Cours ENSEMBLES de NOMBRES I - ENSEMBLE DE NOMBRES « Dieu fit le nombre entier, le reste est l’oeuvre de l’homme » - KRONECKER (mathématicien allemand 1823-1891) NOMBRES Entiers naturels Entiers relatifs Ensemble Exemples Notation DEFINITION - HISTOIRE Ce sont les nombres entiers et positifs. Le besoin de compter. introduit cinq siècles avant notre ère par les Babyloniens, Egyptiens, Grecs, Indiens . Le chiffre zéro, n’a été introduit que vers la fin du Ier millénaire, par les Indiens. Il s’est imposé progressivement dans tous les systèmes de numération, et est devenu le plus petit des entiers naturels. vient de l’italien : « Naturale ». Ce sont tous les nombres entiers (positifs ou négatifs ). De IN à : solution de l’équation a + x = b. introduit en Europe au cours du moyen âge. 0,1,2,3 ... 1 000 ... , -3 ,-2 , -1 , 0 , 1 , 2 ... vient de l’allemand : « Zahl » ( nombre ). - 72 050 Décimaux Ce sont les nombres qui peuvent s’écrire sous la forme m , p 10 avec m entier relatif, et p entier naturel. 4 75 12 0, 75 2 ; 12 0 Ex : 0, 0004 3 ; 10 10 10 ( Les entiers sont des décimaux ) ATTENTION : tout nombre à virgule n’est pas un nombre décimal, 1 En effet = 0,3333333… n’est pas dans ID 3 Il ne se « finit pas après la virgule » … vient du français : « Décimale ». Rationnels Ce sont les nombres qui peuvent s’écrire sous la forme p q avec p et q entiers relatifs. 123 Tous les décimaux sont des rationnels ; ex : 12,3 . 10 De à : solution de l’équation a x = b. introduit dans l’antiquité. 0,0004 2,5 -0,75 123,5348 12 12 13 7 38 1,5 ... vient de l’italien : « Quotiente ». Réels Ce sont tous les nombres que nous utilisons et que nous représentons sur un axe gradué. Certains réels ne sont pas des rationnels ; ex : 2 , , e , ... ( On dit qu’ils sont irrationnels ) De à IR : solution de l’équation x 2 = a , avec a >0 32,542 4 3 introduit par les Grecs avec Pythagore, Aristote, Euclide. vient de l’allemand : « Real » On a et on note : ( inclus) et 102 ( appartient ). … 102 2 3 -27 0,02 17 Remarque : Il existe encore des équations que l’on ne peut pas résoudre dans IR. Ex : x 2 1 , x 2 4 0 … Ces équations ont pourtant des solutions dans un ensemble noté ( ensemble des nombres complexes ), plus grand que … Rendez-vous en 1e ou en terminale …. II – VALEUR EXACTE, VALEURS APPROCHEES La troncature à n chiffres d’un nombre ( n entier naturel ) est obtenue en ne conservant que les n premiers chiffres après la virgule. L’arrondi à la précision 10 n d’un nombre est obtenue à partir de sa troncture à n chiffres : - si le (n+1)e chiffre est égal à 0,1,2,3 ou 4, alors l’arrondi est égal à la troncature à n chiffres ; - si le (n+1)e chiffre est égal à 5,6,7,8 ou 9, alors le n-ième chiffre après la virgule est augmenté de 1. Exemples : ( A COMPLETER ) 8,569 201 324 3,141 592 653 589… 23 3,285 714 285 714… 7 Valeur exacte Troncature à 2 chiffres Troncature à 3 chiffres Arrondi à l’unité Arrondi à 10-2 Arrondi à 10-2 par défaut Arrondi à 10-2 par excès Arrondi à 10-3 Arrondi à 10-3 par défaut Arrondi à 10-3 par excès Les troncatures et les arrondis sont des valeurs approchées des nombres. III - ECRITURE SCIENTIFIQUE - ORDRE DE GRANDEUR a. Ecriture scientifique La notation scientifique d’un nombre x est l’écriture de ce nombre sous la forme : x a 10 , où a est un nombre décimal tel que 1 a 10 , et p un entier relatif ( positif ou négatif ) p Exemples : Nombres 358,1 Ecriture scientifique - 480 000 - 4,8 10 0,0005 5 10 52 10 4 5 423 10 3,581 10 2 5 4 5,2 10 3 4,23 10 7 b. Ordre de grandeur L’ordre de grandeur d’un nombre est le nombre sous la forme : m 10 , p On a alors x m 10 où m entier relatif (-10 a < 10) et p entier relatif. p On l’obtient facilement à partir de l’écriture scientifique du nombre. Exemples : 8 269 201 324 0,000 052 932 - 58 345 943 Ecriture scientifique 8,269 201 324 109 5,293 2 10-5 -5,834 594 3 107 Ordre de grandeur 8 109 5 10-5 -6 107 c. La calculatrice La calculatrice ne manipule que des nombres décimaux. En outre, elle ne peut afficher qu’un nombre limité de chiffres (les « digits ») sur son écran (généralement entre 8 et 12). Quand elle ne peut pas afficher la valeur exacte d’un nombre, elle la remplace par une valeur approchée. Exemples : Error! = 20 3 6,666 666 666 … 9999 = 991 035 916 125 874 083 964 008 999 9,910 359 161 E 26 INFO TI82 : Pour mettre un résultat en fraction : MATH Frac ENTER Ex : taper 1/3 + 2/5 …. La calculatrice donne 0.733333… Mettre le résultat en fraction, et vérifier par le calcul. On trouve 11/15 ; 1 2 5 6 11 3 5 15 15 15 IV – NOMBRES PREMIERS a. Diviseurs d’un nombre Définition : Soit a et b deux nombres entiers. On dit que b est un diviseur de a (ou alors a est divisible par b) si a est un nombre entier. b Exemples : 2 est un diviseur de 98 100 est un diviseur de 1 500. Remarque : tout nombre entier (distinct de 0 et 1) admet au moins 2 diviseurs : 1 et lui-même. Critères de divisibilité Un nombre est divisible par : 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S’il se termine par un chiffre pair Si la somme de ses chiffres est divisible par 3 Si le nombre formé par ses deux derniers chiffres est divisible par 4 S’il se termine par 0 ou 5 S’il est divisible par 2 et par 3 On prend tous les chiffres sauf le dernier ( 3 chiffres minimum ) On soustrait 2 fois le dernier On vérifie si le résultat est divisible par 7 Si le nombre formé par ses trois derniers chiffres est divisible par 8 Si la somme de ses chiffres est divisible par 9 Si le chiffre des unités est 0 b. Nombre premier Définition : Un nombre premier est un entier naturel strictement supérieur à 1, n'admettant que deux diviseurs distincts: 1 et lui-même. Exemples : 2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11 ; 13… c. Décomposition d’un nombre en produit de facteurs premiers Théorème : Tout entier naturel strictement supérieur à 1 est premier ou produit de nombres (facteurs) premiers. Exemple : 35 n’est pas premier. Mais 35 = 5 7, les facteurs 5 et 7 étant premiers. Méthode : Pour décomposer un nombre en produits de facteurs premiers, on peut : Essayer de diviser le nombre par 2 et, si c’est possible, le quotient par 2, et recommencer tant que c’est possible ; Faire la même chose avec 3, etc … Recommencer avec chacun des nombres premiers 5 ,7 ,11, … On s’arrête lorsque le quotient est 1. 3 2 On a : 600 2 3 5 . présentation 600 300 150 75 25 5 1 2 2 2 3 5 5 Corrigé 23 3,285 714 285 714… 7 23 7 Exemples : ( COMPLETE ) 8,569 201 324 3,141 592 653 589… Valeur exacte 8,569 201 324 Troncature à 2 chiffres 8,56 3,14 3,28 Troncature à 3 chiffres 8,569 3,141 3,285 Arrondi à l’unité 9 3 3 Arrondi à 10-2 8,57 3,14 3,29 8,56 3,14 3,28 8,57 3,15 3,29 8,569 3,142 3,286 8,569 3,141 3,285 8,570 3,142 3,286 10-2 Arrondi à par défaut Arrondi à 10-2 par excès Arrondi à 10-3 Arrondi à 10-3 par défaut Arrondi à 10-3 par excès Exo ENSEMBLES de NOMBRES A compléter… ENSEMBLES EXERCICE N.1 ( Dans tout cet exercice, on ne demande aucune justification.) a. Parmi ces nombres, entourer ceux qui appartiennent à : 8 -13 Error! Error! 73,0 8 103 49 - 81 8 103 49 - 81 b. Parmi ces nombres, entourer ceux qui appartiennent à : 8 -13 Error! Error! 73,0 c. Parmi ces nombres, entourer ceux qui appartiennent à : 0 2 - 01 d. Parmi ces nombres, entourer ceux qui appartiennent à : 8,2 -9,03 Error! 3,14 0 Error! Error! 2 - 01 e. Parmi ces nombres, entourer ceux qui appartiennent à mais n’appartiennent pas à : 3,14 Error! 8,2 -9,03 Error! 8 -13 Error! Error! Error! 8 103 73,0 49 - 81 f. Parmi ces nombres, entourer ceux qui appartiennent à mais n’appartiennent pas à : 8,2 2 -9,03 2 0 - 01 EXERCICE N.2 Placer chaque nombre à sa place sur le croquis ci-contre : -7 3 Error! Error! Error! - Error! 0, 234 Error! 2 Error! 2 3,14 Error! 44 11 Error! EXERCICE N.3 a. Transformer ces nombres pour mettre en évidence leur appartenance à . Error! = - 25 = Error! = Error! = b. Transformer ces nombres pour mettre évidence leur appartenance à . 2,5 = -8,001 = Error! = EXERCICE N.4 a. Prouver que le nombre A= Error! + Error! + Error! est un entier naturel. b. Prouver que B = Error! – Error! est décimal. Error! = A compléter… c. Prouver que le nombre C = Error! Error! est rationnel. VALEUR EXACTE, VALEURS APPROCHEES EXERCICE N.5 Assimilons un fil de cuivre à un cylindre de diamètre d et de longueur l. a. Rappeler la formule donnant le volume d’un cylindre. d l b. Un fil de cuivre a un diamètre de 1 mm et une longueur de 100 m. Quel est son volume V ? On donnera la valeur exacte de V en cm3, puis la valeur approchée à 102 près. ECRITURE SCIENTIFIQUE, ORDRE DE GRANDEUR EXERCICE N.6 Donner l’écriture scientifique à 102 près, puis un ordre de grandeur pour chacun des nombres suivants : 1 a) R 2 pour R = 4100 3 b) 1 2 g t pour t 55, 2 et g 9,81 2 INFOS TI82 : La notation scientifique s’obtient en sélectionnant MODE SCI . ….