Ressources · 1ʳᵉ · Maths sans spécialité
Fonctions exponentielles x ↦ aˣ
Puissances entières et racine carrée (rappels de seconde), fonction x ↦ aˣ qui prolonge une suite géométrique, croissance et décroissance exponentielles, propriétés algébriques, exposant 1/n et fraction de période, sens de variation et courbes, seuils, temps de doublement et demi-vie, sans calculatrice.
À propos de cette page
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile ★ — 12 questions
Pour tout réel a > 0, que vaut a0 ?
- A. 0
- B. a
- C. 1
- D. 1/a
Réponse
C. 1 — Pour toute base a > 0, a0 = 1 : toutes les courbes passent par le point (0 ; 1).
Sur [0 ; +∞[, la fonction x ↦ 0,45x est :
- A. strictement décroissante
- B. strictement croissante
- C. constante, égale à 1
- D. croissante puis décroissante
Réponse
A. strictement décroissante — La base 0,45 est comprise entre 0 et 1 : la fonction est strictement décroissante.
Une grandeur augmente de 4,5 % par an. Quel est le coefficient a du modèle V(x) = V₀ × ax ?
- A. 0,045
- B. 1,45
- C. 1,0045
- D. 1,045
Réponse
D. 1,045 — Une hausse de 4,5 % correspond au coefficient 1 + 0,045 = 1,045 ; 1,45 traduirait une hausse de 45 %.
Quelle écriture est égale à 51⁄2 ?
- A. 5/2
- B. √5
- C. 2,5
- D. 1/25
Réponse
B. √5 — a1⁄2 est le réel positif dont le carré vaut a : c’est √a. Diviser par 2 confond la puissance et le produit.
Une quantité diminue de 22 % par unité de temps. Quelle fonction la modélise ?
- A. Q(x) = Q₀ × 1,22x
- B. Q(x) = Q₀ × 0,78x
- C. Q(x) = Q₀ × 0,22x
- D. Q(x) = Q₀ − 0,22 × Q₀ × x
Réponse
B. Q(x) = Q₀ × 0,78x — Baisser de 22 % revient à multiplier par 1 − 0,22 = 0,78 sur chaque unité de temps. Retirer 0,22 Q₀ à chaque unité serait une décroissance linéaire.
La courbe de x ↦ ax (avec a > 0) passe toujours par le point :
- A. (1 ; 0)
- B. (0 ; 0)
- C. (1 ; 1)
- D. (0 ; 1)
Réponse
D. (0 ; 1) — Comme a0 = 1, le point (0 ; 1) appartient à toutes ces courbes ; le point (1 ; 1) n’est sur la courbe que si a = 1.
60,4 × 60,6 est égal à :
- A. 6
- B. 60,24
- C. 36
- D. 12
Réponse
A. 6 — Même base : on additionne les exposants, 60,4 + 0,6 = 61 = 6. Multiplier les exposants donnerait 60,24.
Pour quelles valeurs de a la fonction x ↦ ax est-elle strictement croissante sur [0 ; +∞[ ?
- A. 0 < a < 1
- B. a = 1
- C. a > 1
- D. a > 0
Réponse
C. a > 1 — La fonction est strictement croissante si la base est strictement supérieure à 1 ; elle est constante si a = 1 et décroissante si 0 < a < 1.
360,5 est égal à :
- A. 18
- B. 6
- C. 1 296
- D. 35,5
Réponse
B. 6 — 360,5 = √36 = 6. 18 vient de 36 × 0,5, et 1 296 est 362.
(23)2 est égal à :
- A. 32
- B. 12
- C. 64
- D. 512
Réponse
C. 64 — Puissance d’une puissance : on multiplie les exposants, (23)2 = 26 = 64. Additionner les exposants donnerait 25 = 32.
1251⁄3 est égal à :
- A. 5
- B. environ 41,7
- C. 25
- D. 15
Réponse
A. 5 — 53 = 125 et 5 > 0, donc 1251⁄3 = 5. Environ 41,7 correspond à 125 ÷ 3.
Soit f(x) = 3 × 2x pour x ⩾ 0. Que vaut f(0) ?
- A. 0
- B. 1
- C. 6
- D. 3
Réponse
D. 3 — f(0) = 3 × 20 = 3 × 1 = 3 : c’est la valeur initiale k du modèle k × ax.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
On donne √1,7 ≈ 1,304. Une valeur approchée de 1,72,5 est :
- A. 4,25
- B. 3,77
- C. 2,89
- D. 2,22
Réponse
B. 3,77 — 1,72,5 = 1,72 × 1,70,5 ≈ 2,89 × 1,304 ≈ 3,77. 4,25 = 1,7 × 2,5 confond puissance et produit ; 2,89 oublie le facteur √1,7.
On donne 1,151⁄12 ≈ 1,011 7. Le taux mensuel équivalent à une hausse annuelle de 15 % est environ :
- A. 1,25 %
- B. 1,15 %
- C. 0,15 %
- D. 1,17 %
Réponse
D. 1,17 % — Un mois est 1/12 d’année : coefficient 1,151⁄12 ≈ 1,011 7, soit environ 1,17 % par mois. 1,25 % vient de 15 ÷ 12, qui oublie que les hausses se composent.
(40,75)2 est égal à :
- A. 8
- B. 42,75
- C. 16
- D. 6
Réponse
A. 8 — (ax)y = axy : 41,5 = 4 × √4 = 8. 42,75 additionne les exposants au lieu de les multiplier.
Une population de 7 500 individus croît de 2 % par an. On donne 1,023,5 ≈ 1,071 77. Au bout de 3 ans et demi, elle compte environ :
- A. 8 025 individus
- B. 7 650 individus
- C. 8 038 individus
- D. 8 100 individus
Réponse
C. 8 038 individus — 7 500 × 1,023,5 ≈ 7 500 × 1,071 77 ≈ 8 038,3, soit environ 8 038 individus. 8 025 correspond à l’erreur « 3,5 × 2 = 7 % », et 7 650 à une seule année.
Une grandeur augmente de 56,25 % par an. Sur six mois, à taux constant, elle augmente de :
- A. 28,125 %
- B. 12,5 %
- C. 25 %
- D. 22,5 %
Réponse
C. 25 % — Coefficient semestriel : 1,56251⁄2 = 1,25, car 1,252 = 1,5625. Hausse de 25 % par semestre ; 28,125 % est le taux annuel divisé par 2.
Un capital double en 9 ans à taux constant. En combien d’années est-il multiplié par 8 ?
- A. 27 ans
- B. 72 ans
- C. 36 ans
- D. 18 ans
Réponse
A. 27 ans — Multiplier par 8, c’est doubler trois fois (23 = 8), et chaque doublement prend 9 ans, quel que soit le capital : 3 × 9 = 27 ans. 72 = 8 × 9 confond doublements et facteur.
2,43,8 ÷ 2,41,8 vaut :
- A. 2,42,1
- B. 5,76
- C. 2,4
- D. 4,8
Réponse
B. 5,76 — On soustrait les exposants : 2,43,8 − 1,8 = 2,42 = 5,76. 4,8 = 2,4 × 2 confond puissance et produit.
Une substance perd 30 % de sa masse chaque heure. On donne 0,71,9 ≈ 0,508 et 0,72 = 0,49. Sa demi-vie est :
- A. comprise entre 1,9 h et 2 h
- B. égale à 1/0,3 ≈ 3,3 h
- C. égale à 1,5 h exactement
- D. comprise entre 2 h et 2,1 h
Réponse
A. comprise entre 1,9 h et 2 h — On cherche 0,7x = 0,5 : 0,71,9 ≈ 0,508 > 0,5 et 0,72 = 0,49 < 0,5, la fonction est décroissante : la demi-vie est entre 1,9 h et 2 h.
f(x) = k × ax, avec f(0) = 200 et f(1) = 260. Que vaut a ?
- A. 60
- B. 1,3
- C. 0,3
- D. 1,6
Réponse
B. 1,3 — k = f(0) = 200 et f(1) = 200a = 260, donc a = 260/200 = 1,3. 60 est l’écart 260 − 200 (modèle linéaire), et 0,3 est le taux, pas le coefficient.
0,641,5 est égal à :
- A. 0,96
- B. 0,409 6
- C. 0,8
- D. 0,512
Réponse
D. 0,512 — 0,641,5 = 0,64 × √0,64 = 0,64 × 0,8 = 0,512. 0,96 = 0,64 × 1,5 confond puissance et produit, et 0,409 6 = 0,642.
Lequel de ces nombres est le plus grand ?
- A. 0,73
- B. 0,71,2
- C. 0,70,4
- D. 0,72,5
Réponse
C. 0,70,4 — 0 < 0,7 < 1 : x ↦ 0,7x est strictement décroissante, donc le plus grand nombre a le plus petit exposant, 0,4.
La courbe de f(x) = 9x coupe la droite d’équation y = 3 au point d’abscisse :
- A. 1/3
- B. 3
- C. 27
- D. 0,5
Réponse
D. 0,5 — 90,5 = √9 = 3 : l’abscisse est 0,5. 1/3 vient de 3 ÷ 9, et 27 = 9 × 3.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Soit f(x) = 0,93x sur [0 ; +∞[. Quelle affirmation est vraie ?
- A. f(x) ⩽ 1 pour tout x ⩾ 0
- B. f(x) = 0 pour x assez grand
- C. f est croissante sur [0 ; +∞[
- D. f(2x) = 2f(x) pour tout x ⩾ 0
Réponse
A. f(x) ⩽ 1 pour tout x ⩾ 0 — f est décroissante et f(0) = 1, donc f(x) ⩽ 1 ; elle reste strictement positive, et f(2x) = (0,93x)2 = f(x)2, pas 2f(x).
Laquelle de ces égalités n’est pas vraie pour tout x ⩾ 0 ?
- A. 3x × 5x = 15x
- B. (2x)3 = 8x
- C. 2x + 2x = 4x
- D. 9x⁄2 = 3x
Réponse
C. 2x + 2x = 4x — 2x + 2x = 2 × 2x = 2x+1, qui diffère de 4x en général : pour x = 2, on obtient 8 contre 16. Les trois autres égalités découlent des propriétés algébriques.
Pour x > 0, comment se comparent 0,3x et 0,6x ?
- A. 0,3x > 0,6x
- B. 0,3x < 0,6x
- C. ils sont égaux pour tout x
- D. cela dépend de la valeur de x
Réponse
B. 0,3x < 0,6x — 0,6x ÷ 0,3x = 2x > 1 pour x > 0 : la plus grande base donne la plus grande puissance, même quand les deux bases sont inférieures à 1.
Le taux mensuel équivalent à une hausse annuelle de 24 % est :
- A. égal à 2 %
- B. compris entre 2 % et 2,4 %
- C. égal à 1,24 %
- D. strictement inférieur à 2 %
Réponse
D. strictement inférieur à 2 % — Douze hausses de 2 % donnent plus de 24 %, car chacune porte sur une valeur déjà augmentée (1,0212 ≈ 1,268). Pour obtenir exactement 24 %, il faut donc moins de 2 % par mois : 1,241⁄12 ≈ 1,018 1, soit environ 1,81 %.
On donne 1,0710 ≈ 1,967 et 1,0711 ≈ 2,105. Le temps de doublement d’une grandeur qui croît de 7 % par an :
- A. vaut exactement 10 ans
- B. dépend de la valeur initiale
- C. est compris entre 10 et 11 ans
- D. vaut 100 ÷ 7 ≈ 14,3 ans
Réponse
C. est compris entre 10 et 11 ans — La fonction x ↦ 1,07x est croissante et 1,0710 < 2 < 1,0711 : le doublement a lieu entre 10 et 11 ans, quelle que soit la valeur initiale.
La suite uₙ = 5 × 1,3n et la fonction f(x) = 5 × 1,3x :
- A. n’ont aucun lien entre elles
- B. prennent les mêmes valeurs aux entiers naturels
- C. ont des sens de variation opposés
- D. ne coïncident qu’en 0
Réponse
B. prennent les mêmes valeurs aux entiers naturels — Pour tout entier naturel n, f(n) = 5 × 1,3n = uₙ : la fonction prolonge la suite géométrique aux réels positifs, avec le même sens de variation.
Une grandeur baisse de 5,5 % par an pendant 20 ans. On donne 0,94520 ≈ 0,323. Sa baisse totale est d’environ :
- A. 100 %
- B. 32 %
- C. 50 %
- D. 68 %
Réponse
D. 68 % — Il reste 0,94520 ≈ 0,323, soit environ 32 % de la valeur : la baisse est d’environ 68 %. 5,5 × 20 = 110 ferait croire à une disparition totale.
Pour quelle valeur de a > 0 a-t-on a0,5 = 0,9 ?
- A. 0,81
- B. 0,45
- C. 1,8
- D. √0,9
Réponse
A. 0,81 — a0,5 = √a = 0,9 équivaut à a = 0,92 = 0,81. 1,8 divise 0,9 par 0,5, et √0,9 inverse le raisonnement.
Soit f(x) = 1,69x. Pour tout x ⩾ 0, f(x + 0,5) est égal à :
- A. f(x) + 0,845
- B. 1,3 × f(x)
- C. 0,845 × f(x)
- D. f(x) + 1,3
Réponse
B. 1,3 × f(x) — f(x + 0,5) = 1,69x × 1,690,5 = f(x) × √1,69 = 1,3 × f(x) : on multiplie, on n’ajoute pas, et 0,845 = 1,69 × 0,5 confond puissance et produit.
Une substance a une demi-vie de 10 jours. On donne √0,5 ≈ 0,707. Au bout de 25 jours, il en reste environ :
- A. 18,75 %
- B. 25 %
- C. 17,7 %
- D. 12,5 %
Réponse
C. 17,7 % — 25 jours font 2,5 demi-vies : il reste 0,52,5 = 0,5² × √0,5 ≈ 0,25 × 0,707 ≈ 0,177, soit environ 17,7 %. 18,75 % est la moyenne de 25 % et 12,5 %, comme si la baisse était régulière entre deux demi-vies.
Une quantité est divisée par 2 toutes les 3 heures. Quelle fonction donne la quantité au bout de x heures ?
- A. Q(x) = Q₀ × 0,5x⁄3
- B. Q(x) = Q₀ × 0,53x
- C. Q(x) = Q₀ × (1/6)x
- D. Q(x) = Q₀ − Q₀ × x/6
Réponse
A. Q(x) = Q₀ × 0,5x⁄3 — En x heures, il s’écoule x/3 périodes de 3 heures, et chaque période multiplie par 0,5 : Q(x) = Q₀ × 0,5x⁄3. Contrôle : Q(3) = 0,5 Q₀. Avec 0,53x, on aurait Q(3) = 0,59 Q₀.
L’ensemble des solutions de 0,8x > 0,64 dans [0 ; +∞[ est :
- A. ]2 ; +∞[
- B. ]0,8 ; +∞[
- C. [0 ; 0,8[
- D. [0 ; 2[
Réponse
D. [0 ; 2[ — 0,64 = 0,82 et 0 < 0,8 < 1 : la fonction est décroissante, donc 0,8x > 0,82 ⟺ x < 2. S = [0 ; 2[ ; oublier d’inverser le sens donne ]2 ; +∞[.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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