Math´ematiques appliqu´ees `a la construction - Cours 2 1
PROPRI´
ET´
ES DES EXPOSANTS ET DES RADICAUX
1 Propri´et´es des exposants entiers
Soit aet bdeux nombres r´eels quelconques et met ndeux entiers positifs. On d´efinit
la ni`eme puissance de acomme suit:
an=
Exemple 1 : 24=
Propri´et´e 1
am×an=
Illustration : (a×a×. . . ×a×a
| {z }
mfois
)×(a×a×. . . ×a×a
| {z }
nfois
) = a×a×. . . ×a×a
| {z }
m+nfois
.
Exemple 2 : 62×63=
Propri´et´e 2
am
an= si a6= 0
Illustration :
mfois
z }| {
a×a×. . . ×a×a
a×a×. . . ×a×a
| {z }
nfois
=a×a×. . . ×a×a
| {z }
mnfois
.
Exemple 3 : 45
42=
Propri´et´e 3
a0= si a6= 0
Illustration : Lorsque m=n, on obtient :
am
an=an
an
|{z}
=1
=ann=a0
Math´ematiques appliqu´ees `a la construction - Cours 2 2
Propri´et´e 4
an= si a6= 0
Illustration : an=a0n=a0
an=1
an
Exemple 4 : 5 ×34=
Exemple 5 : 32
35=
Propri´et´e 5
(am)n=
Illustration : (am)n=am×am×. . . ×am
| {z }
nfois
=a
nfois
z }| {
m+m+. . . +m=am×n.
Exemple 6 : (42)3=
Propri´et´e 6
(a×b)m=
Illustration : (a×b)m= (a×b). . . (a×b)
| {z }
mfois
=a×. . . ×a
| {z }
mfois ×b×. . . ×b
| {z }
mfois
=am×bm.
Exemple 7: 43×53=
Propri´et´e 7
a
bm= si b6= 0
Illustration : a
bm=a
b×a
b×. . . ×a
b×a
b
| {z }
mfois
=
mfois
z }| {
a×a×. . . ×a×a
b×b×. . . ×b×b
| {z }
mfois
=am
bm.
Exemple 8 : 4
34
=
Math´ematiques appliqu´ees `a la construction - Cours 2 3
2 Propri´et´es des exposants fractionnaires
D´efinition : Une racine ni`eme d’un nombre r´eel aest un nombre r´eel btel que bn=a
o`u nest un entier sup´erieur ou ´egal `a 2.
b=n
a=a1/n car bn=a1/nn=an/n =a1=a
Dans la mesure o`u les expressions `a exposants fractionnaires sont d´efinies, les
propri´et´es 1 `a 7 ´enonc´ees pr´ec´edemment sont toujours applicables.
Propri´et´e 8
am
n= lorsque n
aest d´efinie
Illustration : am
n=a1
n
×m=a1
nm=n
amou encore am
n=am×1
n= (am)1
n=n
am.
Exemple 9 : 64/3=
Exemple 10 : (3)3/4=
Exemple 11 : (3)3/5=
Note :
- Lorsque aest un nombre positif, les deux expressions ( n
a)met n
amsont
´equivalentes.
- Lorsque aest un nombre n´egatif, les deux expressions ( n
a)met n
amne sont
pas toujours ´equivalentes puisque l’expression n
an’est pas d´efinie lorsque nest
pair.
- Certains mod`eles de calculatrice (TI30X) ne sont pas programm´ees pour
effectuer des op´erations du type ”nombre n´egatif affect´e d’un exposant
fractionnaire”. Pour d´eterminer la valeur num´erique de l’exemple 11, il est alors
n´ecessaire de proc´eder en deux ´etapes (exposant et racine).
Propri´et´e 9
n
ra
b= si b6= 0, n
aet n
bsont d´efinies
Illustration : n
ra
b=a
b1
n=a1
n
b1
n
=
n
a
n
b.
Exemple 11 : 3
r27
64 =
Math´ematiques appliqu´ees `a la construction - Cours 2 4
Propri´et´e 10
n
a×b= si n
aet n
bsont d´efinies
Illustration : n
a×b= (a×b)1
n=a1
n×b1
n=n
a×n
b.
Exemple 12 : 225 =
3 Exercices et solutions (sans calculatrice)
Question 1 :´
Evaluer les expressions suivantes (utiliser les propri´et´es des exposants).
a) 23f) 24k) 3
22
b) 23g) 23×32×45
38×21×93l) 3
22
c) (2)3h) (25)3×38×27
(22×36)2m) (2 + 3)2
d) 23i) 1
24×1
22
1
23×1
25n) 22+ 32
e) (2)4j) 23×32×22
26×3×21o) (21+3)2
Question 2 :´
Evaluer les expressions suivantes (utiliser les propri´et´es des radicaux).
a) 25 d) 25 g) 3
85
3
82
b) 3
27 e) 152135 h) 3
3375
c) 3
27 f) 3
12 3
12 3
12 i) 4
r81
16
R´eponses
1a) 8 1i) 1 2b) 3
1b) 1
81j) 3 2c) 3
1c) 8 1k) 12 2d) n’existe pas
1d) 8 1l) 4
92e) 105
1e) 16 1m) 25 2f) 12
1f) 16 1n) 13 2g) 8
1g) 256 1o) 256 2h) 15
1h) 81
16 2a) 5 2i) 3
2
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