QCM : Racines carrées et simplification — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit correctement la racine carrée d’un nombre positif aa ?

C’est le nombre dont le double vaut aa.
C’est le nombre positif dont le carré vaut aa.
C’est le nombre positif dont le cube vaut aa.
C’est le nombre dont le carré vaut a-a.

C’est le nombre positif dont le carré vaut $$a$$.

Explication

La racine carrée de aa est le nombre positif dont le carré est égal à aa. La présence éventuelle d’un nombre négatif dans une expression comme a2a^2 ne change pas le fait que la racine carrée est positive.

2. Dans les nombres étudiés ici, quelle affirmation est correcte concernant la racine carrée d’un nombre négatif ?

Elle existe et elle est toujours négative.
Elle vaut zéro, car zéro est le carré le plus proche.
Elle n’existe pas, car un carré ne peut pas être négatif.
Elle est égale à la racine carrée de sa valeur opposée.

Elle n’existe pas, car un carré ne peut pas être négatif.

Explication

La racine carrée d’un nombre négatif n’existe pas dans l’ensemble considéré, puisque le carré d’un nombre est toujours positif ou nul. En revanche, la racine carrée de zéro existe et vaut zéro.

3. Pour un nombre positif aa, quelle expression est correcte ?

a2=a2\sqrt{a^2}=\frac{a}{2}
a2=a\sqrt{a^2}=a
a2=a2\sqrt{a^2}=a^2
a2=2a\sqrt{a^2}=2a

$$\sqrt{a^2}=a$$

Explication

Lorsque aa est positif, la racine carrée de a2a^2 est aa. Cette condition est importante, car la racine carrée choisit la valeur positive associée au carré.

4. Comment peut-on simplifier le produit 8×2\sqrt{8}\times\sqrt{2} ?

16+2\sqrt{16}+2
282\sqrt{8}
10\sqrt{10}
44

$$4$$

Explication

Pour des nombres positifs, on regroupe les radicands : 8×2=8×2=16=4\sqrt{8}\times\sqrt{2}=\sqrt{8\times2}=\sqrt{16}=4. L’addition des nombres sous les racines ne correspond pas à la propriété du produit.

5. Pour des nombres positifs aa et bb avec b0b\ne0, quelle égalité exprime la propriété du quotient des racines ?

ab=ab\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}=\sqrt{\frac{a}{b}}
ab=ab\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}=\sqrt{a-b}
ab=abb\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}=\frac{\sqrt{a-b}}{b}
ab=a×b\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}=\sqrt{a}\times\sqrt{b}

$$\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}=\sqrt{\frac{a}{b}}$$

Explication

Le quotient de deux racines positives peut être réuni sous une même racine, ce qui donne a/b\sqrt{a/b}. La différence sous le radical ne traduit pas une règle de division des racines.

6. Quelle transformation respecte les propriétés des racines carrées ?

16+9=16×9\sqrt{16+9}=\sqrt{16\times9}
16+9=25\sqrt{16+9}=\sqrt{25}
16+9=16+9\sqrt{16+9}=\sqrt{16}+\sqrt{9}
169=169\sqrt{16-9}=\sqrt{16}-\sqrt{9}

$$\sqrt{16+9}=\sqrt{25}$$

Explication

L’égalité 16+9=25\sqrt{16+9}=\sqrt{25} conserve simplement la somme sous le radical et donne une valeur correcte. La racine carrée ne se distribue pas sur une somme ou une différence, même si certaines valeurs particulières peuvent produire accidentellement le même résultat.

7. Quelle démarche permet d’écrire une racine sous la forme aba\sqrt{b} avec bb minimal ?

Remplacer le radicand par le carré parfait immédiatement supérieur.
Multiplier le radicand par un nombre pour obtenir une racine entière.
Faire apparaître un carré parfait, extraire sa racine, puis recommencer si nécessaire.
Séparer chaque chiffre du radicand et calculer leur racine séparément.

Faire apparaître un carré parfait, extraire sa racine, puis recommencer si nécessaire.

Explication

On recherche un carré parfait dans le radicand, on extrait sa racine, puis on poursuit jusqu’à ce que la partie restante ne contienne plus de carré parfait. Les chiffres d’un nombre ne peuvent pas être traités séparément comme des facteurs.

8. Quelle est la forme simplifiée de 72\sqrt{72} ?

989\sqrt{8}
2182\sqrt{18}
383\sqrt{8}
626\sqrt{2}

$$6\sqrt{2}$$

Explication

On écrit 72=9×872=9\times8, puis 72=38=342=62\sqrt{72}=3\sqrt{8}=3\sqrt{4}\sqrt{2}=6\sqrt{2}. La forme 383\sqrt{8} est une étape intermédiaire, car 88 contient encore le carré parfait 44.

9. Quelle démarche permet de simplifier une expression contenant plusieurs racines carrées avant de regrouper les termes ?

Transformer chaque racine carrée en une fraction avant de calculer
Regrouper toutes les racines, puis extraire les carrés parfaits
Extraire les carrés parfaits, puis regrouper les racines de même famille
Multiplier les radicandes, puis additionner les coefficients obtenus

Extraire les carrés parfaits, puis regrouper les racines de même famille

Explication

L’extraction des carrés parfaits fait apparaître des racines appartenant à une même famille, ce qui permet ensuite de regrouper leurs coefficients. Regrouper directement des racines de familles différentes, comme 2\sqrt{2} et 5\sqrt{5}, n’est pas valide.

10. Parmi les groupes suivants, lequel contient des termes qui peuvent être réduits ensemble ?

3\sqrt{3}, 252\sqrt{5} et 7107\sqrt{10}
323\sqrt{2}, 434\sqrt{3} et 565\sqrt{6}
2\sqrt{2}, 5\sqrt{5} et 7\sqrt{7}
434\sqrt{3}, 23-2\sqrt{3} et 636\sqrt{3}

$$4\sqrt{3}$$, $$-2\sqrt{3}$$ et $$6\sqrt{3}$$

Explication

Les trois termes du premier groupe contiennent la même racine carrée, 3\sqrt{3}, et leurs coefficients peuvent donc être combinés. Les autres groupes mélangent des racines carrées différentes qui ne constituent pas une même famille.

11. Comment développer correctement un produit contenant des racines carrées, tel que (a+b)(c+d)\left(\sqrt{a}+b\right)\left(\sqrt{c}+d\right) ?

En remplaçant chaque racine par son radicande avant le développement
En regroupant les termes ayant des coefficients semblables avant la multiplication
En additionnant les racines avant de distribuer les autres termes
En appliquant la distributivité comme si les racines étaient des inconnues

En appliquant la distributivité comme si les racines étaient des inconnues

Explication

Les règles classiques de développement algébrique s’appliquent aux expressions avec racines en traitant celles-ci comme des inconnues lors de la distributivité. Remplacer une racine par son radicande modifierait l’expression et ne permettrait pas un développement correct.

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Qu'est-ce que la racine carrée de a ?

Le nombre toujours positif dont le carré est a.

Pourquoi la racine carrée d’un nombre négatif n’existe-t-elle pas ici ?

Parce que le carré d’un nombre est toujours positif.

Quelle est la valeur de 0\sqrt{0} ?

0=0\sqrt{0}=0.

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