Aller au contenu
Topos Uranos

Résumé

Cette leçon ouvre l’unité consacrée aux ensembles de nombres. Elle présente le parcours de l’unité, qui commence aux entiers naturels et arrive, par extensions successives, aux entiers relatifs, aux rationnels, aux réels et aux complexes ; elle reconstitue l’histoire de ces extensions, depuis les fractions égyptiennes et la crise grecque des incommensurables jusqu’à la fondation rigoureuse du XIXe siècle ; elle formule avec précision le problème qui leur a donné naissance, qui est toujours une équation sans solution dans l’ensemble disponible, et examine le cas de Bombelli, où une équation à solutions réelles exige de passer par les nombres complexes. Elle se termine en indiquant où ces ensembles interviennent dans la suite du cours, dans d’autres cours du site et dans la science et la technique.

Objectifs d’apprentissage

  1. Décrire le parcours de l’unité et expliquer ce que chaque leçon apporte à la suite de constructions qui va des entiers naturels aux complexes.
  2. Formuler, pour chaque extension, l’équation qui la motive, et indiquer quelle propriété est gagnée et laquelle est perdue à chaque passage.
  3. Situer dans leur contexte historique les principales phases de l’extension de la notion de nombre et identifier le problème de mesure, de calcul ou de fondement qui a motivé chacune d’elles.
  4. Indiquer où interviennent les ensembles de nombres dans la suite du cours, dans d’autres cours et dans des applications scientifiques et techniques.

Évaluation d’entrée

Avant de parcourir l’unité, il convient de mesurer le point de départ. Cette auto-évaluation n’est pas notée : elle sert à savoir où s’arrêter. Les dix premières questions portent sur les huit leçons de contenu de l’unité : la sixième et la septième relèvent toutes deux des puissances à exposant rationnel (la seconde d’entre elles, de la rationalisation du dénominateur), et la dixième revient au développement décimal pour poser un problème en contexte et communiquer son résultat en écriture scientifique, avec l’arrondi adéquat. Les mêmes compétences sont mesurées de nouveau à la fin, dans la leçon de synthèse, avec d’autres données ; les trois dernières vérifient ce que cette unité tient pour acquis de la précédente, sur les entiers naturels : la division euclidienne, le plus grand commun diviseur et le lemme d’Euclide.

Évaluation d’entrée

Avant de commencer l’unité, mesurez votre point de départ. C’est une autoévaluation brève : elle n’est pas notée et son résultat n’est conservé que dans votre navigateur.

  1. Question 1Laquelle de ces équations a une solution dans R\mathbb{R} mais pas dans Q\mathbb{Q} ?

  2. Question 2Dans la construction des entiers relatifs, lequel de ces couples d’entiers naturels représente le même entier relatif que le couple (3,7)(3, 7) ?

  3. Question 3Calculer 512−718\frac{5}{12} - \frac{7}{18} et donner le résultat sous forme de fraction irréductible.

  4. Question 4Laquelle de ces fractions a un développement décimal fini ?

  5. Question 5Quel est l’ensemble des réels xx qui vérifient ∣2x−3∣<5\abs{2x - 3} < 5 ?

  6. Question 6Calculer 8−238^{-\frac{2}{3}}.

  7. Question 7Quel est le résultat obtenu en rendant rationnel le dénominateur de 47−3\frac{4}{\sqrt{7} - \sqrt{3}} ?

  8. Question 8Pour quelle valeur de kk le système 2x+3y=72x + 3y = 7, 4x+6y=k4x + 6y = k a-t-il une infinité de solutions ?

  9. Question 9Quelles sont les solutions dans C\mathbb{C} de l’équation z2−4z+13=0z^2 - 4z + 13 = 0 ?

  10. Question 10Un robinet mal fermé laisse tomber une goutte toutes les 22 secondes, et chaque goutte a un volume de 5,0⋅10−25{,}0 \cdot 10^{-2} millilitre. Combien de litres d’eau perd-il en une année de 365365 jours ? Exprimer le résultat en écriture scientifique, arrondi à deux chiffres significatifs.

  11. Question 11Des unités précédentesQuels sont le quotient qq et le reste rr de la division euclidienne de −29-29 par 66 ?

  12. Question 12Des unités précédentesCalculer le plus grand commun diviseur de 8484 et 120120.

  13. Question 13Des unités précédentesSi un nombre premier pp divise n2n^2, avec nn entier naturel, que peut-on affirmer ?