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4ème · Fiche de cours

Racines carrées & puissances — 4ème

Racine carrée d'un nombre positif, carrés parfaits. Puissances entières (exposants positifs et négatifs) et règles de calcul.

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✅ À retenir

  • \sqrt{a} est le nombre **positif** dont le carré vaut a : (\sqrt{a})^2 = a (pour a \geq 0).
  • Carrés parfaits à connaître : 1,4,9,16,25,36,49,64,81,100,121,144.
  • a^n = a \times a \times \cdots \times a (n fois), a^0 = 1, 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} ; (ab)^n = a^n b^n.

📖 Définition — Racine carrée

Pour a0a \geq 0, la racine carrée de aa, notée a\sqrt{a}, est l'unique nombre positif dont le carré vaut aa.

(a)2=aa2=a (si a0)(\sqrt{a})^2 = a \qquad \sqrt{a^2} = a \ (\text{si } a \geq 0)

Exemples : 9=3\sqrt{9} = 3, 144=12\sqrt{144} = 12, 0=0\sqrt{0} = 0. Un nombre négatif n'a pas de racine carrée.

Figure géométrique

Un carré d'aire 9 a un côté de 9=3\sqrt{9} = 3 : la racine carrée « défait » le carré.

📖 Définition — Puissance à exposant négatif

Pour a0a \neq 0 et nn entier positif : an=1ana^{-n} = \dfrac{1}{a^n}.

Exemple : 103=1103=11000=0,00110^{-3} = \dfrac{1}{10^3} = \dfrac{1}{1000} = 0{,}001. (Un exposant négatif donne un petit nombre, pas un nombre négatif !)

🔢 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. Même exposant, bases différentes : a^m \times b^m = (ab)^m.

✏️ Exemple — Applications

⚠️

23×242122^3 \times 2^4 \neq 2^{12} : on additionne les exposants → 23×24=27=1282^3 \times 2^4 = 2^7 = 128.

Et a+ba+b\sqrt{a+b} \neq \sqrt{a} + \sqrt{b} ! (Ex : 9+16=25=5\sqrt{9+16} = \sqrt{25} = 5, mais 9+16=3+4=7\sqrt9+\sqrt{16}=3+4=7.)

Numi

La racine carrée et le carré sont des opérations inverses, comme l'addition et la soustraction. Connaître les carrés parfaits par cœur (jusqu'à 12² = 144) te fera gagner un temps fou !

🎯 Mini-quiz

1. $\sqrt{81}$ =

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

3. $\sqrt{144}$ =

Pour aller plus loin

S'entraîner : Racines carrées & puissances — 4èmeExercices interactifs adaptés à ton niveau

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