Racines de nombres réels et radicaux - Questions avec solutions

Des questions de 10e année (Seconde) sur les racines de nombres et les radicaux sont présentées ci-dessous. Révisez les définitions et les propriétés, essayez les questions pratiques, et cliquez sur les flèches pour voir les solutions détaillées étape par étape.

Définition

$$x \text{ est la racine } n^{\text{ième}} \text{ d'un nombre } y \text{ est équivalent à } x^n = y.$$

Exemples

  1. Puisque $3^2 = 9$, $3$ est la racine carrée ($n = 2$) de $9$.
  2. Puisque $(-3)^2 = 9$, $-3$ est également une racine carrée de $9$.
  3. Puisque $(-2)^3 = -8$, $-2$ est la racine cubique ($n = 3$) de $-8$.
  4. Puisque $3^4 = 81$ et $(-3)^4 = 81$, les racines quatrièmes de $81$ sont $3$ et $-3$.

Propriétés des racines de nombres réels

1) Pour $n$ pair et $y$ positif, il y a deux racines $n^{\text{ièmes}}$ de $y$.

Exemple : Puisque $10^4 = 10000$ et $(-10)^4 = 10000$, les racines quatrièmes de $10000$ sont $10$ et $-10$.

2) Pour $n$ pair et $y < 0$, il n'y a pas de racines $n^{\text{ièmes}}$ réelles de $y$.

Exemples :

3) Pour $n$ impair, il y a toujours une racine $n^{\text{ième}}$ de $y$.

Exemples :


Racine principale

Pour $n$ pair, la racine principale est définie comme la racine positive. Pour $n$ impair, il n'y a qu'une seule racine, et c'est la racine principale.

Exemples


Notation radicale

Le symbole $\sqrt{\hphantom{9}}$ est appelé un radical et est utilisé pour indiquer la racine principale d'un nombre comme suit :

$$ \sqrt[n]{y} $$

où $n$ est appelé l'indice du radical et $y$ est appelé le radicande.

Exemples

$$ \sqrt[6]{64} = 2 $$

$$ \sqrt[3]{-27} = -3 $$

Remarque : En raison de son utilisation répandue, la racine carrée ($n=2$) de $y$ s'écrit $\sqrt{y}$ sans indiquer l'indice.


Questions pratiques avec solutions

Question 1

Quelle(s) est(sont) la(les) racine(s) $4^{\text{ième(s)}}$ de $16$ ?

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$2$ et $-2$ car $2^4 = 16$ et $(-2)^4 = 16$.

Question 2

Quelle(s) est(sont) la(les) racine(s) $7^{\text{ième(s)}}$ de $-1$ ?

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$-1$ car $(-1)^7 = -1$.

Question 3

Quel nombre a une racine cinquième égale à $-3$ ?

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Le nombre est $(-3)^5 = -243$.

Question 4

Si la racine sixième de $y$ est égale à $-5$, alors $y = \underline{\hspace{2cm}}$

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$y = (-5)^6 = 15625$.

Question 5

Quelle(s) est(sont) la(les) racine(s) $20^{\text{ième(s)}}$ de $-1$ ?

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Si $x$ est la racine $20^{\text{ième}}$ de $-1$, alors $x^{20} = -1$. Il n'y a pas de nombre réel $x$ qui, élevé à une puissance paire, donnerait un nombre négatif. La racine $20^{\text{ième}}$ de $-1$ n'est pas un nombre réel.

Question 6

Quelle est la racine principale $4^{\text{ième}}$ de $81$ ?

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$81 = 3^4$ et $81 = (-3)^4$. Ainsi $81$ a deux racines quatrièmes, mais la racine principale est la positive, $3$.

Question 7

Évaluez : $\sqrt{-4} = \underline{\hspace{2cm}}$

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N'est pas un nombre réel.

Question 8

Évaluez : $\sqrt[10]{\dfrac{10}{-10}} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt[10]{\dfrac{10}{-10}} = \sqrt[10]{-1} $$

N'est pas un nombre réel.

Question 9

Évaluez : $\sqrt[3]{-1} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt[3]{-1} = -1 $$

Question 10

Évaluez : $\sqrt[3]{1000} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt[3]{1000} = \sqrt[3]{10^3} = 10 $$

Question 11

Évaluez : $\sqrt[5]{\dfrac{64}{2}} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt[5]{\dfrac{64}{2}} = \sqrt[5]{32} = \sqrt[5]{2^5} = 2 $$

Question 12

Évaluez : $\sqrt{(-23)^2} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt{(-23)^2} = \sqrt{529} = 23 $$

Question 13

Évaluez : $\sqrt{4^6} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt{4^6} = \sqrt{(4^3)^2} = 4^3 = 64 $$

Question 14

Évaluez : $\sqrt[7]{5^7} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt[7]{5^7} = 5 $$

Question 15

Évaluez : $\sqrt[4]{10^2 - 6^2} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt[4]{10^2 - 6^2} = \sqrt[4]{100 - 36} = \sqrt[4]{64} = \sqrt[4]{2^6} $$

Cela peut être simplifié à l'aide d'exposants fractionnaires :

$$ = 2^{6/4} = 2^{3/2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2} \approx 2.828 $$

Question 16

Évaluez : $\sqrt[3]{2^9} = \underline{\hspace{2cm}}$

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$$ \sqrt[3]{2^9} = \sqrt[3]{(2^3)^3} = 2^3 = 8 $$

Question 17

Évaluez : $\sqrt{6 \dfrac{1}{4}} = \underline{\hspace{2cm}}$

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Convertissez la fraction mixte en une fraction impropre :

$$ \sqrt{6 \dfrac{1}{4}} = \sqrt{\dfrac{25}{4}} = \dfrac{5}{2} = 2.5 $$

Question 18

Utilisez une calculatrice pour approximer ce qui suit à 3 décimales près :

  1. $\sqrt[3]{4}$
  2. $\sqrt{1.3}$
  3. $\sqrt{\dfrac{2}{5}}$
  4. $\sqrt[3]{2 \dfrac{1}{3}}$
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  1. $\sqrt[3]{4} \approx 1.587$
  2. $\sqrt{1.3} \approx 1.140$
  3. $\sqrt{\dfrac{2}{5}} = \sqrt{0.4} \approx 0.632$
  4. $\sqrt[3]{2 \dfrac{1}{3}} = \sqrt[3]{\dfrac{7}{3}} \approx 1.326$

Plus de références et de liens