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4ème · Fiche de cours

Puissances & notation scientifique — 4ème

Règles de calcul sur les puissances entières (y compris négatives), notation scientifique, ordre de grandeur.

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✅ À retenir

  • a^n = a \times a \times \cdots \times a (n fois), avec a^0 = 1 et a^{-n} = \dfrac{1}{a^n}.
  • a^m \times a^n = a^{m+n} ; \dfrac{a^m}{a^n} = a^{m-n} ; (a^m)^n = a^{mn}.
  • (a \times b)^n = a^n \times b^n et \left(\dfrac{a}{b}\right)^n = \dfrac{a^n}{b^n}.
  • Notation scientifique : a \times 10^n avec 1 \leq a < 10 et n entier relatif.
  • Ordre de grandeur : puissance de 10 la plus proche (arrondir a à 1 ou 10).

📖 Définition — Puissance à exposant négatif

Pour a0a \neq 0 et nn entier positif :

an=1ana^{-n} = \frac{1}{a^n}

Exemple : 103=1103=11000=0,00110^{-3} = \dfrac{1}{10^3} = \dfrac{1}{1000} = 0{,}001.

Cela permet d'exprimer de très petits nombres en notation scientifique.

🔢 Méthode — Règles de calcul sur les puissances

  1. Même base, multiplication : additionner les exposants → $a^3 \times a^5 = a^8$.
  2. Même base, division : soustraire les exposants → $a^7 \div a^2 = a^5$.
  3. Puissance d'une puissance : multiplier les exposants → $(a^3)^4 = a^{12}$.
  4. Ne pas confondre : $a^m \times b^m = (ab)^m$ (bases différentes, même exposant).

🔢 Méthode — Écrire en notation scientifique

  1. Déplacer la virgule pour obtenir un nombre $a$ entre 1 et 10.
  2. Compter le décalage : chaque déplacement à gauche augmente l'exposant de 1.
  3. Écrire $a \times 10^n$.
  4. Exemple : $4\ 530\ 000 = 4{,}53 \times 10^6$ (virgule déplacée de 6 rangs à gauche).

✏️ Exemple — Applications

⚠️

23×242122^3 \times 2^4 \neq 2^{12} — on additionne les exposants (pas on les multiplie). 23×24=27=1282^3 \times 2^4 = 2^7 = 128.

Et 10310^{-3} est un tout petit nombre (0,0010{,}001), pas un nombre négatif !

Numi

Pense à l'exposant comme un "compteur de déplacements de virgule" : 10610^6 = virgule 6 rangs à droite (grand) ; 10610^{-6} = virgule 6 rangs à gauche (minuscule). Les puissances de 10 structurent l'univers du nano au méga !

🎯 Mini-quiz

1. $3^4 \times 3^{-2}$ =

2. $0{,}000\ 56$ en notation scientifique :

3. $(2 \times 10^3)^2$ =