Solution des exercices : Équations et inéquations du 1er degré à une inconnue 3e

Classe: 
Troisième
 

Exercice 1

Nous allons résoudre dans R chacune des équations suivantes : 
 
a) 7x1=5x5 si, et seulement si, 7x5x=15
 
Donc, 2x=4
 
Ce qui donne alors, x=42=2
 
D'où,
S={2}
b) 2x3=32x+3 alors, 2x32x=3+3=6
 
Or, 
 
2x32x=4x23x2=4x3x2=x2  
 
Donc, x2=6
 
Ce qui entraine : x=2×6=12
 
D'où, S={12}
c) x21=2+x si, et seulement si, x2x=2+1
 
Donc, x(21)=2+1
 
Ce qui donne : x=2+121
 
En rendant rationnel le dénominateur, on obtient :
 
x=2+121=(2+1)(2+1)(21)(2+1)=(2+1)2(2)2(1)2=2+22+121=3+22
 
Ainsi, S={3+22}

Exercice 2

Résolvons dans R chacune des équations suivantes : 
 
a) |3x4|=2 si, et seulement si, 3x4=2  ou  3x4=2
 
On aura alors, 3x=2+4=6  ou  3x=2+4=2
 
Soit encore x=63=2  ou  x=23
 
D'où, S={2; 23}
b) |3x+7|=3 
 
La valeur absolue n'est jamais négative donc, cette équation n'admet pas de solution.
S=
c) |15x32|=22 si, et seulement si, 15x32=22  ou  15x32=22
 
On aura alors, 15x=22+32=52  ou  15x=22+32=2
 
Ainsi, x=5215=23  ou  x=215
 
D'où, S={23; 215}
d) |3x4|=|x23| si, et seulement si, 
 
3x4=x23  ou  3x4=(x23)=x+23
 
Cela donne alors, 3xx=23+4=1223  ou  3x+x=23+4=12+23
 
Donc, 2x=103  ou  4x=143
 
Soit encore x=1032=103×2=53  ou  x=1434=143×4=76
 
D'où, S={53; 76}
e) (2x3)2=(3x+5)2
 
On sait que (2x3)2=|2x3|  et  (3x+5)2=|3x+5|
 
Donc, résoudre l'équation (2x3)2=(3x+5)2 revient tout simplement à résoudre l'équation suivante : |2x3|=|3x+5|
On a : |2x3|=|3x+5| si, et seulement si, 2x3=3x+5  ou  2x3=3x5 
 
Alors, 2x+3x=5+3=8  ou  2x3x=5+3=2
 
On aura donc, x(2+3)=8  ou  x(23)=2 
 
Soit encore x=82+3  ou  x=223
 
En rendant rationnel les dénominateurs, on obtient :
 
x=8(23)(2+3)(23)  ou  x=2(2+3)(23)(2+3)
 
Soit x=8(23)29=8(23)7  ou  x=2(2+3)29=2(2+3)7
 
D'où, S={8(23)7; 2(2+3)7}

Exercice 3

Résolvons dans R les équations suivantes :
 
a) x29(x1)2=0
 
On remarque que x29(x1)2=x2[3(x1)]2
 
Donc, en utilisant les propriétés des identités remarquables, on obtient :
 
x29(x1)2=x2[3(x1)]2=(x3(x1))(x+3(x1))=(x3x+3)(x+3x3)=(2x+3)(4x3)
 
Ainsi, x29(x1)2=0 si, et seulement si, (2x+3)(4x3)=0
Or, un produit de facteurs est nul si au moins un des facteurs est nul.
 
Donc, (2x+3)(4x3)=0 si, et seulement si, 
 
(2x+3)=0 ou (4x3)=0
 
Par suite, 2x=3 ou 4x=3
 
Par conséquent, x=32=32 ou x=34
 
D'où, S={32; 34}
b) (x+12)(32x)+x2+x+14=0 
 
Nous constatons que x2+x+14=(x+12)2
 
Alors, (x+12)(32x)+x2+x+14=(x+12)(32x)+(x+12)2
 
Donc, en prenant (x+12) comme facteur commun puis en factorisant on obtient :
 
(x+12)(32x)+x2+x+14=(x+12)(32x)+(x+12)2=(x+12)[(32x)+(x+12)]=(x+12)(32x+x+12)=(x+12)(x+72)
 
Ainsi, (x+12)(32x)+x2+x+14=0 si, et seulement si, (x+12)(x+72)=0
 
On aura alors, (x+12)=0 ou (x+72)=0
 
Ce qui donne, x=12 ou x=72
 
D'où, S={12; 72}
c) (3x1)2+9=0
 
On a : (3x1)2+9=0 si, et seulement si, (3x1)2=9
 
Or, un carré n'est jamais négatif. Donc, il n'existe pas de réels vérifiant (3x1)2+9=0
 
D'où, S=
d) (x5)2=3
 
On a : (x5)2=3 si, et seulement si, (x5)2=3
 
Or, (x5)2=|(x5)|
 
On aura alors, |(x5)|=3
 
Donc, x5=3 ou x5=3
 
C'est-à-dire ; x=5+3 ou x=53
 
Ainsi, S={53; 5+3}
 
e) 3x214=2
 
On a : 3x214=2 si, et seulement si, 3x2=2+14=16
 
Ou encore, x2=163
 
Or, on sait que x2=163 si, et seulement si, x2=163
 
et comme x2=|x| alors, on a : |x|=163
Cette équation a pour solution : 
 
x=163=433 ou x=163=433
 
D'où, S={433; 433}
f) |2x+5|=12 
 
On a :  |2x+5|=12 si, et seulement si, 
 
2x+5=12 ou 2x+5=12
 
Alors, 2x=5+12 ou 2x=512
 
Donc, x=5+122 ou x=5122
 
C'est-à-dire ; x=5214=94 ou x=52+14=114
 
Ainsi, S={94; 114}
g) |4x+3|=23
 
En appliquant la même démarche que dans la question f), on aura :
 
4x+3=23 ou 4x+3=23
 
Alors, 4x=233 ou 4x=233
 
Donc, x=2334=23×434 
 
ou  x=2334=23×434
 
Soit ; x=1634=23312 ou x=1634=23312
 
Ainsi, S={23312; 23312}
h) (x2)2=4
 
(x2)2=4 si, et seulement si, |(x2)|=4
 
On aura alors, x2=4 ou x2=4
 
Par suite, x=4+2=6 ou x=4+2=2
 
D'où, S={2; 6}
i) 2|34x|4|2x1|=0
 
2|34x|4|2x1|=0 si, et seulement si, 2|34x|=4|2x1|
 
Ce qui donne, en simplifiant par 2, |34x|=2|2x1|=|2(2x1)|
 
Alors, |34x|=|2(2x1)| si, et seulement si,
 
34x=2(2x1)=4x2 ou 34x=2(2x1)=4x+2
 
Donc, 4x4x=23 ou 4x4x=23
 
Ce qui donne, 8x=5 ou 0x=1
 
Or, 0x=1 est impossible
 
Par conséquent, on trouve x=58
 
Ainsi, S={58}
j) |5x2|+3=0
 
|5x2|+3=0 si, et seulement si, |5x2|=3
 
Mais comme une valeur absolue n'est jamais négative alors, S=
 
k) x2+4=(x22)2
 
On a : x2+4=(x22)2 si, et seulement si, x2=(x22)24
 
Or, (x22)24=((x22)2)((x22)+2)=(x24)(x2)
 
On aura alors, x2=x2(x24)
 
Ce qui donne, x2x2(x24)=0
 
Soit ; x2(1(x24))=0
 
Donc, x2=0 ou  5x2=0
 
Par suite, x=0 ou  x2=5
 
Or, x2=5 est équivalente à |x|=5 
 
et |x|=5 si, et seulement si, x=5 ou  x=5 
 
Par conséquent, l'équation x2+4=(x22)2 aura pour solutions :
 
x=0 ou  x=5 ou  x=5
 
Ainsi, S={5; 0; 5}
l) 2x32+3=0
 
2x32+3=0 si, et seulement si, le numérateur est nul.
 
C'est-à-dire ; 2x3=0
 
Soit ; x=32
 
Donc,  S={32}

Exercice 4

Résolvons dans R chacune des équations :
 
a) 5x(x1)(x3)=0
 
Un produit de facteurs est nul si au moins un des facteurs est nul.
 
Donc, 5x(x1)(x3)=0 si, et seulement si, 
 
5x=0 ou (x1)=0 ou (x3)=0
 
Alors on aura : x=0 ou x=1 ou x=3
 
Ainsi, S={0; 1; 3}
b) 25x29=0
 
On est en présence d'une identité remarquable de la forme a2b2
 
Alors, 25x29=(5x)232=(5x3)(5x+3)
 
Donc, 25x29=0 si, et seulement si, (5x3)(5x+3)=0
Comme c'est un produit de facteurs alors, on  aura :
 
5x3=0 ou 5x+3=0
 
Ce qui entraine : x=35 ou x=35
 
Ainsi, S={35; 35}
c) 4x2+1=0
 
L'équation est équivalente à (2x)2=1 or, un carré n'est jamais négatif.
 
Donc, il n'existe pas de réels vérifiant 4x2+1=0
 
D'où, S=
d) (x+3)27=0
 
On a : (x+3)27=0 si, et seulement si, (x+3)2=7
 
Ce qui entraine alors, (x+3)2=7 or, (x+3)2=|x+3|
 
Donc, (x+3)27=0 si, et seulement si, |x+3|=7
Ainsi on aura : x+3=7 ou x+3=7
 
Par suite : x=3+7 ou x=37
 
D'où, S={37; 3+7}
e) x25+(x+5)(3x+55)=0
 
On remarque que x25=x2(5)2=(x5)(x+5)
 
Ainsi, l'équation x25+(x+5)(3x+55)=0 devient (x5)(x+5)+(x+5)(3x+55)=0
 
En prenant (x+5) comme facteur commun, on aura : (x+5)[(x5)+(3x+55)]=0
Ce qui est équivalent à : (x+5)(2x+45)=0
 
Donc, (x+5)=0 ou (2x+45)=0
 
Par suite, x=5 ou 2x=45
 
Ainsi, x=5 ou x=25
 
D'où, S={5; 25}

Exercice 5

Résolvons dans R chacune des équations suivantes : 
 
a) 6x1x=13
 
Appliquant la propriété suivante : ab=cd avec (b, d0) si, et seulement si, a.d=b.c
 
Donc on aura : 6x1x=13 avec (x0) si, et seulement si, (6x1)×3=x×1
 
Ainsi, 18x3=x ; c'est-à-dire 17x=3
 
entrainant alors,  x=317
 
D'où, S={317}
b) 2x53x2=37
 
Pour la résolution de cette équation, nous allons utiliser une autre méthode.
 
On a : 2x53x2=37 si, et seulement si, 2x53x2+37=0
En réduisant au même dénominateur, on obtient : 
 
2x53x2+37=(2x5)×7(3x2)×7+3×(3x2)7×(3x2)=(2x5)×7+3×(3x2)(3x2)×7=14x35+9x67(3x2)=23x417(3x2)
 
Ainsi, l'équation 2x53x2+37=0 est équivalente à : 23x417(3x2)=0
Or, on sait que ND=0 si, et seulement si, N=0
 
Donc, 23x417(3x2)=0 si, et seulement si, 23x41=0
 
C'est-à-dire ; 23x=41
 
D'où, x=4123
 
Ainsi, S={4123}

Exercice 6

Résolvons dans R les inéquations suivantes :
 
a) (x+4)2(2x+8)(53x)<0
 
On a : (x+4)2(2x+8)(53x)=(x+4)22(x+4)(53x) donc, en factorisant par (x+4) on obtient :
 
(x+4)2(2x+8)(53x)=(x+4)[(x+4)2(53x)]=(x+4)(x+410+6x)=(x+4)(7x6)
 
Ainsi, résoudre (x+4)2(2x+8)(53x)<0 revient à résoudre l'inéquation (x+4)(7x6)<0
On a : (x+4)(7x6)=0 si, et seulement si, x+4=0 ou 7x6=0
 
Ce qui donne : x=4 ou x=67
 
Par conséquent : 
 
(x+4) est positif pour tout x>4 et négatif pour x<4.
 
(7x6) est positif pour tout x>67 et négatif pour x<67.
 
Considérons le tableau de signes suivant :

x46/7+x+40+|+7x6|0+(x+4)(7x6)+00+
Nous constatons que (x+4)(7x6) est de signe négatif pour les x appartenant à l'intervalle [4; 67]. 
 
D'où, l'inéquation (x+4)(7x6)<0 a pour solution :S=]4; 67[
Commentaire sur le tableau :
 
  Pour x]; 4[, on a (x+4) et (7x6) de signe négatif. Donc, leur produit sera de signe +=()×()
 
  Pour x[4; 67], on a (x+4) de signe positif et (7x6) de signe négatif. D'où, leur produit aura pour signe =(+)×()
 
  Pour x]67; +[, on a (x+4) et (7x6) de signe positif. Ainsi, leur produit sera de signe +=(+)×(+)
b) (12x)(x2)4x2+4x1>0
 
On sait que : (12x)(x2)4x2+4x1=(12x)(x2)(4x24x+1)
 
or, 4x24x+1=(2x1)2 donc,
 
(x2)4x2+4x1=(12x)(x2)(4x24x+1)=(2x1)(x2)(2x1)2=(2x1)[(x2)(2x1)]=(2x1)(3x+3)
 
Ainsi, (12x)(x2)4x2+4x1>0 est équivalente à l'inéquation (2x1)(3x+3)>0
Résolvons alors cette dernière inéquation.
 
On a : (2x1)(3x+3)=0 si, et seulement si, 2x1=0 ou 3x+3=0
 
Ce qui entraine : x=12 ou x=33=1
 
Par conséquent : 
 
(2x1) est positif pour tout x>12 et négatif pour x<12.
 
Et pour (3x+3), on voit bien que le coefficient affectant x est négatif. Cela entraine donc un changement de sens des inégalité.
 
Ainsi, (3x+3) est positif pour tout x<1 et négatif pour x>1.
 
Soit le tableau de signes suivant :
x1/21+2x10+|+3x+3+|+0(2x1)(3x+3)0+0
Ainsi, pour tout x appartenant à l'intervalle ]12; 1[, (2x1)(3x+3) est de signe positif. 
 
D'où, l'inéquation (2x1)(3x+3)>0 a pour solution :S=]12; 1[
c) (2x)(x+1)x2+90
 
L'inéquation (2x)(x+1)x2+90 existe si, et seulement si, x2+90.
 
C'est-à-dire ; x29. Ce qui est toujours vrai car, un carré n'est jamais négatif.
 
Ce qui veut dire encore que l'inéquation (2x)(x+1)x2+90 existe pour tout xR.
 
On a : (2x)(x+1)x2+9=0 si, et seulement si, (2x)(x+1)=0.
 
Donc, on aura : 2x=0 ou x+1=0
 
Ce qui donne : x=2 ou x=1
 
Par suite :
 
(2x) est positif pour tout x<2 et négatif pour x>2.
 
(x+1) est positif pour tout x>1 et négatif pour x<1.
 
x2+9 est positif pour tout xR
 
Considérons le tableau de signes suivant :
x12+2x+|+0x+10+|+x2+9+|+|+(2x)(x+1)x2+90+0
Ainsi, pour tout x appartenant à l'intervalle ]; 1][2; +[, l'expression (2x)(x+1)x2+9 est inférieure ou égale à zéro. 
 
D'où, l'inéquation (2x)(x+1)x2+90 a pour solution :S=]; 1][2; +[
d) (13x)(x24)<0
 
L'inéquation (13x)(x24)<0 existe si, et seulement si, x240.
 
C'est-à-dire ; x24.
 
Or,
 
x24x24|x|2x2  et  x2
 
Donc, l'inéquation (13x)(x24)<0 existe pour tout x différent de 2  et  2.
 
Déterminons alors le signe du numérateur et du dénominateur de (13x)(x24).
 
On a :
 
13x=0 si, et seulement si, 3x=1.
 
Ce qui donne : x=13=13
 
Dans l'expression (13x) on remarque que le coefficient associé à x est négatif.
 
Donc, (13x) est positif pour tout x<13 et négatif pour x>13.
 
Pour le dénominateur, on a :
 
x24=0 si, et seulement si, (x2)(x+2)=0.
 
Donc, on aura : x2=0 ou x+2=0
 
C'est-à-dire : x=2 ou x=2
 
Ainsi :
 
(x2) est positif pour tout x>2 et négatif pour x<2.
 
(x+2) est positif pour tout x>2 et négatif pour x<2.
 
En regroupant le tout dans un tableau de signes, on obtient :
x21/32+13x+|+0|x2||0+x+20+|+|+(13x)(x2)(x+2)+||0+||
En observant le tableau, on peut alors dire que : pour tout x appartenant à l'intervalle ]2; 13[]2; +[, l'expression (13x)(x24) est strictement inférieure à zéro. 
 
D'où, l'inéquation (13x)(x24)<0 a pour solution :S=]2; 13[]2; +[
 
e) 2x230
 
En effet, on a :
 
2x2302x23x232x232|x|32|x|32|x|3×2(2)2|x|62
 
Donc, 2x230 si, et seulement si, |x|62.
 
Or, on sait que si, k est nombre positif alors,
|x|k si, et seulement si, xk ou xk
En appliquant cette propriété, on a :
 
|x|62 si, et seulement si, x62 ou x62
 
Ainsi, |x|62 si, et seulement si, x appartenant à l'intervalle ]; 62][62; +[.
 
Par conséquent, l'inéquation 2x230 a pour solution :S=]; 62][62; +[
f) (x21)(x+3)0
 
En effet, l'inéquation (x21)(x+3)0 existe si, et seulement si, x+30.
 
C'est-à-dire ; x3.
 
Déterminons alors le signe du numérateur et du dénominateur de (x21)(x+3).
 
On a :
 
(x21)=0(x1)(x+1)=0x1=0  ou  x+1=0x=1  ou  x=1
 
Donc,
 
(x+3) est positif pour tout x>3 et négatif pour x<3.
 
(x1) est positif pour tout x>1 et négatif pour x<1.
 
(x+1) est positif pour tout x>1 et négatif pour x<1.
 
En regroupant toutes ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x311+x1||0+x+1|0+++x+30+|+|+(x1)(x+1)(x+3)||+00+
Ainsi, en observant le tableau, on constate que : pour tout x appartenant à l'intervalle ]3; 1][1; +[ l'expression (x21)(x+3) est supérieure ou égale à zéro.
 
D'où, l'inéquation (x21)(x+3)0 a pour solution :S=]3; 1][1; +[
 
g)  4x2+25>0
 
En effet, on remarque que l'expression 4x2+25 est formée de deux termes positifs 4x2  et  25.
 
Or, la somme de deux termes positifs est toujours positive.
 
Donc, pour tout x appartenant à l'ensemble R, l'expression 4x2+25 est toujours positive.
 
Par conséquent, l'inéquation 4x2+25>0 a pour solution :S=R=]; +[
 
h)  x2+5<0
 
En observant l'expression x2+5, on constate qu'elle est formée de deux termes positifs x2  et  5.
 
Or, la somme de deux termes positifs n'est jamais négative.
 
Ce qui signifie qu'il n'existe pas de nombre x vérifiant l'inéquation x2+5<0.
 
D'où, S=

Exercice 7

1) Résolvons dans R chacune des inéquations : 
 
a) (3x+1)(14x)0 
 
On a : (3x+1)(14x)=0 si, et seulement si, 3x+1=0  ou  14x=0
 
C'est-à-dire : x=13  ou  x=14
 
Par suite : 
 
(3x+1) est positif pour tout x>13 et négatif pour x<13.
 
Dans l'expression (14x), on remarque que le coefficient associé à x est négatif.
 
Donc, (14x) est positif pour tout x<14 et négatif pour x>14.
 
En regroupant toutes ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x1/31/4+3x+10+|+14x+|+0(3x+1)(14x)0+0
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (3x+1)(14x) est supérieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle [13; 14]. 
 
D'où, l'inéquation (3x+1)(14x)0  a pour solution :S=[13; 14]
b) (5x+3)(2x+3)<0
 
On a : (5x+3)(2x+3)=0 si, et seulement si, 5x+3=0  ou  2x+3=0
 
Ce qui donne : x=35  ou  x=32
 
Ainsi, on a : 
 
(2x+3) est positif pour tout x>32 et négatif pour x<32.
 
Comme dans l'expression (5x+3), le coefficient associé à x est négatif alors, (5x+3) est positif pour tout x<35 et négatif pour x>35.
 
En regroupant toutes ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x3/23/5+5x+3+|+02x+30+|+(5x+3)(2x+3)0+0
En observant le tableau, nous constatons que l'expression (5x+3)(2x+3) est strictement inférieure à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]; 32[]35; +[. 
 
Par conséquent, l'inéquation (5x+3)(2x+3)<0 a pour solution :S=]; 32[]35; +[ 
2) On donne f(x)=5x220+(3x+6)(4x+3)
 
a) Factorisons l'expression f(x)
 
On remarque d'abord que :
 
5x220=5x25×4=5(x24)=5(x2)(x+2)
 
Donc, 5x220=5(x2)(x+2)
 
Puis, (3x+6)=3(x2)
 
Alors, en remplaçant 5x220  et  (3x+6) respectivement par 5(x2)(x+2)  et  3(x2), dans l'expression de f(x), on obtient : 
f(x)=5(x2)(x+2)3(x2)(4x+3)
Ensuite, en prenant (x2) comme facteur commun, on trouve :
 
f(x)=5(x2)(x+2)3(x2)(4x+3)=[(x2)][5(x+2)3(4x+3)]=(x2)(5x+1012x9)=(x2)(7x+1)
 
D'où, f(x)=(x2)(7x+1)
 
b) Résolvons dans R l'inéquation f(x)0
 
Pour cela, nous utilisons la forme factorisée de f(x).
 
D'après le résultat de la question 2)a), on a : f(x)=(x2)(7x+1)
 
Donc, f(x)0 si, et seulement si, (x2)(7x+1)0.
 
Alors, on a : (x2)(7x+1)=0 si, et seulement si, x2=0  ou  7x+1=0
 
Ce qui donne : x=2  ou  x=17
 
Par suite : 
 
(x2) est positif pour tout x>2 et négatif pour x<2.
 
Dans l'expression (7x+1), on constate que le coefficient associé à x est négatif.
 
Donc, (7x+1) est positif pour tout x<17 et négatif pour x>17.
 
En regroupant toutes ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x1/72+x2|0+7x+1+0|(x2)(7x+1)0+0
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (x2)(7x+1) est inférieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]; 17][2; +[. 
 
D'où, l'inéquation f(x)0 a pour solution :S=]; 17][2; +[
 
3) Résolvons dans R chacune des inéquations :
 
a) 6x1x+40
 
l'inéquation 6x1x+40 existe si, et seulement si, x+40.
 
C'est-à-dire ; x4.
 
Déterminons alors le signe du numérateur et du dénominateur de 6x1x+4.
 
On a :
 
6x1=06x=1x=16
 
Donc,
 
(6x1) est positif pour tout x>16 et négatif pour x<16.
 
Comme dans l'expression (x+4), le coefficient associé à x est négatif alors, (x+4) est positif pour tout x<4 et négatif pour x>4.
 
En regroupant toutes ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x1/64+6x10+|+x+4+|+06x1x+40+||
Ainsi, en observant le tableau, nous remarquons que : pour tout x appartenant à l'intervalle [16; 4[ l'expression 6x1x+4 est supérieure ou égale à zéro.
 
Par conséquent, l'inéquation 6x1x+40 a pour solution :S=[16; 4[
b) x53x2<3
 
L'inéquation x53x2<3 existe si, et seulement si, 3x20.
 
C'est-à-dire ; 3x2
 
Ce qui donne : x23
 
On a :
 
x53x2<3x53x23<0x53x23(3x2)3x2<0x53x29x63x2<0x59x+63x2<08x+13x2<0
 
Donc, l'inéquation x53x2<3 est équivalente à l'inéquation 8x+13x2<0
 
Ainsi, résoudre l'inéquation x53x2<3, revient à résoudre l'inéquation 8x+13x2<0.
 
Alors, on a :
 
8x+1=08x=1x=18x=18
 
Comme dans l'expression (8x+1), le coefficient associé à x est négatif alors, (8x+1) est positif pour tout x<18 et négatif pour x>18.
 
(3x2) est positif pour tout x>23 et négatif pour x<23.
 
En regroupant toutes ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x1/82/3+8x+1+0|3x2|0+8x+13x20+||
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression 8x+13x2 est strictement inférieure à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]; 18[]23; +[. 
 
Par conséquent, l'inéquation x53x2<3 a pour solution :S=]; 18[]23; +[
c) 3x2x0
 
L'inéquation 3x2x0 existe si, et seulement si, x0.
 
On a :
 
3x2x=03x2=03x=2x=23
 
Donc, (3x2) est positif pour tout x>23 et négatif pour x<23.
 
Considérons alors le tableau de signes suivant :
x02/3+3x2|0+x0+|+3x2x||+0
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression 3x2x est supérieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]0; 23]. 
 
D'où, l'inéquation 3x2x0 a pour solution :S=]0; 23]

Exercice 8

Répondons par vrai ou faux en justifiant la réponse
 
1) L'équation x27=0 admet deux solutions dans R.(Vrai)
 
En effet, l'équation x27=0 peut encore s'écrire : x2=7.
 
Or, x2=7 si, et seulement si, x2=7
 
C'est-à-dire ; |x|=7
 
Ce qui donne alors : x=7  ou  x=7
 
Ainsi, x27=0 si, et seulement si, x=7  ou  x=7.
 
Par conséquent, l'équation x27=0 admet deux solutions dans R
{7; 7}
2) L'inéquation (x1)(3x)0 a pour solution S=[1; 3](Faux)
 
En effet, soit : 2[1; 3].
 
Alors, dans l'expression (x1)(3x), en remplaçant x par 2, on obtient :
(21)(32)=1×1=1
Or, 1>0
 
Donc, (21)(32)>0 ; ce qui signifie que 2 ne vérifie pas l'inéquation (x1)(3x)0.
 
Par conséquent, l'intervalle [1; 3] n'est pas solution de l'inéquation (x1)(3x)0.
 
3) L'équation x2=9 a pour solution S={3}(Faux)
 
En effet, l'équation x2=9 admet deux solutions dans R : 3  et  3
 
Par conséquent, 
S={3; 3}
4) L'équation x2+7=0 admet deux solutions dans R.(Faux)
 
En effet, on a : x2+7=0 si, et seulement si, x2=7.
 
Or, un carré n'est jamais négatif.
 
Par conséquent, il n'existe pas de nombre réel x vérifiant x2=7.
 
D'où, l'équation x2+7=0 n'admet pas de solutions dans R

Exercice 9

On pose A=2x3.
 
1) Calculons A2.
 
En appliquant la forme développée des identités remarquables, on obtient :
 
A2=(2x3)2=(2x)22×3×(2x)+32=4x212x+9
 
Ainsi, A2=4x212x+9
 
2) En déduisons une factorisation de B=4x212x+8.
 
En observant le résultat de la question 1), on peut écrire :
 
A2=4x212x+9=(4x212x+8)+1=B+1
 
Donc, A2=B+1
 
Par suite, B=A21
 
Ainsi, en utilisant la forme factorisée des identités remarquables puis, en remplaçant A par son expression, on trouve :
 
B=A21=(A1)(A+1)=[(2x3)1][(2x3)+1]=(2x31)(2x3+1)=(2x4)(2x2)
 
D'où, B=(2x4)(2x2)
 
3) Résolvons dans R : B=0  et  B0.
 
D'après le résultat de la question 2), on a : B=(2x4)(2x2)
 
Donc, B=0 si, et seulement si, (2x4)(2x2)=0
 
Alors, en résolvant cette équation, on trouve :
 
(2x4)(2x2)=02x4=0  ou  2x2=02x=4  ou  2x=2x=42  ou  x=22x=2  ou  x=1
 
Ainsi, B=0 si, et seulement si, x=2  ou  x=1
 
D'où, l'équation B=0 a pour solution :
S={1; 3}
Par ailleurs : B0 si, et seulement si, (2x4)(2x2)0.
 
Alors, on a :
 
(2x4) est positif pour tout x>2 et négatif pour x<2.
 
(2x2) est positif pour tout x>1 et négatif pour x<1.
 
En regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x12+2x4|0+2x20+|+(2x4)(2x2)+00+
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (2x4)(2x2) est inférieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle [1; 2] 
 
Par conséquent, l'inéquation B0 a pour solution :S=[1; 2]

Exercice 10

On considère l'expression suivante :
f(x)=x225+(2x+10)(x+3)
1) Développons, réduisons et ordonnons f(x).
 
On a :
 
f(x)=x225+(2x+10)(x+3)=x2252x26x+10x+30=x22x26x+10x25+30=x2+4x+5
 
Donc, f(x)=x2+4x+5
 
2) Factorisons f(x) puis résolvons dans R, f(x)<0.
 
  Factorisation de f(x)
 
Soit : f(x)=x225+(2x+10)(x+3)
 
Alors, en utilisant la forme factorisée des identités remarquable, on peut écrire :
 
x225=x2(5)2=(x5)(x+5)
 
De plus, (2x+10)=2(x5)
 
Ainsi, dans l'expression de f(x), en remplaçant x225  et  (2x+10) respectivement par (x5)(x+5)  et  2(x5), on obtient :
f(x)=(x5)(x+5)2(x5)(x+3)
On reconnait alors un facteur commun ; (x5).
 
Donc, en prenant (x5) en facteur, on trouve :
 
f(x)=(x5)(x+5)2(x5)(x+3)=[(x5)][(x+5)2(x+3)]=(x5)(x+52x6)=(x5)(x1)
 
Ainsi, f(x)=(x5)(x1)
 
  Résolution dans R de l'inéquation f(x)<0.
 
Utilisons la forme factorisée de f(x).
 
Alors, résoudre l'inéquation f(x)<0 revient à résoudre l'inéquation (x5)(x1)<0
 
On a : (x5)(x1)=0 si, et seulement si, x5=0  ou  x1=0
 
C'est-à-dire ; x=5  ou  x=1
 
Donc,
 
(x5) est positif pour tout x>5 et négatif pour x<5.
 
Dons l'expression (x1), comme le coefficient associé à x est négatif alors, (x1) est positif pour tout x<1 et négatif pour x>1.
 
Par suite, en regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x15+x5|0+x1+0|(x5)(x1)0+0
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (2x4)(2x2) est strictement inférieure à zéro pour tout x appartenant à l'intervalle ]; 1[]5; +[ 
 
D'où, l'inéquation f(x)<0 a pour solution :S=]; 1[]5; +[
3) Soit h(x)=f(x)(x5)(x+2)
 
a) Donnons la condition d'existence de h(x) puis simplifions h(x).
 
  Condition d'existence de h(x)
 
On a : h(x) existe si, et seulement si, (x5)(x+2)0.
 
Ce qui signifie que chaque facteur est différent de zéro.
 
Donc, x50  et  x+20
 
Ce qui donne : x5  et  x2
 
Ainsi, h(x) existe si, et seulement si, x5  et  x2
 
  Simplification de h(x)
 
Dans l'expression de h(x), en remplaçant f(x) par sa forme factorisée, on obtient :
 
h(x)=f(x)(x5)(x+2)=(x5)(x1)(x5)(x+2)=(x1)(x+2)
 
D'où, h(x)=x1x+2
 
b) Calculons la valeur numérique de h(3) sans radical au dénominateur.
 
Pour cela, on remplace x par 3, dans l'expression simplifiée de h(x) puis, on calcule.
 
On obtient alors,
 
h(3)=313+2=(31)(32)(3+2)(32)=3+233+2(3)2(2)2=1+334=1+31=13
 
D'où, h(3)=13
 
c) Donnons un encadrement de h(3) à 101 sachant que : 1.71<3<1.72
 
Soit : 1.71<3<1.72
 
Alors, multiplions chaque membre de l'inégalité par 1 en changeant le sens des inégalités.
 
On obtient : 1.72<3<1.71
En ajoutant 1 à chaque membre de cette inégalité, on trouve : 11.72<13<11.71
 
Ce qui donne alors, 0.72<13<0.71
 
D'où, un encadrement de h(3) à 101 est donné par :
0.8<h(3)<0.7
4) Résolvons dans R l'équation : |h(x)|=2
 
D'après le résultat de la question 3)a), on a : h(x)=x1x+2.
 
Donc, |h(x)|=2 si, et seulement si, |x1x+2|=2
 
Alors,
 
|x1x+2|=2x1x+2=2  ou  x1x+2=2x1=2×(x+2)  ou  x1=2×(x+2)x1=2x+4  ou  x1=2x4x2x=41  ou  x+2x=4+13x=3  ou  x=3x=33  ou  x=3x=1  ou  x=3
 
Donc, |x1x+2|=2 si, et seulement si, x=1  ou  x=3.
 
D'où, l'équation |h(x)|=2 a pour solution : S={1; 3}
 
5) Résolvons dans R l'inéquation : h(x)0
 
Soit : h(x)=x1x+2.
 
h(x)0 si, et seulement si, x1x+20.
 
Déterminons alors le signe du numérateur et du dénominateur de x1x+2.
 
On a : x1=0 si, et seulement si, x=1
 
Comme le coefficient associé à x est négatif alors, (x1) est positif pour tout x<1 et négatif pour x>1.
 
Aussi, x+2=0 si, et seulement si, x=2
 
Donc, (x+2) est positif pour tout x>2 et négatif pour x<2
 
Par suite, en regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x21+x1+|+0x+20+|+x1x+2||+0
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression x1x+2 est supérieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]2; 1]. 
 
Par conséquent, l'inéquation h(x)0 a pour solution :S=]2; 1]

Exercice 11

On donne les expressions suivantes :
f(x)=(3x5)2(2x1)2  et  g(x)=x2+(2x+1)(5x)25
1) Développons, réduisons et ordonnons f(x)  et  g(x) suivant les puissances décroissantes de x.
 
Soit : f(x)=(3x5)2(2x1)2
 
Alors, en développant, on obtient :
 
f(x)=(3x5)2(2x1)2=(3x)22×5×3x+(5)2[(2x)22×1×2x+(1)2]=9x230x+25(4x24x+1)=9x230x+254x2+4x1=9x24x2+4x30x+251=5x226x+24
 
D'où, f(x)=5x226x+24
 
Soit : g(x)=x2+(2x+1)(5x)25
 
Alors, en développant, on obtient :
 
g(x)=x2+(2x+1)(5x)25=x2+10x2x2+5x25=x22x2+10xx+525=x2+9x20
 
D'où, g(x)=x2+9x20
 
2) Factorisons f(x)  et  g(x).
 
Soit : f(x)=(3x5)2(2x1)2
 
Alors, en utilisant la forme factorisée des identités remarquables, on obtient :
 
f(x)=(3x5)2(2x1)2=[(3x5)(2x1)][(3x5)+(2x1)]=(3x52x+1)(3x5+2x1)=(x4)(5x6)
 
Ainsi, f(x)=(x4)(5x6)
 
Soit : g(x)=x2+(2x+1)(5x)25
 
Alors, g(x) peut encore s'écrire : g(x)=x225+(2x+1)(5x)
 
Or, x225=x252=(x5)(x+5)
 
Donc, dans l'expression de g(x), en remplaçant x225 par (x5)(x+5), on obtient :
g(x)=(x5)(x+5)+(2x+1)(5x)=(5x)(x+5)+(2x+1)(5x)
En prenant (5x) comme facteur commun, on trouve :
 
g(x)=(5x)(x+5)+(2x+1)(5x)=[5x][(x+5)+(2x+1)]=(5x)(x5+2x+1)=(5x)(x4)
 
D'où, g(x)=(5x)(x4)
 
3) Résolvons dans R les équations suivantes :
 
a) f(x)=g(x)
 
On a : f(x)=g(x) si, et seulement si, f(x)g(x)=0
 
Donc, en considérant les formes factorisées de f(x)  et  g(x), nous allons résoudre l'équation f(x)g(x)=0.
 
On a :
 
f(x)g(x)=0(x4)(5x6)(5x)(x4)=0[x4][(5x6)(5x)]=0(x4)(5x65+x)=0(x4)(6x11)=0(x4)=0  ou  (6x11)=0x=4  ou  6x=11x=4  ou  x=116
 
Donc, f(x)g(x)=0 si, et seulement si, x=4  ou  x=116.
 
D'où, l'équation f(x)=g(x) a pour solution :
S={116; 4}
b) f(x)=24
 
On a : f(x)=24 si, et seulement si, f(x)24=0
 
Considérons alors la forme développée de f(x) et résolvons l'équation f(x)24=0.
 
On a :
 
f(x)24=05x225x+2424=05x225x=0x(5x25)=0x=0  ou  (5x25)=0x=0  ou  5x=25x=0  ou  x=255x=0  ou  x=5
 
Alors, f(x)24=0 si, et seulement si, x=0  ou  x=5.
 
Donc, l'équation f(x)=24 a pour solution :
S={0; 5}
4) On pose : q(x)=f(x)g(x)
 
a) Déterminons les valeurs de x pour lesquelles le quotient est défini
 
En effet, le quotient est défini si, et seulement si, son dénominateur g(x) est différent de zéro.
 
Alors, en considérant la forme factorisée de g(x), on obtient :
 
g(x)0 si, et seulement si, (5x)(x4)0.
 
Or, (5x)(x4) est un produit de facteurs.
 
Donc, (5x)(x4)0 si, et seulement si, chaque facteur est différent de zéro.
 
C'est-à-dire ; 5x0  et  x40
 
Ce qui donne : x5  et  x4
 
Ainsi, le quotient est défini pour tout x différent de 4  et  5.
 
b) Simplifions q(x) quand ce quotient existe.
 
En utilisant les formes factorisées de f(x)  et  g(x), on a :
q(x)=f(x)g(x)=(x4)(5x6)(5x)(x4)
En simplifiant par (x4), on obtient : q(x)=(5x6)(5x)
 
D'où, q(x)=5x65x
 
c) Calculons q(3). On mettra ce nombre sous la forme a+b3.
 
Dans l'expression simplifiée de q(x), remplaçons x par 3 puis, calculons.
 
On a :
 
q(3)=53653=(536)(5+3)(53)(5+3)=253+153063(5)2(3)2=19315253=1931522=192231522
 
D'où, q(3)=1522+19223
 
d) Résolvons dans R, |q(x)|=2
 
En utilisant l'expression simplifiée de q(x), on a : |q(x)|=2 si, et seulement si, |5x65x|=2
 
Alors, en résolvant cette équation, on trouve :
 
|5x65x|=25x65x=2  ou  5x65x=25x6=2×(5x)  ou  5x6=2×(5x)5x6=102x  ou  5x6=10+2x5x+2x=10+6  ou  5x2x=10+67x=16  ou  3x=4x=167  ou  x=43
 
Donc, |5x65x|=2 si, et seulement si, x=43  ou  x=167.
 
D'où, l'équation |q(x)|=2 a pour solution : S={43; 167}

Exercice 12

On donne : A(x)=12x2+x+12  et  B(x)=4(x1)22A(x)
 
1) Calculons 2A(x) puis, en déduisons une factorisation de A(x)
 
  Calcul de 2A(x)
 
En multipliant A(x) par le nombre 2, on obtient :
 
2×A(x)=2×(12x2+x+12)=2×12x2+2×x+2×12=x2+2x+1
 
Ainsi, 2A(x)=x2+2x+1
 
  Factorisation de A(x)
 
En observant l'expression de 2A(x), on reconnait une forme développée d'une identité remarquable.
 
Alors, en utilisant la forme factorisée, on obtient :
 
2A(x)=x2+2x+1=(x+1)2
 
Par suite, A(x)=(x+1)22
 
D'où, A(x)=12(x+1)2
 
2) Développons réduisons et ordonnons B(x)
 
Soit : B(x)=4(x1)22A(x)
 
Alors, en remplaçant 2A(x) par son expression, on trouve :
 
B(x)=4(x1)2(x2+2x+1)
 
En développant cette expression de B(x), on obtient :
 
B(x)=4(x1)2(x2+2x+1)=4(x22x+1)x22x1=4x28x+4x22x1=4x2x28x2x+41=3x210x+3
 
Ainsi, B(x)=3x210x+3
 
3) On considère la fraction rationnelle Q(x)=(3x1)(x3)(x+1)(2x6)
 
a) Déterminons la condition d'existence de Q(x)
 
Q(x) existe si, et seulement si, (x+1)(2x6)0
 
Or, (x+1)(2x6) est un produit de facteurs.
 
Donc, (x+1)(2x6)0 si, et seulement si, chaque facteur est différent de zéro.
 
C'est-à-dire ; x+10  et  2x60
 
Ce qui donne : x1  et  x62=3
 
Par conséquent, Q(x) existe lorsque x est différent de 1  et  3.
 
b) Simplifions Q(x)
 
On a : Q(x)=(3x1)(x3)(x+1)(2x6)=(3x1)(x3)2(x+1)(x3)
 
Donc, en simplifiant par (x3), on obtient : Q(x)=(3x1)2(x+1)
 
D'où, Q(x)=3x12x+2
 
4) Résolvons dans R les équations suivantes :
     
a) A(x)=12
 
Soit : A(x)=12x2+x+12.
 
Alors, on a :
 
A(x)=1212x2+x+12=1212x2+x+1212=012x2+x=0x(12x+1)=0x=0  ou  12x+1=0x=0  ou  12x=1x=0  ou  x=112x=0  ou  x=2
 
D'où, l'équation A(x)=12 a pour solution : S={2; 0}
 
b) Q(x)=1
 
Soit : Q(x)=3x12x+2.
 
Alors, en résolvant l'équation Q(x)=1, on obtient :
 
Q(x)=13x12x+2=13x1=2x+23x2x=2+1x=3
 
Donc, Q(x)=1 si, et seulement si, x=3.
 
Mais, on sait que si, x=3 alors, Q(x) n'existe pas.
 
Par conséquent, l'équation Q(x)=1 n'admet pas de solutions.
 
D'où,
S=
c) 3x12x+2=0
 
On sait qu'une fraction rationnelle est nulle si, et seulement si, son numérateur est nul.
 
Donc, 
 
3x12x+2=03x1=03x=1x=13
 
Ainsi, l'équation 3x12x+2=0 a pour solution : S={13}

Exercice 13

On considère les expressions suivantes : A(x)=(2x1)22x+1  et  B(x)=4x21(2x1)(x+5)
 
1) Développons, réduisons et ordonnons A(x)  et  B(x) suivant les puissances décroissantes de x
 
On a :
 
A(x)=(2x1)22x+1=(2x)22×1×(2x)+122x+1=4x24x+12x+1=4x26x+2
 
Donc, A(x)=4x26x+2
 
Soit :
 
B(x)=4x21(2x1)(x+5)=4x21(2x2+10x+x5)=4x21+2x210xx+5=6x211x+4
 
Alors, B(x)=6x211x+4
 
2) Factoriser A(x)  et  B(x)
 
Soit : A(x)=(2x1)22x+1=(2x1)2(2x1)
 
Donc, en prenant (2x1) comme facteur commun, on obtient :
 
A(x)=(2x1)2(2x1)=[2x1][(2x1)1]=(2x1)(2x11)=(2x1)(2x2)
 
Ainsi, A(x)=(2x1)(2x2)
 
Soit :
 
B(x)=4x21(2x1)(x+5)=(2x)212(2x1)(x+5)=(2x1)(2x+1)(2x1)(x+5)
 
Donc, B(x)=(2x1)(2x+1)(2x1)(x+5)
 
Alors, en prenant (2x1) comme facteur commun, on obtient :
 
B(x)=(2x1)(2x+1)(2x1)(x+5)=[2x1][(2x+1)(x+5)]=(2x1)(2x+1+x5)=(2x1)(3x4)
 
D'où, B(x)=(2x1)(3x4)
 
3) On pose : E(x)=(4x2)(x1)(2x1)(3x4)
 
a) Déterminons les valeurs de x pour lesquelles E(x) existe.
 
E(x) existe si, et seulement si, (2x1)(3x4)0.
 
Donc, (2x1)0  et  (3x4)0.
 
C'est-à-dire ; 2x1  et  3x4.
 
Ce qui donne alors : x12  et  x43.
 
Ainsi, les valeurs de x pour lesquelles E(x) existe sont : 12  et  43.
 
b) Simplifions E(x)
 
On a : E(x)=(4x2)(x1)(2x1)(3x4)=2(2x1)(x1)(2x1)(3x4)
 
Alors, en simplifiant par (2x1), on obtient : E(x)=2(x1)(3x4).
 
D'où, E(x)=2x23x4
 
4) Soit : H(x)=2(x1)(3x4)
 
a) Calculons H(12) (On rendra rationnel le dénominateur).
 
Pour cela, on remplace x par (12), dans l'expression de H(x) puis, on calcule.
 
On a :
 
H(12)=2(121)3(12)4=223324=22321=2232+1
 
Donc, H(12)=2232+1
 
Alors, en rendant rationnel le dénominateur, on trouve :
 
H(12)=2232+1=22×(321)(32+1)(321)=1222(32)2(1)2=1222181=122217
 
D'où, H(12)=122217
 
b) Donnons un encadrement de H(12) à 102 près sachant que 1.414<2<1.415.
 
Soit : H(12)=122217.
 
Multiplions chaque membre de l'encadrement de 2 par le même nombre 2 en changeant le sens des inégalités.
 
On trouve alors : 2×1.415<22<2×1.414
 
Ce qui donne :
2.830<22<2.828
Ajoutons ensuite 12 à chaque membre de cette inégalité.
 
On obtient : 122.830<1222<122.828
 
C'est-à-dire ;
9.17<1222<9.172
Divisons enfin chaque membre de cette inégalité par le même nombre 17.
 
On trouve : 9.1717<122217<9.17217
 
Ce qui donne :
0.5394<122217<0.5395
D'où, un encadrement de H(12) à 102 près est donné par :
0.53<H(12)<0.54
5) Résolvons dans R : |H(x)|=23; H(x)0
 
On a : H(x)=2(x1)(3x4)
 
|H(x)|=23|2(x1)(3x4)|=232(x1)(3x4)=23  ou  2(x1)(3x4)=233×2(x1)=2(3x4)  ou  3×2(x1)=2(3x4)6x6=6x8  ou  6x6=6x+86x6x=8+6  ou  6x+6x=8+60x=2impossible  ou  12x=14x=1412x=76
 
D'où, l'équation |H(x)|=23 a pour solution : S={76}
 
Soit à résoudre l'inéquation H(x)0.
 
On a : H(x)=0 si, et seulement si, 2(x1)(3x4)=0
 
Ce qui signifie : 2(x1)=0
 
Or, 20 donc, 2(x1)=0 si, et seulement si, x1=0
 
C'est-à-dire ; x=1
 
De plus, (3x4)0 si, et seulement si, x43
 
Alors,
 
2(x1) est positif pour tout x>1 et négatif pour x<1
 
(3x4) est positif pour tout x>43 et négatif pour x<43
 
En regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x14/3+2(x1)0+|+3x4|0+2(x1)(3x4)+0||+
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression 2(x1)(3x4) est supérieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]; 1]]43; +[. 
 
Par conséquent, l'inéquation H(x)0 a pour solution :S=]; 1]]43; +[

Exercice 14

On donne les expressions suivantes :
f(x)=(2x7)(34x)+(4x14)(3x2)  et  g(x)=9(x+1)2(x+4)2
1) Développons, réduisons et ordonnons g(x)
 
En utilisant la forme développée des identités remarquables, on a :
 
g(x)=9(x+1)2(x+4)2=9((x)2+2×1×(x)+12)(x2+2×4×x+42)=9(x22x+1)(x2+8x+16)=9x218x+9x28x16=9x2x218x8x+916=8x226x7
 
D'où, f(x)=8x226x7
 
2) Factorisons f(x)  et  g(x)
 
Soit : f(x)=(2x7)(34x)+(4x14)(3x2)=(2x7)(34x)+2(2x7)(3x2)
 
On reconnait alors un facteur commun ; (2x7).
 
Donc, en factorisant par (2x7), on obtient :
 
f(x)=(2x7)(34x)+2(2x7)(3x2)=[2x7][(34x)+2(3x2)]=(2x7)(34x+6x4)=(2x7)(2x1)
 
Ainsi, f(x)=(2x7)(2x1)
 
Soit : g(x)=9(x+1)2(x+4)2=(3(x+1))2(x+4)2.
 
Alors, en utilisant la forme factorisée des identités remarquables, on obtient :
 
g(x)=(3(x+1))2(x+4)2=[3(x+1)(x+4)][(3(x+1)+(x+4)]=(3x+3x4)(3x+3+x+4)=(4x1)(2x+7)
 
D'où, g(x)=(4x1)(2x+7)
 
3) On pose : H(x)=(2x7)(2x1)(4x1)(2x+7)
 
a) Donnons la condition d'existence de H(x)
 
H(x) existe si, et seulement si, (4x1)(2x+7)0.
 
On a : (4x1)(2x+7)0 si, et seulement si, (4x1)0  et  (2x+7)0.
 
C'est-à-dire ; 4x1  et  2x7.
 
Ce qui donne : x14  et  x72.
 
Ainsi, H(x) existe pour tout x différent de 14  et  72.
 
b) Simplifions H(x)
 
On a : H(x)=(2x7)(2x1)(4x1)(2x+7)=(2x7)(2x1)(4x1)(2x7)
 
Alors, en simplifiant par (2x7), on trouve : H(x)=(2x1)(4x1)
 
D'où, H(x)=2x14x+1
 
4) Résolvons dans R : 9x2+25=0; |H(x)|=136  et  (4x1)(2x+7)<0
 
On a :
 
9x2+25=0259x2=052(3x)2=0(53x)(5+3x)=0(53x)=0  ou  (5+3x)=03x=5  ou  3x=5x=53  ou  x=53x=53  ou  x=53
 
Donc, l'équation 9x2+25=0 a pour solution :
S={53; 53}
En considérant la forme simplifiée de H(x), on a : |H(x)|=136 si, et seulement si, |2x14x+1|=136.
 
Alors, en utilisant les propriétés de la valeur absolue, on obtient :
 
|2x14x+1|=1362x14x+1=136  ou  2x14x+1=1366(2x1)=13(4x+1)  ou  6(2x1)=13(4x+1)12x6=52x+13  ou  12x6=52x1312x52x=13+6  ou  12x+52x=13+640x=19  ou  64x=7x=1940  ou  x=764
 
D'où, l'équation |H(x)|=136 a pour solution : S={1940; 764}
 
Soit à résoudre l'inéquation (4x1)(2x+7)<0.
 
On a : (4x1)(2x+7)=0 si, et seulement si, (4x1)=0  ou  (2x+7)=0.
 
Ce qui donne : x=14  ou  x=72.
 
On constate, dans les expressions (4x1)  et  (2x+7), que les coefficients associé à x sont négatifs.
 
Donc,
 
(4x1) est positif pour tout x<14 et négatif pour x>14
 
(2x+7) est positif pour tout x<72 et négatif pour x>72
 
En regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x1/47/2+4x1+0|2x+7+|+0(4x1)(2x+7)+00+
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (4x1)(2x+7) est strictement inférieure à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]14; 72[. 
 
D'où, l'inéquation (4x1)(2x+7)<0 a pour solution :S=]14; 72[

Exercice 15

1) Factorisons A(x)=9x2(x1)2  et  B(x)=x23+5x53
 
On a :
 
A(x)=9x2(x1)2=(3x)2(x1)2=[3x(x1)][3x+(x1)]=(3xx+1)(3x+x1)=(2x+1)(4x1)
 
Ainsi, A(x)=(2x+1)(4x1)
 
B(x) peut encore s'écrire :
B(x)=x2(3)2+5x53
Donc, en utilisant la forme factorisée des identités remarquables, on obtient :
B(x)=(x3)(x+3)+5(x3)
En prenant (x3) comme facteur commun, on trouve :
 
B(x)=(x3)(x+3)+5(x3)=(x3)(x+3+5)
 
D'où, B(x)=(x3)(x+3+5)
 
2) Résolvons dans R puis, dans D :
 
9x2(x1)2=(x7)(2x+1); x13x+7=1  et  B(x)=0
 
En effet, on remarque que 9x2(x1)2=A(x).
 
Donc, en utilisant la forme factorisée de A(x), on obtient :
 
9x2(x1)2=(x7)(2x+1)(2x+1)(4x1)=(x7)(2x+1)(2x+1)(4x1)(x7)(2x+1)=0[2x+1][(4x1)(x7)]=0(2x+1)(4x1x+7)=0(2x+1)(3x+6)=0(2x+1)=0  ou  (3x+6)=02x=1  ou  3x=6x=12  ou  x=63x=12  ou  x=2
 
Donc, 9x2(x1)2=(x7)(2x+1) si, et seulement si, x=12 ou x=2.
 
Comme 12  et  2 appartiennent à R alors, l'équation 9x2(x1)2=(x7)(2x+1) a pour solution dans R :
S={12; 2}
De même, on sait que 12=0.5  et  2 sont des éléments de D.
 
Par conséquent, l'équation 9x2(x1)2=(x7)(2x+1) a pour solution dans D :
S={12; 2}
Soit à résoudre l'équation x13x+7=1.
 
En effet, une fraction rationnelle est égale à 1 si, et seulement si, son numérateur est égal à son dénominateur.
 
Donc, x13x+7=1 si, et seulement si, x1=3x+7.
 
Résolvons alors, l'équation x1=3x+7.
 
On a :
 
x1=3x+7x3x=712x=6x=62x=3
 
Donc, x13x+7=1 si, et seulement si, x=3.
 
Or, 3 appartient à R et à D.
 
Par conséquent, l'équation x13x+7=1 a pour solution dans R et dans D :
S={3}
Soit à résoudre B(x)=0.
 
Considérons la forme factorisée de B(x).
 
Alors, on a : B(x)=0 si, et seulement si, (x3)(x+3+5)=0.
 
C'est-à-dire ; (x3)=0  ou  (x+3+5)=0
 
Ce qui donne : x=3  ou  x=35
 
Comme 3  et  35 appartiennent à R alors, l'équation B(x)=0 a pour solution dans R :
S={35; 3}
Par ailleurs, on sait que 3  et  35 ne sont pas des éléments de D.
 
Par conséquent, l'équation B(x)=0 n'admet pas de solutions dans D.
 
D'où,
S=
3) Résolvons dans R l'inéquation (2x+1)(x2)0.
 
On a : (2x+1)(x2)=0 si, et seulement si, (2x+1)=0  ou  (x2)=0
 
Ce qui signifie que : x=12  ou  x=2
 
Donc,
 
(2x+1) est positif pour tout x>12 et négatif pour x<12
 
(x2) est positif pour tout x>2 et négatif pour x<2
 
Alors, en regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
x1/22+2x+10+|+x2|0+(2x+1)(x2)+00+
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (2x+1)(x2) est supérieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle ]; 12][2; +[. 
 
D'où, l'inéquation (2x+1)(x2)0 a pour solution :S=]; 12][2; +[
 
En déduire la condition d'existence de f(x)=(2x+1)(x2)
 
En effet, on sait que a existe si, et seulement si, a0.
 
Donc, en appliquant cette propriété, on a : (2x+1)(x2) existe si, et seulement si, (2x+1)(x2)0.
 
Or, (2x+1)(x2)0 si, et seulement si, x]; 12][2; +[. 
 
Par conséquent, f(x)=(2x+1)(x2) existe pour tout x appartenant à l'intervalle ]; 12][2; +[. 
 
4) Résolvons dans R, B(x)0
 
En considérant la forme factorisée de B(x), on a :
 
B(x)0 si, et seulement si, (x3)(x+3+5)0.
 
D'après le résultat de la question 2), on a : (x3)(x+3+5)=0 si, et seulement si, x=3  ou  x=35
 
Donc,
 
(x3) est positif pour tout x>3 et négatif pour x<3
 
(x+3+5) est positif pour tout x>35 et négatif pour x<35
 
Alors, en regroupant ces informations dans un tableau de signe, on obtient :
x353+x3|0+x+3+50+|+(x3)(x+3+5)+00+
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (x3)(x+3+5) est inférieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle [35; 3]. 
 
Par conséquent, l'inéquation B(x)0 a pour solution :S=[35; 3]

Exercice 16

On considère les expressions :
f(x)=(2x+1)2  et  g(x)=16x2+16x5
1) Développons, réduisons et ordonnons 4f(x).
 
Pour cela, on développe d'abord f(x) puis, on multiplie la forme développée par le nombre 4.
 
Soit : f(x)=(2x+1)2
 
Alors, en utilisant la forme développée des identités remarquables, on obtient :
 
f(x)=(2x+1)2=(2x)2+2×1×2x+12=4x2+4x+1
 
Ainsi, f(x)=4x2+4x+1
 
Par suite, en multipliant cette forme développée de f(x) par le nombre 4, on obtient :
 
4×f(x)=4×(4x2+4x+1)=16x2+16x+4
 
D'où, 4f(x)=16x2+16x+4
 
2) a) Déterminons le réel c tel que g(x)=4f(x)c
 
On sait que :
 
g(x)=4f(x)cg(x)4f(x)=cg(x)+4f(x)=c
 
Donc, g(x)=4f(x)c si, et seulement si, c=4f(x)g(x).
 
Calculons alors 4f(x)g(x).
 
On a :
 
c=4f(x)g(x)=16x2+16x+4(16x2+16x5)=16x2+16x+416x216x+5=16x216x2+16x16x+4+5=9
 
Ainsi, \boxed{c=9}
 
b) En déduisons une factorisation de g(x).
 
Soit : g(x)=4f(x)-c.
 
Alors, en multipliant par 4 la forme factorisée de f(x) et remplaçant c par sa valeur, on obtient :
 
\begin{array}{rcl} g(x)&=&4f(x)-c\\\\&=&4(2x+1)^{2}-9\\\\&=&[2(2x+1)]^{2}-3^{2}\\\\&=&[2(2x+1)-3][2(2x+1)+3]\\\\&=&(4x+2-3)(4x+2+3)\\\\&=&(4x-1)(4x+5)\end{array}
 
D'où, \boxed{g(x)=(4x-1)(4x+5)}
 
3) On pose : k(x)=\dfrac{(2x-1)(x-1)}{(1-x)(3x-4)}
 
a) Déterminons la condition d'existence de k(x).
 
k(x) existe si, et seulement si, (1-x)(3x-4)\neq 0.
 
Or, un produit de facteurs est différent de zéro si, et seulement si, chaque facteur est non nul.
 
Donc, (1-x)(3x-4)\neq 0 si, et seulement si, (1-x)\neq 0\ et \ (3x-4)\neq 0.
 
C'est-à-dire ; x\neq 1\ et \ x\neq\dfrac{4}{3}.
 
Ainsi, k(x) existe pour tout x différent de 1\ et \ \dfrac{4}{3}.
 
b) Simplifions k(x).
 
Soit : k(x)=\dfrac{(2x-1)(x-1)}{(1-x)(3x-4)}=\dfrac{(2x-1)(x-1)}{-(x-1)(3x-4)}
 
Alors, en simplifiant par (x-1), on obtient : k(x)=\dfrac{(2x-1)}{-(3x-4)}
 
D'où, \boxed{k(x)=\dfrac{2x-1}{4-3x}}
 
c) Résolvons dans \mathbb{N}\;,\ -4x^{2}+36=0
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} -4x^{2}+36=0&\Leftrightarrow&36-4x^{2}=0\\\\&\Leftrightarrow&6^{2}-(2x)^{2}=0\\\\&\Leftrightarrow&(6-2x)(6+2x)=0\\\\&=&6-2x=0\ \text{ ou }\ 6+2x=0\\\\&\Leftrightarrow&-2x=-6\ \text{ ou }\ 2x=-6\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{-6}{-2}\ \text{ ou }\ x=\dfrac{-6}{2}\\\\&\Leftrightarrow&x=3\ \text{ ou }\ x=-3\end{array}
 
Donc, -4x^{2}+36=0 si, et seulement si, x=3\ ou \ x=-3.
 
Or, 3 appartient à \mathbb{N} mais -3 n'appartient pas à \mathbb{N}.
 
Par conséquent, l'équation -4x^{2}+36=0 a pour solution, dans \mathbb{N}\ :
S=\left\lbrace 3\right\rbrace
d) Résolvons dans \mathbb{R}\ :\ |k(x)|=1\;,\  (3x-4)(1-x)(-x)<0
 
En utilisant l'expression simplifiée de k(x), on a : |k(x)|=1 si, et seulement si, \left|\dfrac{2x-1}{4-3x}\right|=1
 
Alors, en résolvant cette équation, on trouve :
 
\begin{array}{rcl} \left|\dfrac{2x-1}{4-3x}\right|=1&\Leftrightarrow&\dfrac{2x-1}{4-3x}=1\ \text{ ou }\ \dfrac{2x-1}{4-3x}=-1\\\\&\Leftrightarrow&2x-1=4-3x\ \text{ ou }\ 2x-1=-(4-3x)\\\\&\Leftrightarrow&2x-1=4-3x\ \text{ ou }\ 2x-1=3x-4\\\\&\Leftrightarrow&2x+3x=4+1\ \text{ ou }\ 2x-3x=-4+1\\\\&\Leftrightarrow&5x=5\ \text{ ou }\ -x=-3\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{5}{5}\ \text{ ou }\ x=\dfrac{-3}{-1}\\\\&\Leftrightarrow&x=1\ \text{ ou }\ x=3\end{array}
 
Donc, \left|\dfrac{2x-1}{4-3x}\right|=1 si, et seulement si, x=1\ ou \ x=3.
 
Mais, on sait que si, x=1 alors, k(x) n'existe pas.
 
Par conséquent, l'équation |k(x)|=1 a pour solution : S=\left\lbrace 3\right\rbrace
 
Soit à résoudre l'inéquation : (3x-4)(1-x)(-x)<0
 
On a : (3x-4)(1-x)(-x)=0 si, et seulement si, (3x-4)=0\ ou \ (1-x)=0\ ou \ -x=0
 
c'est-à-dire ; x=\dfrac{4}{3}\ ou \ x=1\ ou \ x=0
 
Alors,
 
(3x-4) est positif pour tout x>\dfrac{4}{3} et négatif pour x<\dfrac{4}{3}
 
(1-x) est positif pour tout x<1 et négatif pour x>1
 
(-x) est positif pour tout x<0 et négatif pour x>0
 
En regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
\begin{array}{|c|lclclclcr|}\hline x&-\infty&&0&&1&&4/3&&+\infty\\\hline 3x-4&&-&|&-&|&-&0&+&\\\hline 1-x& &+&|&+&0&-&|&-&\\\hline -x& &+&0&-&|&-&|&-&\\\hline(3x-4)(1-x)(-x)&&\boxed{-}&0&+&0&\boxed{-}&0&+&\\ \hline\end{array}
En observant le tableau, nous constatons que l'expression (3x-4)(1-x)(-x) est strictement inférieure à zéro pour tout x appartenant à l'intervalle \left]-\infty\;;\ 0\right[\cup\left]1\;;\ \dfrac{4}{3}\right[.
 
Par conséquent, l'inéquation (3x-4)(1-x)(-x)<0 a pour solution :S=\left]-\infty\;;\ 0\right[\cup\left]1\;;\ \dfrac{4}{3}\right[

Exercice 17

On donne : f(x)=ax^{2}-10x+1\ et \ g(x)=(10x-2)(x+3).
 
1) Déterminons le réel a tel que f(1)=16.
 
Remplaçons d'abord x par 1 pour calculer f(1).
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} f(1)&=&a\times 1^{2}-10\times 1+1\\\\&=&a-10+1\\\\&=&a-9\end{array}
 
Donc, \boxed{f(1)=a-9}
 
Puis, en résolvant l'équation f(1)=16, on trouve la valeur de a.
 
Soit :
 
\begin{array}{rcl} f(1)=16&\Leftrightarrow&a-9=16\\\\&\Leftrightarrow&a=16+9\\\\&\Leftrightarrow&a=25\end{array}
 
D'où, \boxed{a=25}
 
En déduisons une factorisation de f(x).
 
En effet, dans l'expression de f(x), en remplaçant a par sa valeur ; 25, on obtient :
f(x)=25x^{2}-10x+1
Alors, factorisons en utilisant une forme factorisée des identités remarquables.
 
\begin{array}{rcl} f(x)&=&25x^{2}-10x+1\\\\&=&(5x)^{2}-10x+1\\\\&=&(5x-1)^{2}\end{array}
 
Ainsi, \boxed{(5x-1)^{2}}
 
2) On pose : P(x)=g(x)-f(x)
 
a) Factorisons P(x)
 
En remplaçant f(x)\ et \ g(x) par leur forme factorisée, on a :
P(x)=(10x-2)(x+3)-(5x-1)^{2}=2(5x-1)(x+3)-(5x-1)^{2}
En prenant (5x-1) comme facteur commun, on trouve :
 
\begin{array}{rcl} P(x)&=&2(5x-1)(x+3)-(5x-1)^{2}\\\\&=&[5x-1][2(x+3)-(5x-1)]\\\\&=&(5x-1)(2x+6-5x+1)\\\\&=&(5x-1)(-3x+7)\end{array}
 
D'où, \boxed{P(x)=(5x-1)(-3x+7)}
 
b) Déterminons les valeurs de x pour lesquelles on a P(x)=0.
 
En utilisant la forme factorisée de P(x), on a :
 
P(x)=0 si, et seulement si, (5x-1)(-3x+7)=0
 
Or, un produit de facteurs est nul si au moins un des facteurs est nul.
 
Donc, (5x-1)(-3x+7)=0 si, et seulement si, (5x-1)=0\ ou \ (-3x+7)=0.
 
C'est-à-dire ; 5x=1\ ou \ -3x=-7.
 
Ce qui donne : x=\dfrac{1}{5}\ ou \ x=\dfrac{-7}{-3}=\dfrac{7}{3}.
 
Donc, les valeurs de x pour lesquelles P(x)=0 sont :
\left\lbrace\dfrac{1}{5}\;;\ \dfrac{7}{3}\right\rbrace
c) Résolvons l'inéquation (5x-1)(-3x+7)\geq 0
 
En effet :
 
(5x-1) est positif pour tout x>\dfrac{1}{5} et négatif pour x<\dfrac{1}{5}
 
Comme dans l'expression (-3x+7), le coefficient associé à x est négatif alors,  (-3x+7) est positif pour tout x<\dfrac{7}{3} et négatif pour x>\dfrac{7}{3}
 
En regroupant ces informations dans un tableau de signes, on obtient :
\begin{array}{|c|lclclcr|}\hline x&-\infty& &1/5& &7/3& &+\infty \\ \hline 5x-1& &-&0&+&|&+&\\ \hline -3x+7& &+&|&+&0&-&\\ \hline (5x-1)(-3x+7)& &-&0&\boxed{+}&0&-&\\ \hline\end{array}
Ainsi, en observant le tableau, nous constatons que l'expression (5x-1)(-3x+7) est supérieure ou égale à zéro lorsque x appartient à l'intervalle \left[\dfrac{1}{5}\;;\ \dfrac{7}{3}\right]. 
 
D'où, l'inéquation (5x-1)(-3x+7)\geq 0 a pour solution :S=\left[\dfrac{1}{5}\;;\ \dfrac{7}{3}\right]
3) Soit : q(x)=\dfrac{(5x-1)^{2}}{(-1+5x)(-3x+7)}
 
a) Déterminons les réels pour lesquels q(x) existe puis, simplifions q(x).
 
q(x) existe si, et seulement si, son dénominateur est différent de zéro.
 
Ce qui signifie : (-1+5x)(-3x+7)\neq 0
 
Or, un produit de facteurs est nul si, et seulement si, chaque facteur est non nul.
 
Donc, (-1+5x)(-3x+7)\neq 0 si, et seulement si, (-1+5x)\neq 0\ et \ (-3x+7)\neq 0
 
Ce qui donne alors : x\neq\dfrac{1}{5}\ et \ x\neq\dfrac{7}{3}.
 
Donc, q(x) existe pour tout x différent de \dfrac{1}{5}\ et \ \dfrac{7}{3}.
 
On a :
 
q(x)=\dfrac{(5x-1)^{2}}{(-1+5x)(-3x+7)}=\dfrac{(5x-1)(5x-1)}{(5x-1)(-3x+7)}
 
Donc, en simplifiant par (5x-1), on trouve : q(x)=\dfrac{(5x-1)}{(-3x+7)}
 
D'où, \boxed{q(x)=\dfrac{5x-1}{-3x+7}}
 
b) Résolvons q(x)=0 puis, |q(x)|=1.
 
Considérons la forme simplifiée de q(x)
 
En effet, une fraction rationnelle est nulle si, et seulement si, son numérateur est nul.
 
Donc, q(x)=0 si, et seulement si, 5x-1=0
 
C'est-à-dire ; x=\dfrac{1}{5}
 
Or, on sait que si, x=\dfrac{1}{5} alors, q(x) n'existe pas.
 
Par conséquent, l'équation q(x)=0 n'admet pas de solutions.
 
D'où,
S=\emptyset
Soit : q(x)=\dfrac{5x-1}{-3x+7}
 
Alors, |q(x)|=\left|\dfrac{5x-1}{-3x+7}\right|
 
Or, on sait que \left|\dfrac{a}{b}\right|=\dfrac{|a|}{|b|} avec b\neq 0
 
Donc, \left|\dfrac{5x-1}{-3x+7}\right|=\dfrac{|5x-1|}{|-3x+7|}
 
Ainsi, on a :
 
\begin{array}{rcl} |q(x)|=1&\Leftrightarrow&\left|\dfrac{5x-1}{-3x+7}\right|=1\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{|5x-1|}{|-3x+7|}=1\\\\&\Leftrightarrow&|5x-1|=|-3x+7|\\\\&\Leftrightarrow&5x-1=-3x+7\ \text{ ou }\ 5x-1=-(-3x+7)\\\\&\Leftrightarrow&5x-1=-3x+7\ \text{ ou }\ 5x-1=3x-7\\\\&\Leftrightarrow&5x+3x=7+1\ \text{ ou }\ 5x-3x=-7+1\\\\&\Leftrightarrow&8x=8\ \text{ ou }\ 2x=-6\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{8}{8}\ \text{ ou }\ x=\dfrac{-6}{2}\\\\&\Leftrightarrow&x=1\ \text{ ou }\ x=-3\end{array}
 
D'où, l'équation |q(x)|=1 a pour solution : S=\left\lbrace 1\;;\ -3\right\rbrace

Exercice 18

Un cadet de Gascogne dit à ses amis : "J'ai dépensé 5 écus de plus que les deux neuvièmes du contenu de ma bourse et il me reste 2 écus de moins que les deux tiers de ce que j'avais en rentrant dans cette taverne".
 
Déterminons le nombre d'écus qu'il avait dans sa bourse en rentrant dans cette taverne.
 
Nous appelons x le nombre total d'écus contenus dans sa bourse en rentrant dans cette taverne
 
Alors, les deux neuvièmes du contenu de sa bourse sont donnés par :
\dfrac{2}{9}x
Comme il a dépensé 5 écus de plus que les deux neuvièmes du contenu de sa bourse alors, cela se traduit mathématiquement par :
\dfrac{2}{9}x+5
Par ailleurs, les deux tiers de ce qu'il avait en rentrant dans cette taverne sont donnés par :
\dfrac{2}{3}x
Comme il lui reste 2 écus de moins que les deux tiers du contenu de sa bourse alors, cela se traduit mathématiquement par :
\dfrac{2}{3}x-2
On peut ainsi dire que : ce cadet de Gascogne a dépensé \left(\dfrac{2}{9}x+5\right) écus et il lui reste \left(\dfrac{2}{3}x-2\right) écus.
 
Or, le nombre total d'écus est égal à x.
 
Donc, on a :
\left(\dfrac{2}{9}x+5\right)+\left(\dfrac{2}{3}x-2\right)=x
En résolvant cette équation, on obtient :
 
\begin{array}{rcl} \left(\dfrac{2}{9}x+5\right)+\left(\dfrac{2}{3}x-2\right)=x&\Leftrightarrow&\dfrac{2}{9}x+5+\dfrac{2}{3}x-2=x\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{2}{9}x+\dfrac{2}{3}x-x=-5+2\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{2x}{9}+\dfrac{6x}{9}-\dfrac{9x}{9}=-3\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{2x+6x-9x}{9}=-3\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{-x}{9}=-3\\\\&\Leftrightarrow&-x=-3\times 9\\\\&\Leftrightarrow&-x=-27\\\\&\Leftrightarrow&x=27\end{array}
 
Donc, \boxed{x=27}
 
D'où, ce cadet de Gascogne avait 27 écus dans sa bourse en rentrant dans cette taverne.

Exercice 19

Un cycliste effectue un parcours en 9 heures. Sa vitesse est de 30\;km/h sur le premier tiers de la distance totale, 20\;km/h sur le second tiers et 15\;km/h sur le troisième tiers.
 
Trouvons la distance parcourue.
 
Appelons x la distance totale parcourue par le cycliste.
 
Alors, le tiers de la distance totale est : \dfrac{x}{3}
 
Donc, sur chaque tiers, la distance parcourue par le cycliste est égale à :
\dfrac{x}{3}
Ainsi :
 
-\ sur le premier tiers, comme sa vitesse est de 30\;km/h alors, le temps mis sur premier tiers est égal à :
\dfrac{\dfrac{x}{3}}{30}=\dfrac{x}{3\times 30}=\dfrac{x}{90}
-\ sur le second tiers, comme sa vitesse est de 20\;km/h alors, le temps mis sur le second tiers est égal à :
\dfrac{\dfrac{x}{3}}{20}=\dfrac{x}{3\times 20}=\dfrac{x}{60}
-\ sur le troisième tiers, comme sa vitesse est de 15\;km/h alors, le temps mis sur le troisième tiers est égal à :
\dfrac{\dfrac{x}{3}}{15}=\dfrac{x}{3\times 15}=\dfrac{x}{45}
Par ailleurs, on sait que le cycliste a mis 9 heures pour parcourir toute la distance x.
 
Cela signifie que la somme des temps mis sur le premier, le second et le troisième tiers est égale à 9 heures.
 
Ce qui se traduit mathématiquement par :
\dfrac{x}{90}+\dfrac{x}{60}+\dfrac{x}{45}=9
En résolvant cette équation, on trouve la valeur de x.
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} \dfrac{x}{90}+\dfrac{x}{60}+\dfrac{x}{45}=9&\Leftrightarrow&\dfrac{2x}{180}+\dfrac{3x}{180}+\dfrac{4x}{180}=9\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{2x+3x+4x}{180}=9\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{9x}{180}=9\\\\&\Leftrightarrow&9x=9\times 180\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{9\times 180}{9}\\\\&\Leftrightarrow&x=180\end{array}
 
Donc, \boxed{x=180}
 
D'où, la distance parcourue par le cycliste est de 180\;km.

Exercice 20

Trouvons trois nombres entiers consécutifs tels que la différence entre le carré du plus grand et le produit des deux autres soit égale à 715. (on pourra noter ces nombres x\;,\ x+1\ et \ x+2)
 
Considérons trois nombres entiers consécutifs :
x\;;\ x+1\;;\ x+2
Le plus grand de ces trois nombres étant x+2 alors, son carré est donné par :
(x+2)^{2}=x^{2}+4x+4
Le produit des deux autres est donc égal à :
x\times(x+1)=x^{2}+x
On sait que : la différence entre le carré du plus grand et le produit des deux autres est égale à 715.
 
Cela se traduit mathématiquement par :
(x+1)^{2}-x\times(x+1)=715
En résolvant cette équation, on trouve la valeur de x.
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} (x+2)^{2}-x\times(x+1)=715&\Leftrightarrow&x^{2}+4x+4-(x^{2}+x)=715\\\\&\Leftrightarrow&x^{2}+4x-x^{2}-x=715-4\\\\&\Leftrightarrow&3x=711\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{711}{3}\\\\&\Leftrightarrow&x=237\end{array}
 
Donc, \boxed{x=237}
 
Par conséquent, les trois nombres entiers consécutifs tels que la différence entre le carré du plus grand et le produit des deux autres soit égale à 715 sont :
237\quad;\quad 238\quad;\quad 239

Exercice 21

"Un homme est entré dans un verger et a cueilli des fruits. Mais le verger avait trois portes et chacune était gardé par un gardien. Cet homme donc partagea en deux ses fruits avec le premier et lui en donne deux de plus ; puis il partagea le reste avec le second et lui en donne deux de plus, enfin il fit de même avec le troisième. Il sortit du jardin avec un seul fruit.

Déterminons le nombre de fruits qu'il avait cueilli.
 
Nous appelons x le nombre total de fruits cueillis par cet homme.
 
-\ à la première porte, il partage ses x fruits avec le premier gardien.
 
Donc, il dispose de \dfrac{x}{2} fruits.
 
Mais comme il donne 2 fruits de plus au gardien alors, le nombre de fruits qui lui reste est égal à :
\dfrac{x}{2}-2
-\ à la deuxième porte, il partage ses \left(\dfrac{x}{2}-2\right) fruits avec le second gardien.
 
Donc, il dispose de \dfrac{\left(\dfrac{x}{2}-2\right)}{2} fruits. C'est-à-dire ; \left(\dfrac{x}{4}-1\right) fruits.
 
Mais comme il donne 2 fruits de plus au gardien alors, le nombre de fruits qui lui reste est donné par :
\left(\dfrac{x}{4}-1\right)-2=\dfrac{x}{4}-3
-\ à la troisième porte, il partage ses \left(\dfrac{x}{4}-3\right) fruits avec le troisième gardien.
 
Ce qui donne : \dfrac{\left(\dfrac{x}{4}-3\right)}{2} fruits. C'est-à-dire ; \left(\dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{2}\right) fruits.
 
Mais comme il donne 2 fruits de plus au gardien alors, le nombre de fruits qui lui reste, à sa sortie du verger, est de :
\left(\dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{2}\right)-2=\dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{2}-2
On sait par ailleurs, qu'il est sorti du jardin avec un seul fruit.
 
Ce qui signifie que le nombre de fruits qui lui reste, à sa sortie du verger, est égal à : 1
 
Ce qui se traduit par :
\dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{2}-2=1
En résolvant cette équation, on trouve la valeur de x.
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} \dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{2}-2=1&\Leftrightarrow&\dfrac{x}{8}=1+\dfrac{3}{2}+2\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{x}{8}=\dfrac{2}{2}+\dfrac{3}{2}+\dfrac{4}{2}\\\\&\Leftrightarrow&\dfrac{x}{8}=\dfrac{9}{2}\\\\&\Leftrightarrow&2\times x=9\times 8\\\\&\Leftrightarrow&2x=72\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{72}{2}\\\\&\Leftrightarrow&x=36\end{array}
 
Donc, \boxed{x=36}
 
Ce qui veut dire que cet homme avait cueilli 36 fruits dans ce verger.

Exercice 22

On veut disposer un certain nombre de jetons en carré (par exemple avec 9 jetons on fait un carré de 3 sur 3). En essayant de constituer un premier carré, on s'aperçoit qu'il reste 14 jetons. On essaie alors de faire un deuxième carré en mettant un jeton de plus par côté. Il manque alors 11 jetons.
 
Déterminons le nombre de jetons qu'il y avait au départ.
 
Soit x le nombre avec lequel on fait le carré pour obtenir le nombre de jetons.
 
Alors,
 
-\ en essayant de constituer un premier carré, on s'aperçoit qu'il reste 14 jetons.
 
Cela se traduit par :
x^{2}+14=\text{Nombre de jetons}
-\ on essaie de faire un deuxième carré en mettant un jeton de plus par côté. Il manque alors 11 jetons.
 
Ce qui peut encore s'écrire :
(x+1)^{2}-11=\text{Nombre de jetons}
En comparant les deux égalités, on obtient :
(x+1)^{2}-11=x^{2}+14
En résolvant cette équation, on trouve :
 
\begin{array}{rcl} (x+1)^{2}-11=x^{2}+14&\Leftrightarrow&x^{2}+2x+1-11=x^{2}+14\\\\&\Leftrightarrow&x^{2}+2x-x^{2}=14+11-1\\\\&\Leftrightarrow&2x=24\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{24}{2}\\\\&\Leftrightarrow&x=12\end{array}
 
Donc, \boxed{x=12}
 
Par suite, dans la première égalité, en remplaçant x par 12, on obtient le nombre de jetons.
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} \text{Nombre de jetons}&=&x^{2}+14\\\\&=&12^{2}+14\\\\&=&144+14\\\\&=&158\end{array}
 
Ainsi, il y avait au départ 158 jetons.

Exercice 23

Une somme de 3\,795\;F est partagée en trois parts proportionnelles aux nombres 3\;,\ 5\ et \ 7.
 
Déterminons ces trois parts.
 
Comme ces trois parts sont tous proportionnelles aux nombres 3\;,\ 5\ et \ 7 alors, nous appelons x le coefficient de proportionnalité.
 
On a :
 
\text{Part }1=3\times x
\text{Part }2=5\times x
\text{Part }3=7\times x
Or, la somme des parts est égale à 3\,795\;F.
 
Ce qui se traduit par :
3x+5x+7x=3\,795
En résolvant cette équation, on trouve x.
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} 3x+5x+7x=3795&\Leftrightarrow&15x=3\,795\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{3\,795}{15}\\\\&\Leftrightarrow&x=253\end{array}
 
Donc, \boxed{x=253}
 
Par conséquent, en remplaçant x par sa valeur, on trouve :
 
\text{Part }1=3\times 253=759\;F
 
\text{Part }2=5\times 253=1\,265\;F
 
\text{Part }3=7\times 253=1\,771\;F

Exercice 24

Un magicien demande à un spectateur de :
 
penser à un nombre ; de le multiplier par deux ; de retrancher 3 à ce produit ;  de multiplier le tout par  6.
 
Le spectateur annonce comme résultat 294.
 
Déterminons le nombre du départ.
 
Choisissons x le nombre de départ.
 
En le multipliant par 2, on obtient : 2x
 
En retranchant 3 de ce produit, on trouve : 2x-3
 
En multipliant le tout par 6, on trouve :
6\times(2x-3)
Alors, le spectateur annonce comme résultat 294.
 
Ce qui signifie :
6\times(2x-3)=294
En résolvant cette équation, on trouve la valeur de x.
 
On a :
 
\begin{array}{rcl} 6\times(2x-3)=294&\Leftrightarrow&12x-18=294\\\\&\Leftrightarrow&12x=294+18\\\\&\Leftrightarrow&12x=12x=312\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{312}{12}\\\\&\Leftrightarrow&x=26\end{array}
 
Donc, \boxed{x=26}
 
Par conséquent, le nombre de départ était 26.

Exercice 25

1) Rappelons la définition de la valeur absolue d'un réel a.
 
On appelle valeur absolue d'un nombre réel a, notée |a|, le réel positif défini de la manière suivante :
\begin{array}{rcrcl} |a|&=&a&\text{si, et seulement si, }&a\geq 0\\\\|a|&=&-a&\text{si, et seulement si, }&a<0\end{array}
2) Recopions chacun des énoncés ci-dessous et répondons par Vrai ou faux.
 
a) Si |a|=|b| alors a=b.\quad(\text{Faux]}
 
b) La valeur absolue d'un nombre réel est toujours positive.\quad(\text{Vrai})
 
c) Si b\neq 0 alors, \dfrac{|a|}{|b|}=\left|\dfrac{a}{b}\right|.\quad(\text{Vrai})

Exercice 26

On donne les expressions ci-dessous :
f(x)=|3x-5|\ \text{ et }\ g(x)=|-5x+2|
1) Calculons f(0)\ et \ g(-3)
 
En remplaçant x par 0, dans l'expression de f(x), on obtient :
 
\begin{array}{rcl} f(0)&=&|3\times 0-5|\\\\&=&|0-5|\\\\&=&|-5|\\\\&=&5\end{array}
 
Donc, \boxed{f(0)=5}
 
En remplaçant x par -3, dans l'expression de g(x), on obtient :
 
\begin{array}{rcl} g(-3)&=&|-5\times(-3)+2|\\\\&=&|15+2|\\\\&=&|17|\\\\&=&17\end{array}
 
Donc, \boxed{g(-3)=17}
 
2) Écrivons chacune des expressions f(x)\ et \ g(x) sans le symbole de la valeur absolue.
 
En effet, on sait que : pour tout nombre réel a\;,\ |a| est égale à a si a est positif et est égale à -a si a est négatif.
 
Donc, en appliquant cette définition de la valeur absolue, on obtient :
 
|3x-5|=3x-5 si, et seulement si, 3x-5>0
 
|3x-5|=-(3x-5) si, et seulement si, 3x-5<0
 
Ce qui peut encore s'écrire :
 
|3x-5|=3x-5 si, et seulement si, x>\dfrac{5}{3}
 
|3x-5|=-3x+5 si, et seulement si, x<\dfrac{5}{3}
 
Ainsi,
 
f(x)=3x-5 si, et seulement si, x>\dfrac{5}{3}
 
f(x)=-3x+5 si, et seulement si, x<\dfrac{5}{3}
 
De la même manière, on a :
 
|-5x+2|=-5x+2 si, et seulement si, -5x+2>0
 
|-5x+2|=-(-5x+2) si, et seulement si, -5x+2<0
 
Ce qui peut encore s'écrire :
 
|-5x+2|=-5x+2 si, et seulement si, -5x>-2
 
|-5x+2|=5x-2 si, et seulement si, -5x<-2
 
Ce qui donne :
 
|-5x+2|=-5x+2 si, et seulement si, x<\dfrac{2}{5}
 
|-5x+2|=5x-2 si, et seulement si, x>\dfrac{2}{5}
 
D'où,
 
g(x)=-5x+2 si, et seulement si, x<\dfrac{2}{5}
 
g(x)=5x-2 si, et seulement si, x>\dfrac{2}{5}
 
3) Résolvons l'équation f(x)=g(x)
 
Résoudre l'équation f(x)=g(x) revient à résoudre l'équation |3x-5|=|-5x+2|.
 
En effet, on sait que : si a\ et \ b sont deux nombres réels alors,
|a|=|b|\ \text{ si, et seulement si, }\ a=b\ \text{ ou }\ a=-b
En appliquant cette propriété de la valeur absolue, on obtient :
 
\begin{array}{rcl} |3x-5|=|-5x+2|&\Leftrightarrow&3x-5=-5x+2\ \text{ ou }\ 3x-5=-(-5x+2)\\\\&\Leftrightarrow&3x-5=-5x+2\ \text{ ou }\ 3x-5=5x-2\\\\&\Leftrightarrow&3x+5x=2+5\ \text{ ou }\ 3x-5x=-2+5\\\\&\Leftrightarrow&8x=7\ \text{ ou }\ -2x=3\\\\&\Leftrightarrow&x=\dfrac{7}{8}\ \text{ ou }\ x=\dfrac{3}{-2}\end{array}
 
Donc, |3x-5|=|-5x+2| si, et seulement si, x=\dfrac{7}{8}\ ou \ x=-\dfrac{3}{2}
 
Par conséquent, l'équation f(x)=g(x) a pour solution :
S=\left\lbrace -\dfrac{3}{2}\;;\ \dfrac{7}{8}\right\rbrace

Exercice 27

Recopions chacun des énoncés ci-dessous et répondons par Vrai ou faux.
 
1) L'inéquation (x-1)(3-x)\leq 0 a pour solution : S=\{1\;;\ 3\}\quad(\text{Faux})
 
2) L'inéquation (x-5)(2-x)>0 a pour solution : S=]2\;;\ 5[\quad(\text{Vrai})
 
3) L'inéquation (5x-4)(5x+4)<0 admet deux solutions dans \mathbb{R}.\quad(\text{Faux})

Exercice 28

Recopions puis entourons la bonne réponse.
 
L'inéquation (3-x)(3+x)<0 a pour ensemble de solutions
 
1) S=[-3\;;\ 3]
 
\boxed{\text{2) }S=]-\infty\;;\ -3[\cup\;]3\;;\ +\infty[}
 
3) S=]-\infty\;;\ -3]\cup\;[3\;;\ +\infty[

Exercice de Synthèse

I. Cochons la ou les bonne(S) réponses
 
1) Pour tout réel x\;,\ \sqrt{x^{2}} est égal à :
 
\boxed{\text{c) }|x|}
 
2) Pour tous réels x\ et \ y si |x|=|y| alors :
 
\boxed{\text{a) }x=y\ \text{ ou }\ x=-y}
 
3) Si m=4-3\sqrt{2} alors
 
\boxed{\text{b) }m^{2}=34-24\sqrt{2}}
 
II. Soit (-2x+\sqrt{3})(\sqrt{2}x-1)\geq 0 une inéquation, la solution de cette inéquation est :
 
\boxed{\text{a) }S=\left[\dfrac{\sqrt{2}}{2}\;;\ \dfrac{\sqrt{3}}{2}\right]}

 

Auteur: 
Diny Faye

Commentaires

Le reste de la correction des exercices sur les équations et institutions

svp on veut tout les corrections car y a des choses que l on ne comprend pas mis a part ca vraiment vous faites un beau job et on vous encourage merci amougnou sene faye diadieufeute fall yalla nalene yalla sam th are lene delene dioxe don nk gnou meuneu di zonzeeee wallah vous etes mignon j vous loveeeee bisou bisouuuuuuuuuu (awma emojie pour vous montrez a quelle point j vs aime

intéressé

Vous faites un excellent travail merci de la part d’un élève

Je voudrais la totalité de la correction des exercices sur les équations et inequoitions

Vraiment vous faites du bon boulot chapeau à vous machallah vous êtes sur la bonne voie continuer MERCI à vous✅✅

le reste

je veux le reste de la correction a part ça vous faites d'excellent boulot comme d' habitude chapeau à vous Machallah !!!!!

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