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Ch. 05 Mathématiques · 2nde Industrielle (STI)

Calculs sur les radicaux — racines n-ièmes

Objectif Général 1 — Nombres réels et calculs. Simplification, opérations sur les radicaux, racines n-ièmes.

1. Racine carrée : définition et propriétés

Définition

Pour a ≥ 0, la racine carrée de a, notée √a, est l'unique réel positif dont le carré vaut a : (√a)² = a et √a ≥ 0.

Pour tout réel x : √(x²) = |x| (et non x, car une racine carrée est toujours positive).

Propriétés de calcul (a ≥ 0, b ≥ 0 ou > 0 selon le cas)

√(a × b) = √a × √b (a≥0, b≥0)

√(a / b) = √a / √b (a≥0, b>0)

√a × √a = a

⚠ En général, √(a+b) ≠ √a + √b (pas de propriété pour la somme).

Exemples

√((−5)²) = √25 = 5 = |−5|

√12 = √(4×3) = √4 × √3 = 2√3

√(9/25) = √9/√25 = 3/5

2. Simplifier et combiner des radicaux

Méthode de simplification

Pour simplifier √N, on cherche le plus grand carré parfait qui divise N, on l'extrait puis on factorise : √N = √(k² × m) = k√m.

On ne peut additionner ou soustraire que des radicaux identiques (même terme sous le radical), comme pour des termes semblables en algèbre.

Rendre rationnel un dénominateur

Pour supprimer un radical au dénominateur, on multiplie numérateur et dénominateur par ce radical : 1/√a = √a / a (a > 0).

Exemples

√50 = √(25×2) = 5√2 ; √98 = √(49×2) = 7√2

2√12 + 3√27 = 2×2√3 + 3×3√3 = 4√3 + 9√3 = 13√3

1/√5 = √5/5 ; 3/(2√3) = 3√3/(2×3) = √3/2

3. Racines n-ièmes

Définition

Pour a ≥ 0 et n entier naturel, n ≥ 2, la racine n-ième de a, notée ⁿ√a, est l'unique réel positif dont la puissance n-ième vaut a : (ⁿ√a)ⁿ = a et ⁿ√a ≥ 0.

Cas particuliers : n=2 → racine carrée ; n=3 → racine cubique (³√a), définie aussi pour a < 0 puisque tout réel admet un cube).

Propriétés (a, b ≥ 0)

ⁿ√(a×b) = ⁿ√a × ⁿ√b

ⁿ√a peut s'écrire a^(1/n) (notation avec exposant rationnel, à retrouver au lycée général)

(ⁿ√a)ⁿ = a et ⁿ√(aⁿ) = a si a ≥ 0

ÉcritureNomExemple
√aracine carrée (n=2)√9 = 3
³√aracine cubique (n=3)³√8 = 2, ³√(−8) = −2
⁴√aracine quatrième (n=4)⁴√16 = 2
Exemple

³√24 = ³√(8×3) = ³√8 × ³√3 = 2 × ³√3 (on extrait le cube parfait 8)

🧠 À retenir absolument

  • √(x²) = |x| ; √(ab) = √a×√b ; √(a/b) = √a/√b
  • Simplifier un radical : extraire le plus grand carré (ou n-ième puissance) parfait
  • On additionne seulement des radicaux identiques (comme des termes semblables)
  • Rationaliser : 1/√a = √a/a
  • ⁿ√a est le réel positif tel que (ⁿ√a)ⁿ = a ; ³√a est défini aussi pour a < 0
1

Simplifier des racines carrées

● Facile

Écrire sous la forme k√m (m le plus petit possible) :

  1. √50
  2. √98
✅ Correction
  1. √50 = √(25×2) = √25×√2 = 5√2
  2. √98 = √(49×2) = √49×√2 = 7√2
2

Produit et quotient de racines

● Facile

Calculer :

  1. √8 × √2
  2. √12 / √3
✅ Correction
  1. √8 × √2 = √(8×2) = √16 = 4
  2. √12 / √3 = √(12/3) = √4 = 2
3

Additionner des radicaux

● Moyen

Simplifier A = 2√12 + 3√27, en détaillant chaque étape.

✅ Correction

√12 = √(4×3) = 2√3, donc 2√12 = 2×2√3 = 4√3.

√27 = √(9×3) = 3√3, donc 3√27 = 3×3√3 = 9√3.

A = 4√3 + 9√3 = 13√3 (on additionne les radicaux identiques, comme des termes semblables).

4

Rationaliser un dénominateur

● Moyen

Rendre rationnel le dénominateur des expressions suivantes :

  1. 1/√5
  2. 3/(2√3)
✅ Correction
  1. On multiplie haut et bas par √5 : 1/√5 = (1×√5)/(√5×√5) = √5/5
  2. On multiplie haut et bas par √3 : 3/(2√3) = (3×√3)/(2×√3×√3) = 3√3/(2×3) = √3/2
5

Simplification complète

● Difficile

Simplifier B = √75 − 2√27 + √3, en décomposant chaque radical, puis calculer C = ³√16 × ³√4 (résultat entier attendu).

✅ Correction

Pour B :

√75 = √(25×3) = 5√3

2√27 = 2×√(9×3) = 2×3√3 = 6√3

B = 5√3 − 6√3 + √3 = (5−6+1)√3 = 0×√3 = 0

Pour C : ³√16 × ³√4 = ³√(16×4) = ³√64 = 4 (car 4³ = 64).

QCM — Auto-évaluation

10 questions · Une seule bonne réponse · Correction immédiate

0Score
0/10Répondues
Question 1 / 10

√16 est égal à :

Question 2 / 10

√50 simplifié s'écrit :

Question 3 / 10

√8 × √2 est égal à :

Question 4 / 10

Pour tout réel x, √(x²) est égal à :

Question 5 / 10

√12 / √3 est égal à :

Question 6 / 10

1/√5, une fois rationalisé, s'écrit :

Question 7 / 10

2√3 + 5√3 est égal à :

Question 8 / 10

³√8 est égal à :

Question 9 / 10

(√7)² est égal à :

Question 10 / 10

⁴√16 est égal à :