QCM : Nombres réels et intervalles (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Le nombre −0.037-0.037 peut-il s’écrire sous la forme n10k\frac{n}{10^k} avec nn entier relatif et kk naturel, et appartient-il donc à quel ensemble ?

À Z\mathbb{Z}, car toute écriture décimale finie est un entier
À D\mathbb{D}, car −0.037=−37103-0.037=\frac{-37}{10^3}
À N\mathbb{N}, car son dénominateur est une puissance de dix
À Q\mathbb{Q} mais pas à D\mathbb{D}, car le nombre est négatif

À $$\mathbb{D}$$, car $$-0.037=\frac{-37}{10^3}$$

Explication

Un nombre décimal s’écrit avec un entier relatif au numérateur et une puissance de dix au dénominateur ; ici, −0.037=−37103-0.037=\frac{-37}{10^3}. Le confondre avec un entier ignore la partie décimale, et le signe négatif n’empêche pas d’être décimal.

2. Un nombre xx est égal à −1421\frac{-14}{21}. Quelle propriété suffit à établir que xx est rationnel ?

Il possède une écriture décimale finie
Il est le quotient de deux entiers avec un dénominateur positif
Il est le quotient de deux nombres réels quelconques
Il est le quotient de deux entiers avec un dénominateur non nul

Il est le quotient de deux entiers avec un dénominateur non nul

Explication

Un rationnel s’écrit comme le quotient de deux entiers, le dénominateur étant non nul ; le dénominateur n’a pas à être positif. Une écriture décimale finie est une condition plus restrictive, et deux réels quelconques ne suffisent pas à définir un rationnel.

3. Un nombre réel peut être classé dans quelle catégorie générale ?

Dans l’ensemble formé des seuls rationnels
Dans l’ensemble formé des seuls irrationnels
Dans l’ensemble formé des rationnels et des irrationnels
Dans l’ensemble formé des entiers et des décimaux

Dans l’ensemble formé des rationnels et des irrationnels

Explication

Les réels regroupent les nombres rationnels et les nombres irrationnels. Les rationnels seuls et les irrationnels seuls ne constituent chacun qu’une partie des réels, tandis que les entiers et les décimaux ne couvrent pas tous les réels.

4. On classe un nombre connu comme entier naturel en choisissant le plus petit ensemble parmi N,Z,D,Q,R\mathbb{N},\mathbb{Z},\mathbb{D},\mathbb{Q},\mathbb{R} qui le contient. Quel est cet ensemble ?

Z\mathbb{Z}
R\mathbb{R}
Q\mathbb{Q}
N\mathbb{N}

$$\mathbb{N}$$

Explication

Les inclusions suivent l’ordre N⊂Z⊂D⊂Q⊂R\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{D}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R} ; un entier naturel appartient donc déjà à N\mathbb{N}, le plus petit ensemble proposé qui le contient. Choisir Z\mathbb{Z} ou un ensemble plus large néglige le critère du plus petit ensemble.

5. Un intervalle est noté ]−3;2]]-3;2]. Lesquelles de ses extrémités appartiennent à l’intervalle ?

−3-3 et 22
22, mais pas −3-3
Ni −3-3 ni 22
−3-3, mais pas 22

$$2$$, mais pas $$-3$$

Explication

Une extrémité appartient à l’intervalle lorsqu’elle est fermée par un crochet correspondant : dans ]−3;2]]-3;2], 22 est inclus et −3-3 est exclu. Inclure les deux ou exclure les deux méconnaît l’un des deux types d’extrémité.

6. Quelle notation désigne l’ensemble de tous les nombres réels comme un intervalle ?

[−∞;+∞][-\infty;+\infty]
[0;+∞[[0;+\infty[
]−1;1[]-1;1[
]−∞;+∞[]-\infty;+\infty[

$$]-\infty;+\infty[$$

Explication

L’ensemble des réels se note comme l’intervalle ouvert ]−∞;+∞[]-\infty;+\infty[. Les infinis ne sont pas des extrémités incluses, et les autres écritures ne représentent qu’une partie de la droite réelle.

7. On considère les ensembles A={1,2,3,4}A=\{1,2,3,4\} et B={3,4,5}B=\{3,4,5\}. Quels éléments appartiennent à la fois à AA et à BB ?

{1,2,3,4,5}\{1,2,3,4,5\}
{5}\{5\}
{1,2}\{1,2\}
{3,4}\{3,4\}

$$\{3,4\}$$

Explication

L’intersection rassemble les éléments communs aux deux ensembles : ici, 3 et 4. La réunion contient aussi les éléments non communs, tandis que {1,2}\{1,2\} et {5}\{5\} sont propres respectivement à A et à B.

8. Une liste regroupe les élèves inscrits au club de théâtre ou au club de musique, y compris ceux inscrits aux deux clubs. Quelle opération ensembliste décrit cette liste ?

L’intersection des deux ensembles
La réunion des deux ensembles
La différence du club de musique avec le club de théâtre
La différence du club de théâtre avec le club de musique

La réunion des deux ensembles

Explication

La réunion comprend les éléments appartenant à au moins l’un des deux ensembles, donc aussi ceux qui appartiennent aux deux clubs. L’intersection ne retient que les élèves inscrits aux deux clubs, tandis que les différences excluent les élèves communs.

9. Pour x=−7x=-7, quelle valeur obtient-on en appliquant la définition de la valeur absolue ?

77
4949
−49-49
−7-7

$$7$$

Explication

Comme x≤0x\le 0, la valeur absolue est égale à −x-x ; pour x=−7x=-7, cela donne 7. −7-7 conserve le signe, tandis que −49-49 et 49 proviennent d’une confusion avec le carré.

10. Sur une droite graduée, deux points ont pour abscisses a=−4a=-4 et b=3b=3. Quelle est leur distance ?

77
−12-12
−7-7
−1-1

$$7$$

Explication

La distance vaut ∣a−b∣=∣−4−3∣=∣−7∣=7|a-b|=|-4-3|=|-7|=7. −7-7 omet la valeur absolue, −1-1 résulte de l’addition signée des abscisses et −12-12 de leur produit.

11. Parmi les expressions suivantes, laquelle illustre une expression affine pouvant apparaître à l’intérieur d’une valeur absolue dans une équation ou une inéquation ?

∣5∣|5|
∣3−x∣|3-x|
∣3x∣|3x|
∣x2−5∣|x^2-5|

$$|3-x|$$

Explication

Une équation ou une inéquation en valeur absolue peut contenir une expression telle que ∣3−x∣|3-x|. ∣3x∣|3x| correspond à un produit, ∣5∣|5| ne contient pas de variable et ∣x2−5∣|x^2-5| comporte une expression quadratique.

12. En résolvant dans R\mathbb{R} l’équation ∣x+4∣=−2|x+4|=-2, combien de solutions réelles obtient-on ?

Une infinité de solutions réelles
Deux solutions réelles
Aucune solution réelle
Une solution réelle

Aucune solution réelle

Explication

Une valeur absolue est positive ou nulle ; elle ne peut donc pas être égale à −2-2. L’idée qu’une valeur absolue puisse être négative confond sa valeur avec un nombre signé, tandis que les réponses indiquant une ou plusieurs solutions négligent cette impossibilité.

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Quelle forme caractérise un nombre décimal ?

d=n10kd=\frac{n}{10^k}, avec n∈Zn\in\mathbb{Z} et k∈Nk\in\mathbb{N}.

Quelle forme caractérise un nombre rationnel ?

r=pqr=\frac{p}{q}, avec p,q∈Zp,q\in\mathbb{Z} et q≠0q\ne 0.

À quels ensembles appartient l’ensemble des nombres réels ?

Aux nombres rationnels et aux nombres irrationnels.

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