QCM : Puissances et théorème de Pythagore — 20 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente l’expression ana^n lorsque nn est un entier positif ?

Le produit de aa facteurs égaux à nn
La multiplication de aa par l’exposant nn
Le produit de nn facteurs égaux à aa
La somme de nn termes égaux à aa

Le produit de $$n$$ facteurs égaux à $$a$$

Explication

Une puissance positive indique une multiplication répétée de la base par elle-même, avec nn facteurs égaux à aa. La multiplication n×an\times a correspond à une autre opération et ne désigne pas une puissance.

2. Quelle est la valeur de (−3)4(-3)^4 et de −34-3^4 ?

(−3)4=−12(-3)^4=-12 et −34=12-3^4=12
(−3)4=−81(-3)^4=-81 et −34=81-3^4=81
(−3)4=81(-3)^4=81 et −34=−81-3^4=-81
(−3)4=12(-3)^4=12 et −34=−12-3^4=-12

$$(-3)^4=81$$ et $$-3^4=-81$$

Explication

Les parenthèses font entrer le signe négatif dans la puissance, donc quatre facteurs négatifs donnent 8181. Dans −34-3^4, la puissance porte sur 33 puis le signe négatif est appliqué, ce qui donne −81-81.

3. Quelle égalité est correcte pour un nombre relatif aa non nul ?

a0=aa^0=a
a0=1a^0=1
a0=0a^0=0
a0=−1a^0=-1

$$a^0=1$$

Explication

Pour une base non nulle, toute puissance d’exposant zéro vaut 11. L’égalité a1=aa^1=a concerne l’exposant un, tandis que 0n=00^n=0 s’applique à une base nulle avec un exposant non nul.

4. Comment interpréter la puissance négative a−na^{-n} lorsque a≠0a\neq0 et nn est positif ?

Comme l’inverse de ana^n
Comme le quotient de aa par l’exposant nn
Comme l’opposé de ana^n
Comme le produit de nn facteurs égaux à aa

Comme l’inverse de $$a^n$$

Explication

Une puissance négative représente l’inverse de la puissance positive correspondante, soit a−n=1ana^{-n}=\frac{1}{a^n}. Elle ne change pas simplement le signe de ana^n et ne correspond pas à une division de la base par l’exposant.

5. Quelle propriété permet de calculer le quotient de deux puissances de même base ?

aman=am+n\frac{a^m}{a^n}=a^{m+n}
aman=am×n\frac{a^m}{a^n}=a^{m\times n}
aman=am−n\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}
aman=an−m\frac{a^m}{a^n}=a^{n-m}

$$\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}$$

Explication

Lorsqu’on divise deux puissances de même base, on soustrait les exposants, ce qui donne am−na^{m-n}. L’addition des exposants correspond à la multiplication de puissances de même base, et leur produit correspond à une puissance de puissance.

6. Quelle est la forme simplifiée de (105)2\left(10^5\right)^2 ?

102510^{25}
10710^7
101010^{10}
10310^3

$$10^{10}$$

Explication

Une puissance élevée à une autre puissance se calcule en multipliant les exposants, donc (105)2=105×2=1010\left(10^5\right)^2=10^{5\times2}=10^{10}. L’exposant 77 serait obtenu par une addition, qui ne convient pas à une puissance de puissance.

7. Quelle caractéristique distingue 10n10^n de 10−n10^{-n} pour un entier positif nn ?

10n10^n est supérieur à 11, tandis que 10−n10^{-n} est compris entre 00 et 11
10n10^n est compris entre 00 et 11, tandis que 10−n10^{-n} est supérieur à 11
Les deux nombres sont compris entre 00 et 11, avec des écritures décimales différentes
Les deux nombres sont supérieurs à 11, avec des nombres de zéros différents

$$10^n$$ est supérieur à $$1$$, tandis que $$10^{-n}$$ est compris entre $$0$$ et $$1$$

Explication

La puissance positive 10n10^n s’écrit avec des zéros après le 11 et est donc supérieure à 11. La puissance négative 10−n10^{-n} est son inverse, ce qui la place entre 00 et 11.

8. Laquelle de ces expressions est une écriture scientifique correcte ?

197,8×108197,8\times10^8
19,78×10919,78\times10^9
1,978×10101,978\times10^{10}
0,1978×10110,1978\times10^{11}

$$1,978\times10^{10}$$

Explication

Une écriture scientifique exige un coefficient strictement supérieur à 00 et strictement inférieur à 1010 ; 1,9781,978 respecte cette condition. Les autres coefficients sont soit supérieurs à 1010, soit inférieurs à 11.

9. Dans un triangle, quelle condition permet de conclure qu’il est rectangle grâce à la réciproque de Pythagore ?

Les trois côtés ont des longueurs différentes et leurs carrés se suivent.
La somme des trois côtés égale le carré du plus grand côté.
Le carré d’un petit côté égale la différence des deux autres carrés.
Le carré du plus grand côté égale la somme des carrés des deux autres côtés.

Le carré du plus grand côté égale la somme des carrés des deux autres côtés.

Explication

La réciproque de Pythagore établit que l’égalité entre le carré du plus grand côté et la somme des deux autres carrés prouve que le triangle est rectangle. La contraposée, souvent confondue avec elle, permettrait plutôt de conclure que le triangle n’est pas rectangle en cas de non-égalité.

10. Quelle démarche faut-il suivre pour vérifier si un triangle est rectangle ?

Calculer le carré d’un petit côté, puis le comparer à la somme des longueurs restantes.
Comparer le carré du plus grand côté avec la somme des carrés des deux autres côtés.
Comparer le plus grand côté avec la différence des longueurs des deux autres côtés.
Additionner les trois longueurs, puis comparer le résultat au plus grand carré.

Comparer le carré du plus grand côté avec la somme des carrés des deux autres côtés.

Explication

Le test consiste à identifier le plus grand côté, à calculer son carré, puis à comparer ce résultat à la somme des carrés des deux autres côtés. Comparer directement les longueurs ou utiliser une différence de longueurs ne correspond pas au critère de Pythagore.

11. Dans un triangle ABC rectangle en B, quelle expression permet de calculer le côté AB à partir des deux autres côtés ?

AB2=AC2+BC2AB^2=AC^2+BC^2
AB2=AC2−BC2AB^2=AC^2-BC^2
AB2=BC2−AC2AB^2=BC^2-AC^2
AB2=AC2×BC2AB^2=AC^2\times BC^2

$$AB^2=AC^2-BC^2$$

Explication

Comme AC est l’hypoténuse, le théorème donne AC2=AB2+BC2AC^2=AB^2+BC^2, d’où AB2=AC2−BC2AB^2=AC^2-BC^2. L’addition des carrés sert à calculer l’hypoténuse, tandis que le calcul d’un autre côté demande une soustraction.

12. Un triangle ABC est rectangle en A, avec AB=24AB=24 et AC=32AC=32. Quelle est la longueur de l’hypoténuse BC ?

56
1024
8
40

40

Explication

Les deux côtés perpendiculaires donnent BC2=242+322=1600BC^2=24^2+32^2=1600, donc BC=40BC=40. La valeur 1600 correspond au carré de l’hypoténuse, tandis que 8 est une différence de longueurs qui ne convient pas ici.

13. Quelle est la valeur de −8+(+13)-8+(+13) ?

-21
5
-5
21

5

Explication

Les signes sont opposés, donc on soustrait les distances à zéro et on garde le signe du nombre ayant la plus grande valeur absolue : 13−8=513-8=5. L’addition de deux nombres négatifs donnerait une somme négative, mais ce n’est pas le cas dans cette expression.

14. Quelle transformation permet de calculer 21−(−13)21-(-13) ?

21−(+13)=821-(+13)=8
−21+(+13)=−8-21+(+13)=-8
21+(+13)=3421+(+13)=34
21+(−13)=821+(-13)=8

$$21+(+13)=34$$

Explication

Soustraire un nombre relatif revient à additionner son opposé ; l’opposé de −13-13 est +13+13, donc 21−(−13)=21+13=3421-(-13)=21+13=34. L’expression 21+(−13)21+(-13) correspondrait à une soustraction de +13+13, et non de −13-13.

15. Quel est le signe du quotient de deux nombres relatifs de signes différents ?

Positif
Négatif
Variable selon la valeur absolue des nombres
Nul

Négatif

Explication

Le quotient de deux nombres relatifs est négatif lorsque les signes sont différents. Les valeurs absolues déterminent la grandeur du quotient, mais elles ne changent pas cette règle de signe.

16. Quel est le signe du produit de cinq facteurs négatifs ?

Positif, car les facteurs négatifs se regroupent par paires.
Positif, car chaque facteur négatif change le signe deux fois.
Nul, car plusieurs signes négatifs s’annulent entièrement.
Négatif, car le nombre de facteurs négatifs est impair.

Négatif, car le nombre de facteurs négatifs est impair.

Explication

Un produit comportant un nombre impair de facteurs négatifs est négatif ; cinq est un nombre impair. Le produit serait positif avec un nombre pair de facteurs négatifs, car les changements de signe se compenseraient deux à deux.

17. Que signifie l’égalité a=b×qa=b\times q, où qq est un entier, pour deux entiers aa et bb ?

Le produit de aa par bb est égal à un entier quotient
Le reste de la division de aa par bb est nul
Le reste de la division de bb par aa est nul
Le quotient de la division de aa par bb vaut toujours bb

Le reste de la division de $$a$$ par $$b$$ est nul

Explication

Cette égalité exprime que aa est un multiple de bb et que la division euclidienne de aa par bb laisse un reste nul. Dire que bb est le quotient serait une confusion entre le diviseur et le quotient.

18. Parmi les nombres suivants, lequel est divisible à la fois par 2, par 5 et par 10 ?

1 242
1 235
1 245
1 240

1 240

Explication

Un nombre divisible par 10 se termine par 0 ; il est alors aussi divisible par 2 et par 5. Les nombres se terminant par 5 peuvent être divisibles par 5, mais ils ne satisfont pas le critère de divisibilité par 2.

19. Comment peut-on vérifier rapidement qu’un nombre entier est divisible par 9 ?

En vérifiant que la somme de ses chiffres est divisible par 9
En vérifiant que le nombre de ses chiffres est divisible par 9
En vérifiant que son dernier chiffre vaut 0 ou 5
En vérifiant que son dernier chiffre est pair ou nul

En vérifiant que la somme de ses chiffres est divisible par 9

Explication

La divisibilité par 9 se teste en additionnant les chiffres : la somme doit être divisible par 9. Le chiffre des unités permet plutôt de tester la divisibilité par 2, par 5 ou par 10.

20. Lequel de ces nombres est premier ?

39
27
33
29

29

Explication

Le nombre 29 possède exactement deux diviseurs positifs, 1 et 29, ce qui correspond à la définition d’un nombre premier. Les autres nombres sont divisibles par 3 ou par 9 et possèdent donc d’autres diviseurs.

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Qu'est-ce qu'une puissance positive aⁿ ?

Le produit de n facteurs égaux à a, avec n entier.

Comment les parenthèses affectent-elles le signe de (-3)⁴ ?

Elles changent le signe, donnant 81.

Quelle est la valeur de -3⁴ sans parenthèses ?

-81

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