1. Définition des puissances
Pour tout nombre et tout entier naturel , la puissance est le produit de facteurs égaux à :
On lit « exposant » ou « puissance ». est la base et est l'exposant.
Cas particuliers : et (pour ).
2. Puissances d'un nombre négatif
Lorsque la base est un nombre négatif, il faut être attentif au signe du résultat :
— Si l'exposant est pair, le résultat est positif.
— Si l'exposant est impair, le résultat est négatif.
Exemple : et .
Attention : est différent de . Les parenthèses sont indispensables.
3. Puissances d'exposant négatif
Pour tout nombre et tout entier , on définit :
Exemple : et .
Ainsi, est l'inverse de .
4. Propriétés des puissances (règles de calcul)
Pour tout réel et tous entiers relatifs et :
Produit de puissances de même base :
Quotient de puissances de même base :
Puissance d'une puissance :
Puissance d'un produit :
Puissance d'un quotient :
5. Puissances de 10
Les puissances de 10 permettent d'écrire de très grands ou de très petits nombres :
; ; ;
; ;
Les règles des puissances s'appliquent : .
6. Notation scientifique
Un nombre est écrit en notation scientifique lorsqu'il s'écrit sous la forme :
où (un seul chiffre non nul avant la virgule) et est un entier relatif.
Exemple : et .
La notation scientifique est très utilisée en sciences pour manipuler les très grandes et très petites valeurs.
7. Comparaison et ordre de grandeur
La notation scientifique facilite la comparaison de nombres : on compare d'abord les exposants de 10, puis les coefficients.
L'ordre de grandeur d'un nombre est la puissance de 10 la plus proche de ce nombre. Il donne une estimation rapide de sa taille.
Exemple : l'ordre de grandeur de est ; celui de est (car ).