Leçon

Les ensembles de nombres (ℕ, ℤ, ℚ, ℝ)

Les nombres se rangent dans des « boîtes » emboîtées : chacune contient la précédente. Savoir dans quel ensemble se place un nombre est une question classique du CRPE.

Les 4 ensembles

EnsembleDéfinitionExemples
ℕ — entiers naturelsentiers positifs ou nuls0 ; 7 ; 12 ; 100
ℤ — entiers relatifsentiers positifs, négatifs ou nuls−3 ; 0 ; 5 ; −100
ℚ — rationnelsquotients a/b d'entiers (b ≠ 0)1/2 ; 0,75 ; −4 ; 1/3
ℝ — réelstous les nombres de la droite graduéeπ ; √2 ; −3 ; 1/2 ; 0

Les décimaux (nombres qui s'écrivent avec un nombre fini de chiffres après la virgule : 0,75 ; −2,4) forment un ensemble intermédiaire, noté 𝔻, entre ℤ et ℚ. 1/3 = 0,333… est rationnel mais pas décimal.

L'ordre d'inclusion

ℕ ⊂ ℤ ⊂ 𝔻 ⊂ ℚ ⊂ ℝ : chaque ensemble contient le précédent.

  • Un entier naturel (7) est aussi relatif, décimal, rationnel et réel.
  • Un entier négatif (−3) est dans ℤ, pas dans ℕ.
  • 0,5 est dans 𝔻 (et donc ℚ), pas dans ℤ.
  • π et √2 sont dans ℝ mais pas dans ℚ : ce sont des irrationnels. En revanche √4 = 2 est un entier.

Méthode pour situer un nombre

  1. Simplifiez-le d'abord (√4 = 2 ; 6/3 = 2 ; 3/4 = 0,75).
  2. Entier positif ou nul → ℕ. Entier négatif → ℤ.
  3. Nombre fini de décimales → 𝔻. Quotient d'entiers → ℚ.
  4. Sinon (π, √2, √5…) → ℝ uniquement.

À retenir

  • ℕ ⊂ ℤ ⊂ 𝔻 ⊂ ℚ ⊂ ℝ.
  • Un nombre appartient à plusieurs ensembles à la fois : on cite en général le plus petit.
  • Opposé de a : −a. Valeur absolue (distance à zéro) : |−3,5| = 3,5.