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Puissances : corrigé des exercices de maths 5ème

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Corrigé des exercices de maths 5ème : Puissances

Corrigé détaillé des exercices du chapitre. Vérifie tes réponses étape par étape et corrige-toi.

2 Du produit à la valeur ★★★

  1. 34 = 3 × 3 × 3 × 3 = 9 × 9 = 81.
  2. 63 = 6 × 6 × 6 = 36 × 6 = 216.
  3. 25 = 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 32.
  4. 112 = 11 × 11 = 121.
  5. 0,52 = 0,5 × 0,5 = 0,25.
  6. 104 = 10 × 10 × 10 × 10 = 10 000.

3 Vrai ou faux ? ★★★

  1. Faux : 23 = 2 × 2 × 2 = 8 (et non 2 × 3 = 6).
  2. Vrai : 5 × 5 = 25.
  3. Faux : 34 = 3 × 3 × 3 × 3 = 81 (et non 3 × 4 = 12).
  4. Vrai : 10 × 10 × 10 = 1 000.
  5. Faux : 42 = 4 × 4 = 16 (et non 4 × 2 = 8).
  6. Vrai : un produit de facteurs tous égaux à 1 vaut 1.

4 Les carrés à connaître ★★★

  1. 8² = 8 × 8 = 64.
  2. 12² = 144.
  3. 9² = 81.
  4. 15² = 15 × 15 = 225.
  5. 20² = 20 × 20 = 400.
  6. 7² = 49, donc le nombre cherché est 7.
  7. 11² = 121, donc le nombre cherché est 11.

5 Les cubes ★★★

  1. 13 = 1.
  2. 23 = 8.
  3. 33 = 27.
  4. 43 = 64.
  5. 53 = 125.
  6. 103 = 1 000.

Pour le cube : 63 = 6 × 6 × 6 = 216 ; 73 = 7 × 7 × 7 = 343 ; 93 = 9 × 9 × 9 = 729. Les nombres cherchés sont donc 6, 7 et 9.

6 Aires et volumes ★★★

  1. Aire = 7² = 7 × 7 = 49 cm².
  2. Aire = 2,5² = 2,5 × 2,5 = 6,25 m².
  3. Volume = 4³ = 4 × 4 × 4 = 64 cm³.
  4. Volume = 3³ = 27 dm³.

Attention aux unités : cm², m² pour les aires ; cm³, dm³ pour les volumes.

7 Puissances de 10 ★★★

  1. 102 = 100.
  2. 105 = 100 000 (cinq zéros).
  3. 107 = 10 000 000 (sept zéros).
  4. 101 = 10.
  1. 1 000 000 a six zéros : 106.
  2. 100 = 102.
  3. 10 000 = 104.
  4. 10 = 101.

8 Priorités avec des puissances ★★★

  1. 3 + 24 = 3 + 16 = 19.
  2. 5 × 32 = 5 × 9 = 45.
  3. (5 × 3)2 = 152 = 225.
  4. 23 + 32 = 8 + 9 = 17.
  5. 20 − 23 = 20 − 8 = 12.
  6. 4 × (1 + 22) = 4 × (1 + 4) = 4 × 5 = 20.

On remarque que les questions b. et c. donnent des résultats très différents : les parenthèses changent tout.

9 Comparer des puissances ★★★

  1. 23 = 8 et 32 = 9 : 23 < 32.
  2. 42 = 16 et 24 = 16 : elles sont égales.
  3. 52 = 25 et 25 = 32 : 52 < 25.
  4. 62 = 36 et 34 = 81 : 62 < 34.
  5. 102 = 100 et 210 = 1 024 : 102 < 210.

Échanger la base et l’exposant ne donne pas toujours le même résultat.

10 Chasse aux erreurs ★★★

  1. Faux : 24 = 2 × 2 × 2 × 2 = 16. L’élève a calculé 2 × 4.
  2. Faux : 32 = 3 × 3 = 9. L’élève a calculé 3 × 2.
  3. Faux : 53 = 5 × 5 × 5 = 125.
  4. Faux : (2 × 3)2 = 62 = 36. L’élève a calculé 6 × 2.
  5. Faux : 2 × 32 = 2 × 9 = 18. L’élève a multiplié 2 par 3 avant de calculer la puissance.

11 Tableau de valeurs ★★★

x 1 2 3 4
x² 1 4 9 16
3x² 3 12 27 48
(3x)² 9 36 81 144

Exemple pour x = 4 : 3x² = 3 × 16 = 48 et (3x)² = 12² = 144.

12 Calculer une expression ★★★

  1. A = 2 × 3² − 5 = 2 × 9 − 5 = 18 − 5 = 13.
  2. A = 2 × 5² − 5 = 2 × 25 − 5 = 50 − 5 = 45.
  3. B = 2³ + 2 = 8 + 2 = 10.
  4. B = 3³ + 3 = 27 + 3 = 30.
  5. C = 4 + 3 × 0² = 4 + 3 × 0 = 4.

13 Décomposer avec des puissances de 10 ★★★

  1. 4 506 = 4 × 103 + 5 × 102 + 0 × 10 + 6.
  2. 3 × 104 + 2 × 102 + 5 = 30 000 + 200 + 5 = 30 205.
  3. 6 × 105 + 4 × 103 = 600 000 + 4 000 = 604 000.
  4. 9 × 102 + 1 × 10 + 7 = 900 + 10 + 7 = 917.

14 Multiplier par une puissance de 10 ★★★

  1. 4,7 × 100 = 470 (virgule décalée de 2 rangs).
  2. 0,35 × 1 000 = 350.
  3. 12 × 10 000 = 120 000.
  4. 8,06 × 100 000 = 806 000.
  5. 2,5 × 10 = 25.

15 Le carrelage ★★★

  1. Aire = 6² = 36 m².
  2. 6 m = 600 cm et 600 ÷ 30 = 20 : il y a 20 carreaux sur un côté.
  3. Le nombre total de carreaux est 20² = 20 × 20 = 400. Vérification : un carreau a pour aire 0,3² = 0,09 m² et 36 ÷ 0,09 = 400.

Réponse : il faut 400 carreaux.

16 Le grand cube ★★★

  1. 63 = 6 × 6 × 6 = 216 petits cubes.
  2. Le cube intérieur contient 43 = 4 × 4 × 4 = 64 petits cubes.
  3. Les cubes de la surface sont tous ceux qui ne sont pas dans le cube intérieur : 216 − 64 = 152 petits cubes.

17 Énigmes ★★★

  1. 13² = 169 donc je suis 13.
  2. 7³ = 343 donc je suis 7.
  3. Mon carré vaut 50 − 1 = 49 et 7² = 49 : je suis 7.
  4. Mon cube vaut 54 + 10 = 64 et 4³ = 64 : je suis 4.

18 Expressions à parenthèses ★★★

  1. C = 53 − 8 × 3 = 125 − 24 = 101.
  2. D = 9 × 8 − 52 = 72 − 25 = 47.
  3. E = 100 − (16 + 9) = 100 − 25 = 75.
  4. F = 2 × (9 + 16) − 25 = 2 × 25 − 25 = 50 − 25 = 25.

19 Le nénuphar ★★★

  1. Jour 1 : 2 ; jour 2 : 4 ; jour 3 : 8 m². Au 8e jour : 28 = 256 m².
  2. Le premier jour : 21 = 2 ; le deuxième : 22 = 4 ; le troisième : 23 = 8. Le n-ième jour, la surface est 2n m².
  3. Au 9e jour : 29 = 512 m², insuffisant. Au 10e jour : 210 = 1 024 m², donc supérieur à 1 000. Il faut 10 jours.

20 La rumeur ★★★

  1. Étape 1 : 3 ; étape 2 : 3 × 3 = 3² = 9 ; étape 4 : 34 = 81 ; étape 5 : 35 = 243 personnes.
  2. En comptant Inès : 1 + 3 + 9 + 27 = 40 personnes (27 = 3³ apprennent la rumeur à l’étape 3).

21 Deux programmes de calcul ★★★

  1. n = 2 : A : 2³ − 2 = 8 − 2 = 6 ; B : 1 × 2 × 3 = 6. n = 5 : A : 5³ − 5 = 125 − 5 = 120 ; B : 4 × 5 × 6 = 120.
  2. n = 1 : A : 1³ − 1 = 0 ; B : 0 × 1 × 2 = 0.
  3. Les deux programmes donnent toujours le même résultat sur ces essais. Mais quelques essais ne prouvent pas que c’est vrai pour tous les nombres : on peut seulement conjecturer l’égalité (tu la démontreras plus tard avec le calcul littéral).

22 Somme de cubes ★★★

  1. 1 + 8 = 9.
  2. 1 + 8 + 27 = 36.
  3. 1 + 8 + 27 + 64 = 100.
  4. (1 + 2)² = 3² = 9 ; (1 + 2 + 3)² = 6² = 36 ; (1 + 2 + 3 + 4)² = 10² = 100. Chaque somme de cubes est égale au carré de la somme des entiers correspondants : c’est une jolie régularité.