QCM : Puissances et notation scientifique — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Comment se réduit l’expression x8⋅x2x5\frac{x^8\cdot x^2}{x^5}, pour x≠0x\neq 0 ?

x11x^{11}
x−5x^{-5}
x15x^{15}
x5x^5

$$x^5$$

Explication

Dans un produit ou un quotient de puissances de même base, on additionne puis on soustrait les exposants : 8+2−5=58+2-5=5. L’expression x8⋅x2x^8\cdot x^2 donne donc x10x^{10} avant la division par x5x^5, et non x15x^{15}.

2. Comment réduire l’expression (a4)2(a^4)^2 ?

2a42a^4
a4a^4
a6a^6
a8a^8

$$a^8$$

Explication

Pour une puissance d’une puissance, on multiplie les exposants, donc (a4)2=a4×2=a8\left(a^4\right)^2=a^{4\times2}=a^8. Additionner les exposants donnerait à tort la règle d’un produit de puissances de même base.

3. Quelle est la valeur de (−32)4\left(-\frac32\right)^4 ?

8116\frac{81}{16}
1681\frac{16}{81}
−8116-\frac{81}{16}
−1681-\frac{16}{81}

$$\frac{81}{16}$$

Explication

L’exposant pair rend le résultat positif et l’on élève séparément le numérateur et le dénominateur : (−32)4=(−3)424=8116\left(-\frac32\right)^4=\frac{(-3)^4}{2^4}=\frac{81}{16}. Le signe négatif conviendrait à un exposant impair, pas à celui-ci.

4. Quelle est la valeur de −6202462023\frac{-6^{2024}}{6^{2023}} ?

−16\frac{-1}{6}
−6-6
66
−647-6^{47}

$$-6$$

Explication

L’écriture −62024-6^{2024} signifie l’opposé de 620246^{2024}, puis le quotient de puissances donne −62024−2023=−6-6^{2024-2023}=-6. Elle ne doit pas être confondue avec (−6)2024(-6)^{2024}, qui serait positif.

5. Quelle réduction est correcte pour (3a2b)3\left(\frac{3a}{2b}\right)^3 ?

27a8b\frac{27a}{8b}
9a36b3\frac{9a^3}{6b^3}
3a32b3\frac{3a^3}{2b^3}
27a38b3\frac{27a^3}{8b^3}

$$\frac{27a^3}{8b^3}$$

Explication

La puissance d’un quotient s’applique au numérateur et au dénominateur : (3a2b)3=(3a)3(2b)3=27a38b3\left(\frac{3a}{2b}\right)^3=\frac{(3a)^3}{(2b)^3}=\frac{27a^3}{8b^3}. Élever seulement les lettres ou seulement les coefficients ne respecte pas cette propriété.

6. Comment réduire 3a36a6\frac{3a^3}{6a^6}, pour a≠0a\neq0 ?

a32\frac{a^3}{2}
12a2\frac{1}{2a^2}
12a3\frac{1}{2a^3}
12a9\frac{1}{2a^9}

$$\frac{1}{2a^3}$$

Explication

On simplifie d’abord les coefficients, puis on soustrait les exposants de la même base : 3a36a6=12a3−6=12a3\frac{3a^3}{6a^6}=\frac12a^{3-6}=\frac{1}{2a^3}. Le quotient ne donne pas a3+6a^{3+6}, car la division impose une soustraction des exposants.

7. Quel résultat obtient-on en calculant 105103\frac{10^5}{10^3} ?

10210^2
101510^{15}
10−210^{-2}
10810^8

$$10^2$$

Explication

Lorsqu’on divise deux puissances de dix de même base, on soustrait les exposants, donc 5−3=25-3=2. L’addition des exposants correspondrait à une multiplication, et non à cette division.

8. Comment exprime-t-on un kilogramme en grammes sous la forme d’une puissance de dix ?

1 kg=10−3 g1\,kg=10^{-3}\,g
1 kg=103 g1\,kg=10^3\,g
1 kg=102 g1\,kg=10^2\,g
1 kg=106 g1\,kg=10^6\,g

$$1\,kg=10^3\,g$$

Explication

Un kilogramme correspond à mille grammes, soit 103 g10^3\,g. L’écriture 10−3 g10^{-3}\,g désigne une quantité beaucoup plus petite qu’un gramme et correspond au milligramme.

9. Quelle démarche permet d’écrire correctement une grandeur en notation scientifique ?

Identifier son unité et sa valeur, puis utiliser une puissance de dix adaptée
Additionner la valeur numérique et l’exposant du préfixe utilisé
Choisir un symbole de préfixe sans tenir compte de l’unité mesurée
Remplacer son unité par la puissance de dix qui lui est associée

Identifier son unité et sa valeur, puis utiliser une puissance de dix adaptée

Explication

La notation scientifique exige d’abord d’identifier l’unité et la valeur correspondante, puis de les exprimer avec une puissance de dix appropriée. Une unité de mesure reste distincte de la puissance de dix utilisée pour effectuer la conversion.

10. Que met en relation un abaque des préfixes d’unités ?

La puissance de dix, sa fraction inverse, son multiple et sa représentation graphique
Le préfixe, sa grandeur physique, sa formule et son instrument de mesure
Le symbole, son unité de base, son résultat numérique et son ordre alphabétique
Le préfixe, son symbole, sa valeur numérique et sa puissance de dix

Le préfixe, son symbole, sa valeur numérique et sa puissance de dix

Explication

L’abaque associe chaque préfixe à son symbole, à son nombre et à la puissance de dix correspondante. Le symbole sert à représenter le préfixe, mais il ne constitue pas lui-même la puissance de dix.

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Comment se réduisent les exposants dans un produit de puissances de même base ?

Les exposants se regroupent en les additionnant ou soustrayant selon le produit ou quotient.

Quelle propriété s'applique à une puissance d'une puissance comme (a4)2(a^4)^2 ?

On multiplie les exposants entre eux.

Quels types d'expressions sont concernés par la réduction dans la section ?

Les produits monomiaux avec puissances sont concernés.

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