et le carré d’un entier reste entier.

12. Quel critère définit un nombre premier parmi les entiers naturels ?

Il admet exactement deux diviseurs : 1 et son carré
Il admet exactement deux diviseurs : 0 et lui-même
Il admet exactement deux diviseurs : 1 et lui-même
Il est impair et admet plusieurs diviseurs

Il admet exactement deux diviseurs : 1 et lui-même

Explication

Un nombre premier est un entier naturel qui admet exactement deux diviseurs, 1 et lui-même. L’imparité n’est pas le critère de définition, et ni 0 ni le carré du nombre ne remplacent les diviseurs indiqués.

13. Pour tester si n=53n=53 est premier, on vérifie que les nombres premiers ne dépassant pas 53\sqrt{53} ne le divisent pas. Si aucun ne le divise, quelle conclusion s’applique ?

Le test ne permet pas de conclure sans tester tous les entiers jusqu’à 53\sqrt{53}
5353 est premier
Le test ne permet pas de conclure sans tester jusqu’à 5353
5353 est composé

$$53$$ est premier

Explication

Pour un entier au moins égal à 2, l’absence de diviseur premier inférieur ou égal à sa racine carrée suffit à établir qu’il est premier. Tester jusqu’à nn ou tous les entiers jusqu’à sa racine dépasse ce que demande le critère, tandis qu’une absence de diviseur ne prouve pas qu’il est composé.

14. Pour deux entiers qui ne sont pas tous les deux nuls, que désigne leur PGCD ?

Le plus grand de leurs multiples communs
Le plus grand de leurs diviseurs communs
Le plus petit de leurs diviseurs communs
Le plus grand des deux entiers

Le plus grand de leurs diviseurs communs

Explication

Le PGCD est le plus grand entier qui divise les deux nombres. Le plus petit diviseur commun confond le critère de grandeur, un multiple commun n’est pas un diviseur, et le plus grand entier n’est pas nécessairement un diviseur commun.

15. Deux élèves décomposent un entier supérieur ou égal à 2 en facteurs premiers. Ils obtiennent les mêmes facteurs, mais dans un ordre différent : que peut-on conclure ?

Leurs décompositions sont identiques à l’ordre des facteurs près
La décomposition doit contenir des facteurs qui ne sont pas premiers
Les deux décompositions sont différentes et toutes deux possibles
Une seule décomposition est correcte, selon l’ordre croissant

Leurs décompositions sont identiques à l’ordre des facteurs près

Explication

Tout entier supérieur ou égal à 2 possède une décomposition en facteurs premiers unique si l’on ne tient pas compte de l’ordre. L’ordre croissant n’est pas une condition d’unicité, et des facteurs non premiers ne constituent pas la décomposition recherchée.

16. En décomposant le numérateur et le dénominateur de 84126\frac{84}{126} en facteurs premiers puis en simplifiant les facteurs communs, quelle fraction irréductible obtient-on ?

46\frac{4}{6}
2126\frac{2}{126}
32\frac{3}{2}
23\frac{2}{3}

$$\frac{2}{3}$$

Explication

Les décompositions sont 84=22×3×784=2^2\times3\times7 et 126=2×32×7126=2\times3^2\times7. Après suppression des facteurs communs, il reste 23\frac{2}{3}; 46\frac{4}{6} n’est pas irréductible, 32\frac{3}{2} inverse le quotient et 2126\frac{2}{126} ne simplifie pas correctement le dénominateur.

17. Pour réduire 96144\frac{96}{144} en divisant le numérateur et le dénominateur par leur PGCD, quel résultat obtient-on ?

4896\frac{48}{96}
46\frac{4}{6}
2144\frac{2}{144}
23\frac{2}{3}

$$\frac{2}{3}$$

Explication

Le PGCD de 96 et 144 est 48; en divisant les deux termes par 48, on obtient 96144=23\frac{96}{144}=\frac{2}{3}. Diviser par 24 laisse une fraction réductible, tandis que les autres résultats ne proviennent pas d’une division des deux termes par leur PGCD.

18. Une recette demande 512\frac{5}{12} de litre de lait, puis 412\frac{4}{12} de litre supplémentaire. Quelle quantité totale de lait est nécessaire ?

924\frac{9}{24} de litre
112\frac{1}{12} de litre
20144\frac{20}{144} de litre
912\frac{9}{12} de litre

$$\frac{9}{12}$$ de litre

Explication

Avec des dénominateurs identiques, on additionne les numérateurs et on conserve le dénominateur : 512+412=912\frac{5}{12}+\frac{4}{12}=\frac{9}{12}. 924\frac{9}{24} additionne à tort les dénominateurs, tandis que 112\frac{1}{12} correspond à une soustraction.

19. Pour calculer 25+13\frac{2}{5}+\frac{1}{3} en donnant aux deux fractions le dénominateur 1515, quelle expression obtient-on avant de réduire le résultat ?

215+115\frac{2}{15}+\frac{1}{15}
1015+315\frac{10}{15}+\frac{3}{15}
315+315\frac{3}{15}+\frac{3}{15}
615+515\frac{6}{15}+\frac{5}{15}

$$\frac{6}{15}+\frac{5}{15}$$

Explication

Pour obtenir le dénominateur commun 1515, on multiplie 25\frac{2}{5} par 33\frac{3}{3} et 13\frac{1}{3} par 55\frac{5}{5}, d’où 615+515\frac{6}{15}+\frac{5}{15}. Les autres expressions appliquent des facteurs incorrects ou ne transforment pas correctement les deux fractions.

20. Une bande mesure 37\frac{3}{7} de mètre et une autre 25\frac{2}{5} de mètre. Quelle longueur représente leur produit ?

635\frac{6}{35} de mètre carré
612\frac{6}{12} de mètre carré
1514\frac{15}{14} de mètre carré
512\frac{5}{12} de mètre carré

$$\frac{6}{35}$$ de mètre carré

Explication

Le produit de fractions s’obtient en multipliant les numérateurs entre eux et les dénominateurs entre eux : 37×25=635\frac{3}{7}\times\frac{2}{5}=\frac{6}{35}. 512\frac{5}{12} provient d’une addition, et 1514\frac{15}{14} d’une inversion erronée.

21. Un ruban de 34\frac{3}{4} de mètre est découpé en morceaux de 25\frac{2}{5} de mètre. Quel calcul donne le nombre de morceaux ?

32×45=1210\frac{3}{2}\times\frac{4}{5}=\frac{12}{10}
34×52=158\frac{3}{4}\times\frac{5}{2}=\frac{15}{8}
34×25=620\frac{3}{4}\times\frac{2}{5}=\frac{6}{20}
34÷52=310\frac{3}{4}\div\frac{5}{2}=\frac{3}{10}

$$\frac{3}{4}\times\frac{5}{2}=\frac{15}{8}$$

Explication

Diviser par 25\frac{2}{5} revient à multiplier par son inverse, 52\frac{5}{2}, ce qui donne 34×52=158\frac{3}{4}\times\frac{5}{2}=\frac{15}{8}. Multiplier directement par 25\frac{2}{5} omet l’inversion nécessaire.

22. Un carré a une aire de 2525 unités carrées. Quelle valeur désigne 25\sqrt{25} ?

2525
−5-5
55
±5\pm 5

$$5$$

Explication

La racine carrée désigne le nombre positif dont le carré vaut le nombre considéré, donc 25=5\sqrt{25}=5. −5-5 et ±5\pm5 confondent la racine carrée avec les deux solutions de l’équation x2=25x^2=25.

23. Un réel xx vaut −7-7. Quelle est la valeur de x2\sqrt{x^2} ?

00
77
4949
−7-7

$$7$$

Explication

La règle est x2=∣x∣\sqrt{x^2}=|x|; pour x=−7x=-7, cela donne ∣−7∣=7|-7|=7. La réponse −7-7 oublie la valeur absolue, tandis que 4949 est le carré de xx.

24. Un rectangle a des côtés de longueurs 33 et 88 unités. Quelle expression égale à la racine carrée de son aire se déduit de la règle sur la racine d’un produit ?

11\sqrt{11}
3×8\sqrt{3}\times\sqrt{8}
3×83\times 8
3+8\sqrt{3}+\sqrt{8}

$$\sqrt{3}\times\sqrt{8}$$

Explication

L’aire vaut 3×83\times8, et pour des facteurs positifs la racine d’un produit est le produit des racines : 3×8=3×8\sqrt{3\times8}=\sqrt{3}\times\sqrt{8}. 11\sqrt{11} applique à tort une séparation propre à une somme.

25. Un pendule de longueur L=2,5 mL=2{,}5\,\text{m} oscille sous l’approximation des petites oscillations, avec g=10 m⋅s−2g=10\,\text{m·s}^{-2}. Quelle période obtient-on à partir de la relation du pendule ?

π s\pi\,\text{s}
2π s2\pi\,\text{s}
π2 s\frac{\pi}{2}\,\text{s}
2π s\sqrt{2}\pi\,\text{s}

$$\pi\,\text{s}$$

Explication

La relation donne T=2πL/g=2π2,5/10=π sT=2\pi\sqrt{L/g}=2\pi\sqrt{2{,}5/10}=\pi\,\text{s}. La réponse 2π s2\pi\,\text{s} oublie la racine, π2 s\frac{\pi}{2}\,\text{s} inverse le rapport et 2π s\sqrt{2}\pi\,\text{s} omet le facteur 2.

26. On considère deux ensembles EE et FF. Que désigne précisément un couple de la forme (x;y)(x;y) associé à ces ensembles ?

Un élément unique appartenant à la fois à EE et à FF
Une paire ordonnée avec x∈Ex\in E et y∈Fy\in F
Une paire ordonnée avec x∈Fx\in F et y∈Ey\in E
Une paire sans ordre dont les deux éléments viennent de EE

Une paire ordonnée avec $$x\in E$$ et $$y\in F$$

Explication

Un couple est une paire ordonnée dont le premier terme appartient à EE et le second à FF. L’élément commun confond le couple avec une intersection, l’appartenance inversée échange les rôles de EE et FF, et la paire sans ordre néglige l’ordre.

27. Soient E={a,b}E=\{a,b\} et F={1,2}F=\{1,2\}. Quel ensemble correspond au produit cartésien E×FE\times F ?

{(a;1),(b;2)}\{(a;1),(b;2)\}
{a,b,1,2}\{a,b,1,2\}
{(1;a),(2;a),(1;b),(2;b)}\{(1;a),(2;a),(1;b),(2;b)\}
{(a;1),(a;2),(b;1),(b;2)}\{(a;1),(a;2),(b;1),(b;2)\}

$$\{(a;1),(a;2),(b;1),(b;2)\}$$

Explication

Le produit cartésien rassemble tous les couples ordonnés dont le premier élément vient de EE et le second de FF. L’ordre inversé échange les facteurs, les seuls couples diagonaux omettent des combinaisons, et les éléments isolés ne sont pas des couples.

Révisez avec les flashcards

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Sous quelle forme s’écrit un nombre décimal de l’ensemble D\mathbb D ?

a10n\frac{a}{10^n}, avec a∈Za\in\mathbb Z et n∈Nn\in\mathbb N.

Comment caractérise-t-on les nombres rationnels de l’ensemble Q\mathbb Q ?

Ce sont les quotients de deux entiers relatifs, avec un dénominateur non nul.

Que représentent les nombres réels de l’ensemble R\mathbb R ?

Les abscisses des points d’une droite graduée munie d’une origine.

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