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Mathématiques 4ᵉ

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Nombres premiers et décomposition en facteurs premiers

Rappels de 5e (multiples, diviseurs, critères de divisibilité), nombre premier, crible d’Ératosthène et nombres premiers inférieurs à 100, tester si un nombre est premier, décomposition en produit de facteurs premiers, fractions égales et simplification, diviseurs et multiples communs grâce à la décomposition.

À propos de cette page
Un QCM sur les nombres premiers et la décomposition en facteurs premiers en trois niveaux de douze questions : définition, cas de 1 et de 2, critères de divisibilité, test d’un nombre, décompositions et exposants, simplification de fractions, diviseurs et multiples communs, erreurs classiques. Chaque réponse est expliquée.

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
  1. Un nombre premier possède…

    • A. un seul diviseur
    • B. au moins trois diviseurs
    • C. exactement deux diviseurs
    • D. une infinité de diviseurs
    Réponse

    C. exactement deux diviseurs — Un nombre premier a exactement deux diviseurs : 1 et lui-même, et rien d’autre.

  2. Le seul nombre premier pair est…

    • A. 4
    • B. 0
    • C. il n’y en a pas
    • D. 2
    Réponse

    D. 2 — 2 n’a que deux diviseurs, 1 et 2. Tout autre nombre pair est divisible par 1, par 2 et par lui-même : il a au moins trois diviseurs.

  3. Le nombre 1…

    • A. est le plus petit nombre premier
    • B. n’est ni premier ni composé
    • C. est un nombre composé
    • D. est premier car divisible par lui-même
    Réponse

    B. n’est ni premier ni composé — 1 n’a qu’un seul diviseur, lui-même : il n’est pas premier (il en faudrait exactement deux) ; un nombre composé est un nombre plus grand que 1 qui n’est pas premier.

  4. Lequel de ces nombres est divisible par 9 ?

    • A. 4 371
    • B. 4 581
    • C. 4 621
    • D. 4 512
    Réponse

    B. 4 581 — 4 + 5 + 8 + 1 = 18 est dans la table de 9. Les autres sommes, 15, 13 et 12, n’y sont pas (4 371 et 4 512 sont seulement divisibles par 3).

  5. La décomposition en facteurs premiers de 12 est…

    • A. 2² × 3
    • B. 3 × 4
    • C. 2 × 6
    • D. 1 × 12
    Réponse

    A. 2² × 3 — 12 = 2 × 2 × 3 = 2² × 3. Dans les autres écritures, 4, 6 et 12 ne sont pas premiers, et 1 n’apparaît jamais.

  6. Parmi ces nombres, lequel est premier ?

    • A. 21
    • B. 25
    • C. 27
    • D. 23
    Réponse

    D. 23 — 21 = 3 × 7, 25 = 5² et 27 = 3³ ne sont pas premiers ; 23 n’a que deux diviseurs, 1 et 23.

  7. 2 × 2 × 2 × 5 s’écrit avec des exposants…

    • A. 2³ × 5
    • B. 2⁵
    • C. 6 × 5
    • D. 2 × 5³
    Réponse

    A. 2³ × 5 — Trois facteurs 2 et un facteur 5 : 2³ × 5 ( = 40). 2⁵ = 32 et 2 × 5³ = 250.

  8. Combien y a-t-il de nombres premiers inférieurs à 100 ?

    • A. 50
    • B. 10
    • C. 25
    • D. 30
    Réponse

    C. 25 — Le crible d’Ératosthène en laisse 25, de 2 à 97.

  9. 15 n’est pas premier car…

    • A. il est impair
    • B. il est égal à 15 × 1
    • C. il est plus grand que 10
    • D. il est égal à 3 × 5
    Réponse

    D. il est égal à 3 × 5 — 15 = 3 × 5 : il a quatre diviseurs, 1, 3, 5 et 15. Tout nombre s’écrit « lui-même × 1 », cela ne prouve rien ; et 13 est impair et plus grand que 10, pourtant il est premier.

  10. Le nombre premier qui suit 7 est…

    • A. 11
    • B. 8
    • C. 9
    • D. 13
    Réponse

    A. 11 — 8 = 2³, 9 = 3² et 10 = 2 × 5 sont composés ; 11 est premier. 13 est premier aussi, mais il vient après 11.

  11. La décomposition de 50 en facteurs premiers est…

    • A. 5 × 10
    • B. 2 × 25
    • C. 2² × 5
    • D. 2 × 5²
    Réponse

    D. 2 × 5² — 50 = 2 × 25 = 2 × 5 × 5 = 2 × 5². 10 et 25 ne sont pas premiers, et 2² × 5 = 20.

  12. 2² × 3² vaut…

    • A. 12
    • B. 24
    • C. 36
    • D. 72
    Réponse

    C. 36 — 2² × 3² = 4 × 9 = 36.

Niveau moyen ★★ — 12 questions
  1. 91 n’est pas premier car…

    • A. il est divisible par 3
    • B. 91 = 7 × 13
    • C. il est divisible par 11
    • D. il est impair
    Réponse

    B. 91 = 7 × 13 — 9 + 1 = 10 n’est pas dans la table de 3, et 91 = 11 × 8 + 3 ; mais 7 × 13 = 91. Être impair ne dit rien : 97 est impair et premier.

  2. La décomposition de 280 en facteurs premiers est…

    • A. 2² × 7 × 10
    • B. 2 × 5 × 7²
    • C. 2³ × 35
    • D. 2³ × 5 × 7
    Réponse

    D. 2³ × 5 × 7 — 280 = 2 × 140 = 2 × 2 × 70 = 2 × 2 × 2 × 35 = 2³ × 5 × 7. 10 et 35 ne sont pas premiers, et 2 × 5 × 7² = 490.

  3. Pour tester si 79 est premier, il suffit d’essayer les divisions par…

    • A. 2 et 3
    • B. 2, 3, 5 et 7
    • C. 2, 3, 5, 7, 11 et 13
    • D. tous les nombres jusqu’à 39
    Réponse

    B. 2, 3, 5 et 7 — 7 × 7 = 49 ne dépasse pas 79, mais 11 × 11 = 121 le dépasse : on s’arrête après 7. Aucune division ne tombe juste, 79 est premier.

  4. Le quotient (2³ × 3 × 5) / (2² × 3²) se simplifie en…

    • A. 10/3
    • B. 5/3
    • C. 10/9
    • D. 40/3
    Réponse

    A. 10/3 — Facteurs communs : 2² × 3. Il reste 2 × 5 en haut et 3 en bas : 10/3 (et 120/36 = 10/3).

  5. Le nombre 2² × 3 × 7 est divisible par…

    • A. 8
    • B. 18
    • C. 14
    • D. 15
    Réponse

    C. 14 — 14 = 2 × 7 : ses facteurs sont dans la décomposition. 8 = 2³ demanderait trois facteurs 2, 18 = 2 × 3² deux facteurs 3, et 15 = 3 × 5 un facteur 5, qui n’y est pas.

  6. 2 431 se décompose en…

    • A. 11 × 221
    • B. 13 × 187
    • C. c’est un nombre premier
    • D. 11 × 13 × 17
    Réponse

    D. 11 × 13 × 17 — 2 431 ÷ 11 = 221, 221 ÷ 13 = 17 et 17 est premier : 2 431 = 11 × 13 × 17. Les produits 11 × 221 et 13 × 187 valent bien 2 431, mais 221 et 187 ne sont pas premiers.

  7. La forme irréductible de 45/75 est…

    • A. 3/5
    • B. 9/15
    • C. 15/25
    • D. 5/3
    Réponse

    A. 3/5 — 45/75 = (3² × 5)/(3 × 5²) = 3/5. 9/15 et 15/25 lui sont égales mais se simplifient encore ; 5/3 est l’inverse.

  8. Le plus petit multiple commun non nul de 12 = 2² × 3 et 20 = 2² × 5 est…

    • A. 240
    • B. 60
    • C. 4
    • D. 120
    Réponse

    B. 60 — Tous les facteurs, plus grand exposant : 2² × 3 × 5 = 60. 240 = 12 × 20 et 120 sont des multiples communs plus grands ; 4 est un diviseur commun.

  9. Le plus grand diviseur commun de 48 = 2⁴ × 3 et 60 = 2² × 3 × 5 est…

    • A. 6
    • B. 240
    • C. 12
    • D. 24
    Réponse

    C. 12 — Facteurs communs, plus petit exposant : 2² × 3 = 12. 6 divise aussi les deux nombres, mais ce n’est pas le plus grand ; 24 ne divise pas 60, et 240 est le plus petit multiple commun.

  10. Parmi 69, 71, 77 et 81, le nombre premier est…

    • A. 69
    • B. 77
    • C. 81
    • D. 71
    Réponse

    D. 71 — 69 = 3 × 23, 77 = 7 × 11 et 81 = 3⁴ sont composés ; 71 n’est divisible ni par 2, ni par 3, ni par 5, ni par 7.

  11. Quel chiffre □ rend 7□4 divisible par 9 ?

    • A. 2
    • B. 7
    • C. 4
    • D. 9
    Réponse

    B. 7 — 7 + 4 = 11 ; il faut 11 + □ = 18, donc □ = 7 : 774 = 9 × 86. Avec 2, 4 ou 9, les sommes valent 13, 15 et 20.

  12. Un nombre est divisible par 6 si sa décomposition contient…

    • A. au moins un facteur 2 et un facteur 3
    • B. au moins un facteur 6
    • C. au moins deux facteurs 3
    • D. au moins un facteur 2 ou un facteur 3
    Réponse

    A. au moins un facteur 2 et un facteur 3 — 6 = 2 × 3 : il faut les deux facteurs. 6 n’est pas premier, il n’apparaît jamais dans une décomposition ; 9 = 3² et 10 = 2 × 5 ne sont pas divisibles par 6.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions
  1. Un élève écrit (2³ × 5)/(2 × 7) = 5/7. Son erreur est…

    • A. il a supprimé 2³ au lieu de 2
    • B. il n’a pas supprimé le facteur 7
    • C. aucune, son résultat est juste
    • D. il devait trouver 10/7
    Réponse

    A. il a supprimé 2³ au lieu de 2 — Un seul facteur 2 est commun : il reste 2² × 5 en haut, soit 20/7 (et 40/14 = 20/7).

  2. Le reste de la division euclidienne de 2 × 3 × 5 × 7 + 1 = 211 par 7 est…

    • A. 0
    • B. 6
    • C. 1
    • D. 3
    Réponse

    C. 1 — 2 × 3 × 5 × 7 = 210 est un multiple de 7 : 211 = 7 × 30 + 1, le reste est 1. De même par 2, 3 ou 5, le reste vaut 1 : 211 n’est divisible par aucun d’eux.

  3. Le nombre de facteurs premiers différents de 1 400 est…

    • A. 6
    • B. 3
    • C. 2
    • D. 5
    Réponse

    B. 3 — 1 400 = 2³ × 5² × 7 : trois facteurs premiers différents, 2, 5 et 7 (6 est le nombre total de facteurs, en comptant les répétitions).

  4. Parmi ces décompositions, celle d’un multiple de 15 qui n’est pas un multiple de 4 est…

    • A. 2² × 3 × 5
    • B. 2² × 5²
    • C. 2³ × 3 × 5²
    • D. 2 × 3² × 5
    Réponse

    D. 2 × 3² × 5 — Il faut les facteurs 3 et 5, et au plus un facteur 2 : 2 × 3² × 5 = 90. 2² × 3 × 5 = 60 et 2³ × 3 × 5² = 600 contiennent 2², ce sont des multiples de 4 ; 2² × 5² ne contient pas 3.

  5. n = 2² × 7 et m = 2 × 7². Alors n × m vaut…

    • A. 2² × 7²
    • B. 2³ × 7³
    • C. 2⁴ × 7⁴
    • D. 4 × 49 × 2
    Réponse

    B. 2³ × 7³ — On compte les facteurs : 2 × 2 × 2 (trois facteurs 2) et 7 × 7 × 7 (trois facteurs 7), donc 2³ × 7³ ; en effet 28 × 98 = 2 744 = 8 × 343.

  6. Le carré de 42 = 2 × 3 × 7 a pour décomposition…

    • A. 2 × 3 × 7²
    • B. 2² × 3 × 7
    • C. 2² × 3² × 7²
    • D. 4 × 9 × 7
    Réponse

    C. 2² × 3² × 7² — 42² = 42 × 42 = (2 × 3 × 7) × (2 × 3 × 7) : chaque facteur apparaît deux fois, 2² × 3² × 7² = 1 764.

  7. Le nombre premier p tel que 6 × p soit compris entre 100 et 110 est…

    • A. p = 17
    • B. p = 18
    • C. p = 19
    • D. p = 16
    Réponse

    A. p = 17 — 6 × 17 = 102 ; 16 et 18 ne sont pas premiers, et 6 × 19 = 114 dépasse 110.

  8. La fraction 39/65…

    • A. se simplifie par 3
    • B. se simplifie par 5
    • C. est égale à 3/5
    • D. est irréductible
    Réponse

    C. est égale à 3/5 — 39 = 3 × 13 et 65 = 5 × 13 : le facteur commun est 13, et 39/65 = 3/5. 65 n’est pas divisible par 3, ni 39 par 5.

  9. Deux nombres premiers différents ont pour seul diviseur commun…

    • A. leur produit
    • B. 1
    • C. le plus petit des deux
    • D. 0
    Réponse

    B. 1 — Chacun n’a que 1 et lui-même pour diviseurs : seul 1 est commun. Leur produit est leur plus petit multiple commun.

  10. Le nombre 2¹⁰ a pour diviseurs…

    • A. seulement 1, 2 et 2¹⁰
    • B. tous les nombres pairs jusqu’à 1 024
    • C. 2, 4, 5, 10 et leurs produits
    • D. toutes les puissances de 2 de 1 à 2¹⁰
    Réponse

    D. toutes les puissances de 2 de 1 à 2¹⁰ — Un diviseur de 2¹⁰ ne contient que des facteurs 2, au plus dix : 1, 2, 4, 8… jusqu’à 1 024. 6 est pair mais ne le divise pas.

  11. n = 2³ × 3 × 5² ( = 600). La plus grande puissance de 10 qui divise n est…

    • A. 10
    • B. 1 000
    • C. 100
    • D. 10⁵
    Réponse

    C. 100 — 10 = 2 × 5 : 10² = 2² × 5² divise n, mais 10³ = 2³ × 5³ demanderait trois facteurs 5. 600 = 100 × 6.

  12. Le plus petit nombre entier ayant exactement quatre diviseurs est…

    • A. 4
    • B. 6
    • C. 8
    • D. 12
    Réponse

    B. 6 — 6 = 2 × 3 a pour diviseurs 1, 2, 3 et 6. 4 n’en a que trois (1, 2, 4) ; 8 en a quatre mais il est plus grand ; 12 en a six.

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