Série d'exercices : Calcul dans R - 2nd

Classe: 
Seconde

Exercice 1

Calculer les nombres suivants en présentant les résultats sous forme de fraction irréductible :
 
X=832+124+34+523725+132471

Y=(35+233523×453445+34)÷2+56256

Exercice 2

a) Soient a, b et c des réels non nuls. Mettre sous la forme an, ou anbp ou anbpcq les réels suivants :
 
A=a5a8(aa4)2

B=a2a3a5a4a3a2

C=a2a4(a3)2a5
D=(a3b)3(a2b)1

E=a2b5a3b2

F=(a2b)3b2c3a2c(bc2)2
G=(a2b)3×(bc3)2×(a2b5c)3(b2c2a)4×(a1b6)2

H=(a2c)4×(b2c)5×(a3bc1)2(a2b3c)3×(b)4×(a5c)2
 
b) Écrire sous la forme 2m3n5p (avec m, n et p entiers relatifs) les réels suivants :
 
X=(0.09)3×(0.16)2×25(0.0075)1×8103

Y=(6)4×302×(10)3×154(25)2×365×(12)3

Exercice 3

Développer et réduire les expressions suivantes :
 
A=(a+b)3+2(a3+b3)3(a+b)(a2+b2) 
 
B=(3x+2y)3+(3x2y)3 
 
C=(3x22y+z)2 
 
D=(a+b)4+a4+b42(a2+ab+b2)2 
 
E=(xy)(x+yz)+(yz)(y+zx)+(zy)(z+xy) 
 
F=(a+b+c)2+(bc)2+(ca)2+(ab)2

Exercice 4

Factoriser les expressions suivantes : 
 
A=(a2+b29)24a2b2

B=(a2+b25)2(4ab+2)2
C=(ax+by)2(ay+bx)2

D=(ax+by)2+(aybx)2
E=a4b4+2ab(a2b2)(a3b3)+ab2a2b
F=a2(x2+b4)b2(x2+a4)

G=(a2b2+x2y2)(b2x2+a2y2)
H=9x212x+4+(x3)2(2x+1)2
I=(x+y)3x3y3

J=16x2+8xy4xz2yz

Exercice 5

Les dénominateurs étant supposés non nuls, écrire le plus simplement possible les réels suivants :
 
A=12x(2x1)+2x2x1+2x12x
 
B=a(ab)(ac)+b(bc)(ba)+c(ca)(cb)
 
C=xyab+(xa)(ya)a(ab)+(xb)(yb)b(ba)

D=aab1+ab1+a(ab)1+ab
E=1a1b+c1a+1b+c×1b+1a+c1b1a+c

Exercice 6

Simplifier
 
A=(818)(5072+32)

B=3+232+323+2
C=3(32)24(13)2

D=6+6+6+9
E=323+6436+2+62+3
F=(x+y+xy)(x+yx+y)
G=a+b+aba+bab

H=22+22+2+222+2

Exercice 7

Rendre rationnel le dénominateur des expressions suivantes :
 
x=520 ;

y=15361 ;

z=3+5151251+5
s=12+3+4;t=1725+3

Exercice 8

Soient a et b deux réels de même signe et non nuls. Calculer la valeur de 1+x2 pour x=12(abba)

Exercice 9

Calculer, lorsqu'il existe, le carré de A=a+a2b2+aa2b2

Exercice 10 (*)

Montrer que si a, a, b, b, c et c sont positifs tels que : aa=bb=cc, alors aa+bb+cc=(a+b+c)(a+b+c)

Exercice 11

Mettre les nombres 11230, 7210 et 8+43 sous la forme x+y ou xy, x et y étant des entiers naturels.
 
En déduire la valeur de A=1112303721048+43

Exercice 12

1) Calculer, pour tout entier n supérieur ou égal à 2 : A=(1+1n1)(11n)
2) Calculer B=(1122)(1132)(1142)
 
3) Calculer en fonction de n l'expression xn=(1122)(1132)(1142)(11n2)
 
4) Donner la valeur de (1122)(1132)(1142)(1120002)

Exercice 13 (*)

Soit a, b, c trois réels non nul tels que ab+bc+ca=0.
 
Calculer la somme S=b+ca+c+ab+a+bc

Exercice 14

Soit a, b, c trois réels : 
 
1) Développer (a+b+c)(ab+bc+ca) puis (a+b+c)3
 
2) Démontrer que si : a+b+c=0, alors a3+b3+c3=3abc
 
3) En déduire que, pour tous réel x, y, z on a : (xy)3+(yz)3+(zx)3=3(xy)(yz)(zx)

Exercice 15

Soit n un entier naturel, écrire sans radical au dénominateur 1n+1+n
En déduire une expression simple de 11+12+1+13+2++1100+99

Exercice 16 (*)

Simplifier les expressions suivantes :
 
A=a2(ab)(ac)+b2(bc)(ba)+c2(ca)(cb)
 
B=a3(ab)(ac)+b3(bc)(ba)+c3(ca)(cb)
 
C=(bababa)2

D=(m21m2+1)2+(2mm2+1)2
E=810+41084+411

F=3+535+353+5
G=(3+22322+3223+22)2
H=1(x+y)2(x2+y2x2y2)+2(x+y)3(x+yxy)

Exercice 17

Écrire, dans chacun des cas suivants, le réel A sous forme scientifique : 
 
a) A=919631770

b) A=27000000000000
c) A=0.000007277

d) A=12420000
e) A=0.00000000000000000000000000000000066262 (constante de Planck, en joule seconde).

Exercice 18

Écrire, dans chacun des cas suivants, le réel B sous forme décimale : 
 
a) B=4.168×103

b) B=6.429793×102
c) B=2.051738×102

d) B=264.5872×106
e) B=5.258×106

f) B=37.00025×101

Exercice 19

Dans chacun des cas suivants, calculer le réel C et donner le résultat sous forme scientifique : 
 
a) C=124.2×106×58 000000

b) C=(0.000 024 51)2×1 524 000
c) C=4.29×9.465×126×1012

d) C=299792.2×365.242×3600×24

N.B.

L'expression C du d) est la distance (en km) parcourue par la lumière en une année (année-lumière)

Exercice 20

Écrire sous la forme d'un produit de puissance de nombres premiers les expressions suivantes :

a=(24)3

b=544

c=(23)5×(35)3×25×73

d=(27)2×81×(32×(7))3×252(121)3×(49)3×(15)4

e=(23×52)2(52×33)3[(3×52)2×222×33×5]3

Exercice 21

Soient a, b et c trois nombres réels.

1) Montrer que si,

 a+b+c=0 alors a2+b2+c2=2(ab+bc+ac)

2) Montrer que si,

 1a+1b+1c=0 alors (a+b+c)2=a2+b2+c2

Exercice 22

1) Soit x=123712+37

a) Donner le signe de x

b) Calculer x2

c) Donner une écriture simplifiée de x

2) Simplifier l'écriture de y=2222+22222

3) Donner une écriture simplifiée de

z=29+6519319+32965

Exercice 23

On donne les réels A=7+43 et B=743
 
1) Calculer A×B
 
2) On pose X=A+B et Y=AB
 
a) Vérifier que X>0 et Y>0
 
b) Calculer X2 et Y2
 
c) En déduire les valeurs de X et Y
 
d) En déduire une écriture plus simple de A et B

Exercice 24

Dans chacun des cas suivants calculer x2 puis en déduire une écriture simple de x.
 
x=4747
 
x=123712+37

Exercice 25 (*) 

Proportionnalité

Quatre nombres a, b, c et d (pris dans cet ordre) sont dits former une proportion lorsque ab=cd.
 
a et d sont les termes extrêmes de la proportion ; b et c en sont les termes moyens.
 
1) Soit la proportion ab=cd. Montrer qu'on a alors : ab=cd=a+cb+d=acbd et plus généralement ab=cd=ka+lckb+ld quels que soient les réels k et l.
 
2) Démontrer que si les nombres a, b c, d forment une proportion, il en est de même de a2, b2, c2, d2 d'une part et de ab, cd, (a+b)2, (c+d)2 d'autre part. Étudier les réciproques.
 
3) On appelle quatrième proportionnelle à 3 nombres a, b et c le nombre d tel que : ab=cd. Calculer les quatrièmes proportionnelles aux nombres suivants :
 
(1) 43, 25, 5

(2) 14, 8, 25

(3) 13, 5, 4
 
4) On appelle moyenne proportionnelle à deux nombres a et b le nombre positif x tel que : ax=xb.
 
On donne quatre nombre réels m, n, p, q tels que : mn=pq
 
Démontrer que la moyenne proportionnelle de mn et pq est mq+pn2. La réciproque est-elle exacte ?
 
5) Étant donnés deux réels a et b, on considère le nombre h tel que : 1h=12(1a+1b)
h est appelé moyenne harmonique de a et b.
 
a) Démontrer que les nombres ah, hb, a et b sont en proportion (supposer ab).
 
b) La réciproque est-elle exacte ?
 
6) Une horloge sonne six heures du matin en six secondes. En combien de temps sonne-t-elle midi ?
 
7) Un berger a de quoi nourrir 6 vaches pendant 60 jours. Pendant combien de temps pourrait-il nourrir 8 vaches ?
 
8) Une poule et demie pond un œuf et demi en un jour et demi. Combien d'œufs pondront douze poules en douze jours ?
 
9) Le prix d'un diamant est proportionnel au carré de son poids. Un diamant de 0.45g vaut 5000000 F.
 
a) Combien coûte un diamant de 0.693g ?
 
b) Quel est le poids d'un diamant valant 3000000 F
 
10) Problème de Newton : 75 bœufs se sont nourris pendant 12 jours dans un pré de 60 ares avec l'herbe qui y était et celle qui a poussé depuis ; 81 bœufs se sont nourris pendant 15 jours dans un pré de 72 ares avec l'herbe qui y était et celle qui a poussé depuis. 
 
On demande combien de bœufs pourra nourrir dans les mêmes conditions un pré de 96 ares.
 
Notes : 
 
1. L'herbe pousse régulièrement. 
 
2. La réponse est 100 bœufs
 

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