Feuille d'exercices n°2 — manipuler et simplifier des expressions avec aˣ
📌 Ce qu'il faut avoir en tête
| 1 | \(a^0 = 1\) |
| 2 | \(a^1 = a\) |
| 3 | \(a^x > 0\) |
| 4 | \(a^{x+y} = a^x\times a^y\) |
| 5 | \(a^{-x} = \dfrac{1}{a^x}\) |
Répondre sans calculatrice, en utilisant les propriétés du rappel.
💡 Indices
D'après la propriété 1, une puissance à exposant 0 vaut toujours 1 (pour une base \(a>0\)) :
D'après la propriété 2, une puissance à exposant 1 vaut la base elle-même :
✗ FAUX — les 5 propriétés admises supposent \(a>0\). La fonction exponentielle n'est définie que pour une base strictement positive : le cas \(a=0\) ou \(a<0\) n'entre pas dans ce cadre.
On rappelle la propriété 4 : \(a^{x+y} = a^x\times a^y\).
💡 Indices
Les deux calculs donnent le même résultat : la propriété 4 est bien vérifiée.
💡 Indices
D'après la propriété 3, \(a^x>0\) pour toute base \(a>0\) et tout réel \(x\), y compris négatif. Donc \(5^{-4}>0\), sans même avoir besoin de le calculer.
D'après la propriété 5, \(4^{-3} = \dfrac{1}{4^3}\). Comme \(4^3=64\) est déjà connu, il suffit d'inverser ce résultat, sans nouveau calcul :
Dans tout l'exercice, \(a>0\) et \(x\) est un réel quelconque. Écrire chaque expression sous la forme \(a^{\,\dots}\).
💡 Indices
On a bien retrouvé \(\dfrac{a^{x+3}}{a^x} = a^3\), en combinant la propriété 5 (passage à l'inverse) puis la propriété 4 (produit).
Chaque affirmation est-elle vraie ou fausse ? Justifier à l'aide des propriétés.
💡 Indices
✗ FAUX — d'après la propriété 1, \(a^0=1\) (et non 0).
✓ VRAI — d'après la propriété 3, \(a^x>0\) quel que soit le réel \(x\), même négatif.
✗ FAUX — c'est le piège classique signalé dans le rappel : la propriété 4 donne \(a^{x+y}=a^x\times a^y\) (un produit, pas une somme).
✓ VRAI — \(1^x=1\) quel que soit \(x\), puisque multiplier 1 par lui-même ne change jamais sa valeur.
✓ VRAI — comme vu en Feuille 1, l'exposant d'une fonction \(a^x\) peut être n'importe quel réel, y compris non entier et négatif à la fois.
Une population d'insectes évolue selon \(P(t) = 500\times1{,}2^{\,t}\), où \(t\) est le temps en années. On donne \(P(3) = 864\).
💡 Indices
Il y a donc 500 insectes à l'instant initial \(t=0\), ce qui est cohérent avec la propriété 1 (\(a^0=1\)).
✓ Oui — comme la base \(1{,}2\) est strictement positive, la propriété 3 (\(a^x>0\)) garantit que \(P(t)>0\) pour tout réel \(t\), sans qu'il soit nécessaire de calculer sa valeur.