Aller au contenu

Mathématiques · 3eDNB

Les racines carrées : cours de 3e

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • La racine carrée d'un nombre positif xx, notée x\sqrt{x}, est le seul nombre positif dont le carré vaut xx : (x)2=x(\sqrt{x})^2 = x et x2=x\sqrt{x^2} = x si x≥0x \geq 0.
  • Pour a≥0a \geq 0 et b≥0b \geq 0 : a×b=a×b\sqrt{a \times b} = \sqrt{a} \times \sqrt{b}, et pour b>0b > 0 : ab=ab\sqrt{\dfrac{a}{b}} = \dfrac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}.
  • Il n'existe aucune règle pour une somme : a+b\sqrt{a + b} n'est en général pas égal à a+b\sqrt{a} + \sqrt{b}.
  • Pour simplifier, fais apparaître un carré parfait : 12=4×3=23\sqrt{12} = \sqrt{4 \times 3} = 2\sqrt{3}.
  • L'équation x2=ax^2 = a avec a>0a > 0 a deux solutions, a\sqrt{a} et −a-\sqrt{a} ; avec a<0a < 0, elle n'en a aucune.

Pourquoi étudier les racines carrées

Au DNB, on attend de toi que tu saches résoudre des problèmes dans lesquels interviennent des racines carrées 1. Tu rencontres ces nombres dès que tu cherches la longueur du côté d'un carré dont tu connais l'aire, ou dès que tu dois résoudre une équation comme x2=10x^2 = 10.

Tu connais déjà le carré d'un nombre : 52=255^2 = 25. La racine carrée fait le chemin inverse : on part de 2525 et on cherche le nombre qui, élevé au carré, redonne 2525. Dans ce cours, on part de la définition exacte, puis on en déduit toutes les règles de calcul. Rien n'est à apprendre par cœur sans comprendre d'où ça vient.

La définition de la racine carrée

Carrés parfaits et deux égalités à connaître

Un carré parfait est le carré d'un nombre entier. Connaître les premiers par cœur te fait gagner beaucoup de temps, en particulier pour repérer un facteur à sortir d'une racine (voir plus loin). Voici les carrés des entiers de 1 à 12, ainsi que ceux de 15 et de 20.

Carrés parfaits à connaître
Nombre $n$1234567891011121520
Carré $n^2$149162536496481100121144225400
Carrés parfaits à connaître · Chaque carré est obtenu en multipliant le nombre par lui-même.
Démonstration · Pourquoi ces égalités sont vraies

La première égalité est la définition elle-même : a\sqrt{a} est un nombre positif dont le carré vaut aa 2.

Pour la seconde, le nombre aa est positif et son carré vaut a2a^2. Par définition, a2\sqrt{a^2} est l'unique nombre positif dont le carré est a2a^2 2. Or aa répond à cette description, donc a2=a\sqrt{a^2} = a.

Valeurs exactes et valeurs approchées

Quand le radicande est un nombre entier qui n'est pas un carré parfait, sa racine carrée n'est pas un nombre décimal. Par exemple, aucun nombre entier n'a un carré égal à 22, et aucune fraction non plus : 2\sqrt{2} est un nombre irrationnel. Historiquement, c'est en observant les entiers qui ne sont pas des carrés d'entiers que l'on a pris conscience, pour la première fois, que des nombres irrationnels existent 2. Ce résultat se démontre au lycée ; ici, tu peux l'admettre.

Cette question remonte à l'Antiquité. Sur la tablette d'argile YBC 7289, datée d'environ 1700 avant notre ère, un carré porte le nombre 30 sur l'un de ses côtés, et sa diagonale est accompagnée d'une valeur approchée de 2\sqrt{2} 2. C'est la trace la plus ancienne que l'on connaisse d'une racine carrée 2.

Produit et quotient de racines carrées

Démonstration · Démonstration pour le produit

Le nombre a×b\sqrt{a} \times \sqrt{b} est positif ou nul, comme produit de deux nombres positifs ou nuls. Calculons son carré :

(a×b)2=(a)2×(b)2=a×b.\left(\sqrt{a} \times \sqrt{b}\right)^2 = \left(\sqrt{a}\right)^2 \times \left(\sqrt{b}\right)^2 = a \times b.

C'est donc un nombre positif dont le carré vaut a×ba \times b. Or a×b\sqrt{a \times b} est l'unique nombre positif dont le carré vaut a×ba \times b 2. Les deux nombres sont égaux.

La preuve pour le quotient est identique : ab\dfrac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}} est positif et son carré vaut ab\dfrac{a}{b}.

Simplifier une racine carrée

Une écriture comme 12\sqrt{12} est correcte, mais on peut la rendre plus simple. Cette technique va un peu au-delà des attendus du DNB et sera approfondie en seconde, mais elle t'aidera à calculer plus vite. Le principe est d'écrire le radicande comme le produit d'un carré parfait et d'un autre entier, puis de séparer la racine avec la règle du produit.

Les erreurs classiques avec les sommes

Équations $x^2 = a$ et problèmes

Démonstration · Pourquoi deux solutions

Le nombre a\sqrt{a} est solution, par définition 2. Le nombre −a-\sqrt{a} aussi, car (−a)2=(a)2=a\left(-\sqrt{a}\right)^2 = \left(\sqrt{a}\right)^2 = a. Réciproquement, x2=ax^2 = a s'écrit x2−(a)2=0x^2 - \left(\sqrt{a}\right)^2 = 0, soit (x−a)(x+a)=0\left(x - \sqrt{a}\right)\left(x + \sqrt{a}\right) = 0. Un produit est nul si l'un de ses facteurs est nul : x=ax = \sqrt{a} ou x=−ax = -\sqrt{a}.

Les racines carrées ont aussi une réalité géométrique. À la règle et au compas, on peut construire un segment de longueur a\sqrt{a} à partir d'un segment de longueur aa et d'un segment de longueur 11 2. Cette construction montre que la racine carrée d'un nombre constructible, comme un nombre rationnel positif, est elle-même constructible 2. La longueur 2\sqrt{2} n'est donc pas une curiosité de calcul : on peut la tracer.

Exercices corrigés

Exercice 1 Le côté d'un carré

★☆☆Environ 5 min

Un jardinier dispose d'un carré de pelouse d'aire 50 m250\ \text{m}^2.

  1. Donne la valeur exacte du côté du carré, sous la forme aba\sqrt{b} avec aa et bb entiers, bb le plus petit possible.
  2. Donne une valeur approchée de ce côté, arrondie au dix-millième de mètre.
Indice 1

L'aire d'un carré de côté cc vaut c2c^2.

Indice 2

Cherche le plus grand carré parfait qui divise 5050.

Voir la correction pas à pas
  1. On note cc le côté en mètres. L'aire est c2c^2, donc c2=50c^2 = 50.

  2. Un côté est une longueur positive : c=50c = \sqrt{50}.

  3. On cherche un carré parfait qui divise 5050 : 2525 convient, et 50=25×250 = 25 \times 2.

  4. On sépare : 50=25×2=52\sqrt{50} = \sqrt{25} \times \sqrt{2} = 5\sqrt{2}.

  5. À la calculatrice, 52≈7,07115\sqrt{2} \approx 7{,}0711.

Le côté mesure exactement 525\sqrt{2} m, soit environ 7,07117{,}0711 m. On retient le réflexe : aire d'un carré connue, côté égal à la racine carrée de l'aire.

Exercice 2 Différence de deux carrés de racines

★★☆Environ 8 min

Calcule la valeur exacte de B=(35)2−(20)2B = \left(3\sqrt{5}\right)^2 - \left(\sqrt{20}\right)^2.

Indice 1

Utilise (ab)2=a2×b\left(a\sqrt{b}\right)^2 = a^2 \times b et (x)2=x\left(\sqrt{x}\right)^2 = x.

Indice 2

Calcule séparément les deux termes.

Voir la correction pas à pas
  1. Premier terme : (35)2=32×(5)2=9×5=45\left(3\sqrt{5}\right)^2 = 3^2 \times \left(\sqrt{5}\right)^2 = 9 \times 5 = 45.

  2. Second terme : (20)2=20\left(\sqrt{20}\right)^2 = 20, directement par définition de la racine carrée.

  3. On soustrait : B=45−20=25B = 45 - 20 = 25.

On a B=25B = 25. Remarque qu'on n'a jamais eu besoin de valeur approchée : élever une racine au carré supprime le radical.

Exercice 3 Une équation avec un carré

★★★Environ 10 min

On considère l'équation 3x2=483x^2 = 48.

  1. Résous cette équation dans l'ensemble des nombres que tu connais.
  2. Un carré a le même périmètre qu'un rectangle de largeur xx et de longueur 2x2x, où xx est la solution positive de l'équation précédente (en cm). Quel est ce périmètre commun, en cm ?
Indice 1

Divise d'abord les deux membres par 33 pour isoler x2x^2.

Indice 2

Le périmètre d'un rectangle de largeur ll et de longueur LL est 2(l+L)2(l + L).

Voir la correction pas à pas
  1. On isole x2x^2 : x2=483=16x^2 = \dfrac{48}{3} = 16.

  2. Comme 16>016 > 0, il y a deux solutions : x=16=4x = \sqrt{16} = 4 ou x=−4x = -4.

  3. On retient la solution positive : x=4x = 4 cm. Le rectangle mesure donc 44 cm sur 88 cm.

  4. Son périmètre vaut 2×(4+8)=242 \times (4 + 8) = 24 cm.

L'équation a deux solutions, 44 et −4-4, mais seule 44 convient pour une longueur. Le périmètre commun est de 2424 cm.

Quiz

7 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Combien vaut 49\sqrt{49} ?

  2. L'égalité 9+16=9+16\sqrt{9 + 16} = \sqrt{9} + \sqrt{16} est vraie.

  3. On écrit 45\sqrt{45} sous la forme a5a\sqrt{5}, avec aa entier. Quelle est la valeur de aa ?

  4. Quelle est la forme simplifiée de 18\sqrt{18} ?

  5. Quelles expressions sont égales à 66 ?

    Plusieurs réponses possibles.

  6. Quelles sont les solutions de l'équation x2=7x^2 = 7 ?

  7. Quel encadrement de 50\sqrt{50} est correct ?

Les questions qu'on se pose

Pourquoi $\sqrt{25} = 5$ et pas aussi $-5$ ?

Parce que la définition de la racine carrée ne retient que le nombre positif dont le carré est égal au radicande 2. C'est ce qui permet d'écrire sans ambiguïté 25=5\sqrt{25} = 5. Quand tu résous l'équation x2=25x^2 = 25, en revanche, les deux nombres 55 et −5-5 sont solutions : le signe −- vient alors de l'équation, pas de la racine.

Comment savoir si une racine carrée se simplifie ?

Cherche un carré parfait (44, 99, 1616, 2525, 3636…) qui divise le radicande. S'il y en a un, tu peux sortir sa racine : 28=4×7=27\sqrt{28} = \sqrt{4 \times 7} = 2\sqrt{7}. S'il n'y en a aucun, comme pour 30\sqrt{30} (30=2×3×530 = 2 \times 3 \times 5), la racine est déjà sous sa forme la plus simple.

Pourquoi ne peut-on pas écrire $\sqrt{a + b} = \sqrt{a} + \sqrt{b}$ ?

Parce que c'est faux en général. Prends a=9a = 9 et b=16b = 16 : 25=5\sqrt{25} = 5, alors que 9+16=7\sqrt{9} + \sqrt{16} = 7. Il suffit d'un seul contre-exemple pour montrer qu'une règle n'existe pas. La séparation n'est possible que pour un produit ou un quotient.

Faut-il donner la valeur exacte ou une valeur approchée ?

Suis l'énoncé. Sans précision, une valeur exacte comme 232\sqrt{3} est préférable, puisqu'elle ne perd aucune information. Si l'énoncé demande un arrondi (« au centième », « au dixième »), donne la valeur approchée demandée, obtenue à la calculatrice, avec le signe ≈\approx. Une racine comme 2\sqrt{2} n'est pas décimale : sa valeur approchée n'est jamais exacte.

Ce chapitre tombe-t-il au DNB ?

Les attendus de fin d'année de 3e prévoient que tu saches résoudre des problèmes mettant en jeu des racines carrées 1. Concrètement, on retrouve les racines carrées dans des calculs de longueurs, d'aires, dans des équations du type x2=ax^2 = a et dans des calculs d'expressions à simplifier. Les points à maîtriser : la définition, la simplification, le produit et le quotient, et le piège de la somme.

Sources

Programme visé : 3e Mathématiques - Attendus de fin d'année (DNB) · Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale)

  1. 3e Mathématiques - Attendus de fin d'année (DNB), Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale). Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Racine carrée, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Racine carrée (album), Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

Signaler une erreur sur cette page

Je suis en…

Primaire

  • CP Bientôt
  • CE1 Bientôt
  • CE2 Bientôt
  • CM1 Bientôt
  • CM2 Bientôt

Collège

Lycée

Supérieur

  • BTS Bientôt
  • BUT Bientôt
  • Licence Bientôt
  • Prépas Bientôt

Sur cette page