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Les puissances : toutes les règles

Écrire des nombres géants ou minuscules en trois caractères, et calculer avec sans jamais poser d'opération.

MathématiquesCollège3e

La distance Terre-Soleil : 150 000 000 km. La taille d'un virus : 0,000 000 1 m. Personne n'a envie
d'écrire ça en entier. Les puissances font le boulot à ta place. 🔭

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C'est quoi le délire ?

Une puissance, c'est une multiplication répétée : 2⁵ = 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 32. Le petit chiffre
en haut est l'exposant, il compte le nombre de facteurs. Le grand en bas est la base.

Un exposant négatif ne rend pas le nombre négatif : il fait passer à l'inverse. Et la **notation
scientifique écrit tout nombre sous la forme a × 10ⁿ avec 1 ≤ a < 10**.

La formule magique

Pour a non nul et m, n entiers relatifs :

  • aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ (même base → on additionne les exposants)
  • aᵐ ÷ aⁿ = aᵐ⁻ⁿ (on soustrait)
  • (aᵐ)ⁿ = aᵐˣⁿ (on multiplie)
  • a⁻ⁿ = 1/aⁿ et a⁰ = 1
  • (a × b)ⁿ = aⁿ × bⁿ
  • Puissances de 10 : 10ⁿ = 1 suivi de n zéros ; 10⁻ⁿ = 0, puis n−1 zéros puis 1

On teste sur un exemple

Calcule A = (3 × 10⁴) × (2 × 10⁻⁷).

  • Je regroupe les nombres et les puissances : A = (3 × 2) × (10⁴ × 10⁻⁷)
  • 3 × 2 = 6
  • 10⁴ × 10⁻⁷ = 10⁴⁻⁷ = 10⁻³
  • A = 6 × 10⁻³ = 0,006

C'est déjà en notation scientifique : 6 est bien entre 1 et 10. Et 45 000 000 s'écrit
4,5 × 10⁷.

Le piège classique

10⁻³ n'est pas −1000. C'est 0,001. L'exposant négatif rend le nombre petit, pas négatif.

Deuxième piège : les règles marchent seulement avec la même base. 2³ × 5³ ne donne pas 10⁶ mais
10³. Et on n'additionne jamais les exposants dans une addition : 2³ + 2⁴ ≠ 2⁷.

L'astuce pour retenir

« Multiplication → j'additionne. Division → je soustrais. Puissance de puissance → je multiplie. »
Un cran plus bas dans l'opération, un cran plus bas dans les exposants.

Teste-toi

Réponds sans regarder la fiche — 0/3

1. 10⁻³ est égal à…

2. 2⁵ × 2⁻³ est égal à…

3. 45 000 000 en notation scientifique s'écrit…

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