QCM : Puissances et puissances de dix (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. On développe (−3)4(-3)^4 sous forme d’un produit de facteurs égaux. Quelle écriture obtient-on ?

(−3)×(−3)×(−3)×(−3)(-3)\times(-3)\times(-3)\times(-3)
(−3)×(−3)×(−3)×(−3)×(−3)(-3)\times(-3)\times(-3)\times(-3)\times(-3)
3×3×3×33\times3\times3\times3
(−3)×4(-3)\times 4

$$(-3)\times(-3)\times(-3)\times(-3)$$

Explication

Pour un exposant entier au moins égal à 2, la puissance est le produit d’autant de facteurs égaux à la base que l’indique l’exposant. (−3)×4(-3)\times4 confond puissance et multiplication, 3×3×3×33\times3\times3\times3 omet le signe de la base, et la dernière écriture compte cinq facteurs au lieu de quatre.

2. Pour calculer (−7)0+(−7)1(-7)^0+(-7)^1, quelles valeurs faut-il attribuer à (−7)0(-7)^0 et à (−7)1(-7)^1, dans cet ordre ?

−7-7 puis 11
11 puis −7-7
4949 puis −7-7
11 puis 77

$$1$$ puis $$-7$$

Explication

Par convention, une puissance d’exposant zéro vaut 1 et une puissance d’exposant un vaut la base. La réponse −7-7 puis 11 inverse ces conventions, 11 puis 77 perd le signe de la base, et 4949 correspond à tort à un carré.

3. Une calculatrice affiche 5−35^{-3}. Quelle expression équivalente permet de calculer cette valeur ?

153\frac{1}{5^3}
−53-5^3
535^3
(15)−3\left(\frac{1}{5}\right)^{-3}

$$\frac{1}{5^3}$$

Explication

Un exposant négatif signifie que l’on prend l’inverse de la puissance correspondante d’exposant positif : 5−3=1535^{-3}=\frac{1}{5^3}. 535^3 omet l’inverse, −53-5^3 confond inverse et opposé, et (15)−3\left(\frac{1}{5}\right)^{-3} revient à 535^3.

4. Sans parenthèses, quelle est la valeur de 4+3×234+3\times2^3 ?

28
32
14
56

28

Explication

La puissance se calcule avant les autres opérations : 23=82^3=8, puis 4+3×8=284+3\times8=28. Le résultat 56 vient d’une lecture de gauche à droite, 32 d’une multiplication avant la puissance et 14 d’une addition avant la puissance.

5. Une expression contient le produit a4×a3a^4\times a^3, avec la même base non nulle. Quelle puissance équivalente obtient-on ?

a1a^1
a7a^7
a12a^{12}
(2a)7(2a)^7

$$a^7$$

Explication

Lorsqu’on multiplie des puissances de même base, on additionne les exposants : 4+3=74+3=7. a12a^{12} correspond à la multiplication des exposants, a1a^1 à leur soustraction et (2a)7(2a)^7 à une modification injustifiée de la base.

6. Pour simplifier b8b3\frac{b^8}{b^3} avec une base non nulle, quelle puissance équivalente faut-il écrire ?

b−5b^{-5}
b11b^{11}
b8/3b^{8/3}
b5b^5

$$b^5$$

Explication

Dans un quotient de puissances de même base, on soustrait l’exposant du dénominateur à celui du numérateur : 8−3=58-3=5. b11b^{11} applique la règle du produit, b8/3b^{8/3} divise les exposants et b−5b^{-5} inverse leur ordre.

7. Comment peut-on interpréter 10410^4 et quelle valeur obtient-on ?

Le produit de quatre facteurs 10, soit 10 000
Le produit de dix facteurs 4, soit 40
Le produit de quatre facteurs 1, soit 1
Le chiffre 1 précédé de quatre zéros, soit 0,0001

Le produit de quatre facteurs 10, soit 10 000

Explication

Pour un exposant naturel, 10410^4 est le produit de quatre facteurs égaux à 10, soit 10 000; la convention donne par ailleurs 100=110^0=1. Les réponses 40 et 1 confondent le rôle de l’exposant ou des facteurs, tandis que 0,0001 correspond à une puissance négative.

8. Pour convertir une quantité exprimée en 10−310^{-3} de son unité en fraction de l’unité, quelle valeur faut-il utiliser ?

11000\frac{1}{1000}
110\frac{1}{10}
10001000
1100\frac{1}{100}

$$\frac{1}{1000}$$

Explication

La règle est 10−n=110n10^{-n}=\frac{1}{10^n}; ainsi 10−3=1103=1100010^{-3}=\frac{1}{10^3}=\frac{1}{1000}. La valeur 1000 oublie l’inverse, tandis que 1100\frac{1}{100} et 110\frac{1}{10} correspondent respectivement à des exposants négatifs de 2 et de 1.

9. Un préfixe désigne une grandeur égale à 10−610^{-6} fois l’unité de base. Quel est ce préfixe ?

pico
milli
nano
micro

micro

Explication

Le préfixe micro correspond à 10−610^{-6}. Milli désigne 10−310^{-3}, nano 10−910^{-9} et pico 10−1210^{-12}.

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Comment définit-on ana^n pour un nombre relatif non nul aa et un entier n≥2n\geq 2 ?

C’est le produit de nn facteurs égaux à aa.

À quoi est égal a1a^1 par convention ?

aa

À quoi est égal a0a^0 par convention ?

11

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