✏️ Exercices — Calcul numérique & arithmétique
Thèmes : priorités opératoires • puissances • racine carrée • calcul exact/approché • diviseurs/multiples • nombres premiers • PGCD.
Objectif : sans calculatrice, avec rigueur (simplifications, factorisations, règles de puissances, PGCD).
Exercice 1 — Priorités opératoires — pièges avec fractions et signes
2ndeConsigne. Calculer et donner le résultat sous forme de fraction irréductible (si possible) :
- (a) \(A=\dfrac{5}{6}-\left(\dfrac{7}{9}-\dfrac{1}{3}\right)\)
- (b) \(B=\dfrac{3}{4}-\dfrac{5}{8}\times\left(\dfrac{12}{5}-\dfrac{3}{2}\right)\)
- (c) \(C=2-\left(\dfrac{7}{3}-\dfrac{5}{6}\right)\div\left(\dfrac{5}{2}\right)\)
- (d) \(D=\left(-\dfrac{2}{3}+\dfrac{5}{6}\right)\times\left(\dfrac{9}{4}-\dfrac{3}{2}\right)\)
Exercice 2 — Priorités opératoires — expressions avec carrés et parenthèses
2ndeConsigne. Calculer (résultat exact) :
- (a) \(A=\big(3-\dfrac{5}{2}\big)^2-\big(\dfrac{1}{2}\big)^2\)
- (b) \(B=\dfrac{7}{3}-\left[2-\left(\dfrac{5}{6}-\dfrac{1}{2}\right)\right]\)
- (c) \(C=\left(\dfrac{4}{5}+\dfrac{1}{2}\right)\div\left(\dfrac{3}{10}\right)\)
- (d) \(D=\dfrac{5}{12}+\dfrac{7}{18}-\dfrac{11}{24}\)
Exercice 3 — Puissances — règles (exposants négatifs et quotient) — pièges
2ndeConsigne. Simplifier au maximum (écriture sans exposant négatif) :
- (a) \(A=\dfrac{2^7\cdot2^{-3}}{2^2}\)
- (b) \(B=\dfrac{5^{-2}\cdot25^3}{125}\)
- (c) \(C=\dfrac{(3^2)^4}{3^5\cdot9}\)
- (d) \(D=\left(\dfrac{2^3\cdot5^2}{10^2}\right)^{-1}\)
Exercice 4 — Puissances de 10 & écriture scientifique — sans erreurs d’exposant
2ndeConsigne. Écrire sous la forme \(a\times10^n\) avec \(1\le a <10\) :
- (a) \(0{,}00000436\)
- (b) \(72\,500\,000\)
- (c) \(0{,}058\times10^6\)
- (d) \(4{,}2\times10^{-3}\times3\times10^{5}\)
Exercice 5 — Racines carrées — simplifier & rationaliser (niveau piège)
2ndeConsigne. Donner une forme simplifiée (et rationaliser si besoin) :
- (a) \(\sqrt{200}-\sqrt{50}+\sqrt{8}\)
- (b) \(\sqrt{18}\cdot\sqrt{8}\)
- (c) \(\dfrac{5}{\sqrt{3}}\)
- (d) \(\dfrac{\sqrt{12}}{\sqrt{27}}\)
Exercice 6 — Racines carrées — comparaison & encadrements (sans calculatrice)
2ndeConsigne. Sans calculatrice :
- (a) Encadrer \(\sqrt{45}\) entre deux entiers consécutifs.
- (b) Comparer \(\sqrt{19}\) et \(\dfrac{9}{2}\).
- (c) Encadrer \(\sqrt{2}\) au centième près (par encadrement).
- (d) Montrer que \(\sqrt{50}>7\) puis en déduire un encadrement de \(\sqrt{50}\).
Exercice 7 — Calcul exact vs approché — arrondis + erreurs à éviter
2ndeConsigne. Donner le résultat exact, puis une valeur approchée :
- (a) \(A=\dfrac{7}{9}+\dfrac{5}{6}\) (arrondi au millième)
- (b) \(B=\sqrt{5}+\sqrt{20}\) (arrondi au centième)
- (c) \(C=\dfrac{3}{\sqrt{2}}\) (forme rationalisée puis arrondi au centième)
- (d) \(D=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{12}\) (exact puis décimal)
Exercice 8 — Divisibilité — tests + pièges (2,3,5,9,11)
2ndeConsigne. Dire si le nombre est divisible par le nombre indiqué, puis justifier :
- (a) \(84\,735\) divisible par \(9\) ?
- (b) \(513\,216\) divisible par \(11\) ?
- (c) \(7\,560\) divisible par \(8\) ?
- (d) \(140\,625\) divisible par \(125\) ?
Exercice 9 — Nombres premiers — décomposition en facteurs premiers (niveau dur)
2ndeConsigne. Décomposer en produit de facteurs premiers :
- (a) \(756\)
- (b) \(1\,485\)
- (c) \(2\,520\)
- (d) \(693\)
Exercice 10 — PGCD — méthode d’Euclide (avec grands nombres)
2ndeConsigne. Calculer le PGCD (méthode d’Euclide) :
- (a) \(\operatorname{PGCD}(1\,764\,;\,882)\)
- (b) \(\operatorname{PGCD}(2\,457\,;\,1\,323)\)
- (c) \(\operatorname{PGCD}(4\,620\,;\,1\,848)\)
- (d) \(\operatorname{PGCD}(9\,999\,;\,3\,663)\)
Exercice 11 — Fractions — simplifier au maximum (avec signes) — 4 calculs
2ndeConsigne. Écrire le plus simplement possible :
- (a) \(\dfrac{18}{-24}\)
- (b) \(\dfrac{-42}{63}\)
- (c) \(\dfrac{105}{-140}\)
- (d) \(\dfrac{-84}{-126}\)
Exercice 12 — Puissances — factoriser intelligemment (mêmes bases cachées)
2ndeConsigne. Simplifier :
- (a) \(\dfrac{8^{5}}{2^{11}}\)
- (b) \(\dfrac{27^{3}}{3^{7}}\)
- (c) \(\dfrac{16\cdot2^{-3}}{4^{-2}}\)
- (d) \(\dfrac{(5^3)^2}{25\cdot5^4}\)
Exercice 13 — Racines — simplifier + calculer exactement (avec somme/produit)
2ndeConsigne. Simplifier :
- (a) \(\sqrt{48}+\sqrt{75}-\sqrt{27}\)
- (b) \(\sqrt{32}\cdot\sqrt{18}\)
- (c) \(\dfrac{\sqrt{98}}{\sqrt{2}}\)
- (d) \(\left(\sqrt{5}-\sqrt{20}\right)^2\)
Exercice 14 — PGCD + fractions — rendre irréductible intelligemment
2ndeConsigne. Simplifier au maximum :
- (a) \(\dfrac{294}{840}\)
- (b) \(\dfrac{1\,260}{1\,512}\)
- (c) \(\dfrac{2\,145}{3\,003}\)
- (d) \(\dfrac{3\,456}{2\,592}\)
Exercice 15 — Multiples / Diviseurs — trouver le PPCM et résoudre un mini-problème
2ndeConsigne.
- (a) Calculer \(\mathrm{PPCM}(36, 84)\).
- (b) Calculer \(\mathrm{PPCM}(45, 60)\).
- (c) Donner le plus petit entier \(n\) multiple de 18 et de 24.
- (d) Deux sonneries : l’une toutes les 28 min, l’autre toutes les 35 min. Elles sonnent ensemble à 8h00. À quelle heure re-sonnent-elles ensemble ?
Exercice 16 — Priorités + puissances — mélanges (sans calculatrice)
2ndeConsigne. Calculer exactement :
- (a) \(A=3^4-2^5\times3\)
- (b) \(B=\left(2^3\right)^2-4^3\)
- (c) \(C=\dfrac{5^6}{25^2\cdot5}\)
- (d) \(D=\left(\dfrac{3}{2}\right)^3\times\left(\dfrac{4}{9}\right)\)
Exercice 17 — Nombres premiers — décider si c’est premier (justifier)
2ndeConsigne. Dire si le nombre est premier. Si non, donner une factorisation :
- (a) \(221\)
- (b) \(289\)
- (c) \(391\)
- (d) \(437\)
Exercice 18 — Racines + fractions — rationaliser (avec binôme)
2ndeConsigne. Rationaliser le dénominateur :
- (a) \(\dfrac{1}{\sqrt{7}}\)
- (b) \(\dfrac{4}{2\sqrt{5}}\)
- (c) \(\dfrac{3}{\sqrt{2}+1}\)
- (d) \(\dfrac{5}{\sqrt{3}-\sqrt{2}}\)
Exercice 19 — Encadrements — fractions et décimaux (très piégeux)
2ndeConsigne. Encadrer chaque nombre entre deux décimaux consécutifs (au dixième) :
- (a) \(\dfrac{17}{6}\)
- (b) \(\dfrac{29}{12}\)
- (c) \(\dfrac{41}{9}\)
- (d) \(\dfrac{73}{16}\)
Exercice 20 — PGCD / PPCM — mix + application (fractions addition)
2ndeConsigne.
- (a) Calculer \(\mathrm{PGCD}(840, 756)\).
- (b) Calculer \(\mathrm{PPCM}(18, 30)\).
- (c) Simplifier \(\dfrac{840}{756}\).
- (d) Calculer \(\dfrac{5}{18}+\dfrac{7}{30}\) et donner la fraction irréductible.
Exercice 21 — Priorités opératoires — fractions imbriquées (ultra piège)
2ndeConsigne. Calculer et simplifier :
- (a) \(A=\dfrac{\frac{3}{5}-\frac{1}{2}}{\frac{7}{10}}\)
- (b) \(B=\dfrac{1}{\frac{2}{3}+\frac{3}{4}}\)
- (c) \(C=\frac{\frac{5}{6}}{\frac{25}{18}}\)
- (d) \(D=\left(\frac{7}{3}-\frac{5}{2}\right)\div\left(\frac{1}{6}\right)\)
Exercice 22 — Puissances + racines — réécrire sous une forme unique
2ndeConsigne. Simplifier :
- (a) \(A=\sqrt{2^6}\)
- (b) \(B=\sqrt{3^4\cdot12}\)
- (c) \(C=\dfrac{\sqrt{72}}{\sqrt{2^3}}\)
- (d) \(D=\left(\sqrt{8}\right)^4\)
Exercice 23 — Diviseurs / multiples — nombre de diviseurs (avec facteurs premiers)
2ndeConsigne. Pour chaque nombre :
- (a) Décomposer en facteurs premiers \(360\).
- (b) En déduire le nombre de diviseurs positifs de \(360\).
- (c) Faire pareil pour \(840\) (décomposition + nombre de diviseurs).
- (d) Trouver le plus petit multiple commun de \(360\) et \(840\) (PPCM).
Exercice 24 — Problème — PGCD, partage et reste (niveau concours)
2ndeConsigne.
- (a) On veut faire des sachets identiques avec \(924\) bonbons et \(693\) chocolats, en utilisant tout. Quel est le nombre maximal de sachets ?
- (b) Combien y a-t-il de bonbons et de chocolats par sachet ?
- (c) Même question avec \(1\,260\) crayons et \(1\,512\) gommes.
- (d) Expliquer en une phrase pourquoi le PGCD est la bonne opération.
Exercice 25 — Challenge final — mélange total (priorités + puissances + racines + PGCD)
2ndeConsigne. Calculer exactement :
- (a) \(A=\left(\dfrac{3}{2}-\dfrac{5}{6}\right)\times\left(\dfrac{9}{4}\right)-\dfrac{1}{3}\)
- (b) \(B=\dfrac{2^9\cdot5^4}{10^6}\)
- (c) \(C=\sqrt{243}-\sqrt{48}+\sqrt{12}\)
- (d) \(D=\dfrac{\mathrm{PGCD}(756, 1485)}{\mathrm{PPCM}(18, 30)}\) (donner la fraction irréductible)