Écriture d’un entier positif
dans une base b ≥ 2

Base 10 (base décimale)

Chiffres autorisés : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9.

Un exemple : Dans l'entier 234, 2 est le chiffre des centaines, 3 le chiffre des dizaines et 4 celui des unités. Ainsi, on écrit :
234 = 2 × 100 + 3 × 10 + 4 × 1 = 2 × 102 + 3 × 101 + 4 × 100.

Application 1 : Écrire le nombre 95 670 suivant des puissances de 10.

Base 2 (base binaire)

"Le système binaire est le système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary digit, soit « chiffre binaire ») les chiffres de la numération binaire positionnelle. Un bit peut prendre deux valeurs, notées par convention 0 et 1.

Le système binaire est utile pour représenter le fonctionnement de l'électronique numérique utilisée dans les ordinateurs. Il est donc utilisé par les langages de programmation de bas niveau."*

Chiffres autorisés : 0 et 1.

1. Passer de la base 10 à la base 2

Activité 1 : Trouver l'écriture en base deux de 13 donné en base dix.

Méthode : On procède par divisions entières successives jusqu'à ce que l'on trouve un quotient nul.

Conversion décimal-binaire
Conversion décimal-binaire

Ainsi, 13 en base 2 est la suite des restes (en partant de la droite) de la division de 13 par 2.

On écrit : 13 = \(\overline{1101}\)2 = 11012
Et lit un, un, zéro et un en base 2.

Application 2 : Exprimer en binaire l’entier 235 donné en base 10.

2. Passer de la base 2 à la base 10

Activité 2 : Trouver la représentation en base dix de l’entier 10101102 donné en base deux.

Méthode : On écrit le nombre donné suivant des puissances de 2 puis on effectue l’opération ainsi obtenue.

  • On compte le nombre de chiffres de l'entier donné en base 2 ;
    Le nombre 10101102 est composé de 7 chiffres ; donc la plus grande puissance de 2 est 7-1, soit 6.
  • On écrit ensuite 10101102 suivant des puissances de 2
    Ainsi, 10101102 = 0 × 20 + 1 × 21 + 1 × 22 + 0 × 23 + 1 × 24 + 0 × 25 +1 × 26
  • On effectue enfin, l'opération obtenue.
    On trouve : 10101102 = 86 en base 10.

Application 3 : Donner la représentation en base dix de l’entier 100010012 exprimé en binaire.

Base 16 (base hexadécimale)

Chiffres autorisés : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E et F

avec A = 1010 ; B = 1110 ; C = 1210 ; D = 1310 ; E = 1410 et F = 1510

1. Passer de la base 10 à la base 16

Activité 3 : Convertir en base seize l’entier 235 donné en base dix.

Méthode : On procède par divisions entières successives par 16 jusqu'à ce que l'on trouve un quotient nul.

Conversion décimal-hexadecimal
Conversion décimal-hexadécimal

Ainsi, 235 en base 16 est la suite des restes (en partant de la droite) de la division par 16 de 235, sachant que 14 = E et 11 = B.

On écrit : 235 = \(\overline{EB}\)16 = EB16

Application 4 : Écrire en base seize l’entier 2023 exprimé en base 10.

2. Passer de la base 16 à la base 10

Activité 4 : Trouver la représentation en base dix de l’entier 450A16 donné en hexadécimal.

Méthode : On écrit le nombre suivant des puissances de 16 puis on effectue l’opération.

Ainsi, 450A16 = 10 × 160 + 0 × 161 + 5 × 162 + 4 × 163 = 17 674.

On écrit : 450A16 = 17 674

Application 5 : Donner l'écriture en décimal de l’entier 2315616.

Base 2 et base 16

Les chiffres de la base 16 sont les chiffres allant de 0 à 15, soit un total de 16 chiffres. Ainsi, pour représenter les 16 chiffres de la base 16 en binaire, il suffit d’un ensemble de 4 bits tels que :

Chiffres en base 16 0 1 2 3 4 5 6 7
Équivalents en base 2 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
Chiffres en base 16 8 9 10 11 12 13 14 15
Équivalents en base 2 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

Remarque :
le premier chiffre de l’entier (en partant de la droite) est appelé le bit de poids faible et le dernier le bit de poids fort.
Exemple 1 : 101011102 a pour bit de poids faible 0 et 1 pour bit de poids fort.
Exemple 2 : 450A16 a pour bit de poids faible A et 4 pour bit de poids fort.

1. Convertir un nombre N exprimé en base 16 vers la base 2

Activité 5 : Convertir le nombre EB16 en base 2.

Méthode : On remplace chacun des chiffres du nombre N en base 16 par leur équivalent binaire sur 4 chiffres.

Ainsi : EB16 = 1110 10112

Application 6 : Convertir le nombre 45A16 en base 2.

2. Passer de la base 2 à la base 16

Activité 6 : Convertir 1100111112 en base 16

Méthode : On découpe la chaîne binaire en paquets de 4 bits, depuis le bit de poids faible jusqu’au bit de poids fort.

Ainsi, 1100111112 = 1001 1111 = 19F16

Application 7 : Convertir 1110100111012 en base 16.

Généralisation à une base b quelconque

Chiffres autorisés : Pour écrire les entiers naturels en base b, on a besoin de b chiffres strictement inférieurs à b : 0 ; 1 ; … ; b-2 ; b-1.

Représentation d’un nombre N en base b

Soit le nombre N donné dans la base b, alors N s’écrit :

\(N = \overline{d_{n-1}d_{n-2}...d_{1}d_{0}}\)b = dn-1dn-2...d1d0

soit N = dn-1 × bn-1 + dn-2 × bn-2 + ... + d1 × b1 + d0 × b0

avec dn-1 le bit de poids fort ; d0 le bit de poids faible et les di étant inférieurs b.

Activité 7 : Trouver la représentation en base b d’un entier naturel donné en base dix.

Méthode : On effectue une succession de divisions entières par b, jusqu’à obtenir un quotient égal à 0.

Enfin, ce nombre entier, écrit en base b, est la suite des restes (en partant de la droite) de la division de ce nombre par b.

Application 8 : Convertir en base huit le nombre 235 exprimé en base dix.

Application 9 : Convertir en base dix le nombre 756 exprimé en base huit.

Application 10 : Convertir en binaire le nombre 4528.

Somme de deux entiers naturels

Activité 7 et méthode : Effectuer l'opération ci-après : 101102 + 110102.

            Retenue  1111
                      101102
                    + 110102
                                      

1100002

Application 11 : Additionner 11001102 et 1110012.

Application 12 : Additionner 4A5916 et 1E67B16.

Multiplication d'un entier naturel par 2

Activité 7 et méthode : Effectuer l'opération ci-après : 101102 × 2.

            Retenue  1011
                      101102
                    ×     2
                                      

1011002

Plus simplement, le produit d'un nombre binaire par 2 est ce nombre auquel on a ajouté un zéro à sa droite.

Application 13 : Multiplier 11001102 par 2.

Activité 8 et méthode : Effectuer l'opération ci-après : 11011012 × 1001102.

                    11011012
                  ×  100110
                                      
1101101 1101101 1101101
1000000101110

Application 14 : On considère le nombre N = 67 donné en base 10.
On ajoute trois chiffres 0 à droite de son écriture binaire.

  • Quel entier obtient-on en base 10 ?
  • Quelle relation y a-t-il entre N et ce nouvel entier ?