L'essentiel en 30 secondes
Les nombres s'organisent en ensembles emboîtés : ℕ (entiers naturels) ⊂ ℤ (entiers relatifs) ⊂ ℚ (rationnels) ⊂ ℝ (réels). Un intervalle regroupe tous les réels compris entre deux bornes : [a ; b] inclut les bornes, ]a ; b[ les exclut. La valeur absolue |x − a| mesure la distance entre x et a sur la droite des réels.
1 I. Les ensembles de nombres
Depuis le collège, tu utilises des nombres de natures très différentes : des entiers pour compter, des fractions pour partager, des racines carrées en géométrie. On les range dans des ensembles emboîtés les uns dans les autres.
| Nombre | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| oui | oui | oui | oui | oui | |
| non | oui | oui | oui | oui | |
| non | non | oui | oui | oui | |
| non | non | non | oui | oui | |
| non | non | non | non | oui | |
| non | non | non | non | oui |
2 II. Rationnels et irrationnels
Démonstration par l'absurde
Supposons le contraire, c'est-à-dire que est rationnel. On peut alors écrire
avec et entiers, , et la fraction irréductible (on a simplifié au maximum : et ne sont pas tous les deux pairs).
En élevant au carré : , donc
Ainsi est pair. Or le carré d'un nombre impair est impair — donc est pair. Écrivons :
Donc est pair, et par le même argument est pair.
Contradiction : et sont tous les deux pairs, alors que la fraction était irréductible. L'hypothèse de départ est donc fausse :
avec et entiers, , et la fraction irréductible (on a simplifié au maximum : et ne sont pas tous les deux pairs).
En élevant au carré : , donc
Ainsi est pair. Or le carré d'un nombre impair est impair — donc est pair. Écrivons :
Donc est pair, et par le même argument est pair.
Contradiction : et sont tous les deux pairs, alors que la fraction était irréductible. L'hypothèse de départ est donc fausse :
3 III. Les intervalles de
Un intervalle est un « morceau » de la droite des réels, sans trou. C'est la façon standard de décrire un ensemble de solutions.
| Intervalle | Condition sur | Bornes |
|---|---|---|
| fermé | ||
| ouvert | ||
| semi-ouvert | ||
| non borné | ||
| non borné | ||
| non borné | ||
| tout réel () | non borné |
4 IV. Réunion et intersection
5 V. Valeur absolue et distance
6 VI. Encadrer, arrondir, notation scientifique
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre ℕ, ℤ, ℚ et ℝ ?
Ce sont des ensembles emboîtés : contient les entiers naturels (), ajoute les entiers négatifs, ajoute les fractions, et ajoute les nombres comme ou qui ne peuvent pas s'écrire en fraction. Chaque ensemble contient le précédent : est dans mais pas dans , est dans mais pas dans .
Quand le crochet d'un intervalle est-il ouvert ou fermé ?
Le crochet est fermé (tourné vers l'intérieur) quand la borne appartient à l'intervalle, ouvert sinon : signifie . Du côté de ou , le crochet est toujours ouvert, car l'infini n'est pas un nombre.
Comment traduire une inégalité en intervalle ?
On lit l'inégalité comme une zone sur la droite des réels : donne , donne . Le sens du crochet suit le symbole : ou ferment le crochet, ou l'ouvrent.
À quoi sert la valeur absolue ?
La valeur absolue mesure la distance entre et sur la droite des réels, toujours positive. Elle permet d'écrire des conditions de proximité : signifie « est à une distance d'au plus 2 de 5 », c'est-à-dire .