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Examen d'admission Université libre de Bruxelles  (Belgique)- Algèbre – Question 5 (Septembre 1998)

Enoncé:

Résoudre dans R:

Résolution

Nous pouvons écrire ce système sous la forme:

Résolution de la première inéquation:

Elle est équivalente à la suivante (nous multiplions chaque membre par -1, donc le sens du signe de l'inégalité change):

Domaine de l'inéquation:

Condition d'existence:

Pour résoudre cette inéquation, nous devons étudier le signe de ce trinôme du second degré après avoir recherché ses racines:

Le réalisant est:

et donc les racines sont:

Tableau de signe du trinôme:

Le domaine est donc l'intervalle 

 Revenons à la résolution de la première inéquation.

Rappelons que nous obtenons une inéquation équivalente en élevant les deux membres au carré uniquement lorsque les deux membres sont strictement positifs. Recherchons d'abord les valeurs de x pour lesquelles le deuxième membre est strictement positif:

Partageons le domaine en deux parties et résolvons séparément l'inéquation sur chacune des parties:

Sur 

Nous obtenons une inéquation équivalente en élevant les deux membres au carré:

Divisons les deux membres par -25:

Recherchons les racines du trinôme du second degré:

Réalisons le tableau de signe de ce trinôme:

Du tableau, nous pouvons déduire que sur  :  s i
Sur 

Dans ce cas, le premier membre de l'inéquation est toujours un nombre positif ou nul, et le second membre un nombre négatif ou nul. L'inéquation est donc toujours vérifiée pour ces valeurs de x, qui font donc partie de l'ensemble des solutions de l'inéquation.

En rassemblant les conclusions obtenues pour chacune des deux parties du domaine, l'ensemble des solutions de la première inéquation est donc:

Résolution de la deuxième inéquation:

L'ensemble des solutions du système 

est l'ensemble des valeurs communes aux ensembles de solutions des deux inéquations:

Rappels de cours concernant cette question:

 Principes d'équivalence des inéquations

Principe d'addition

Lorsqu’on ajoute un même nombre aux deux membres d’une inéquation, on obtient une inéquation équivalente de même sens.

Principe de multiplication

  • Lorsqu’on multiplie par un même nombre strictement positif les deux membres d’une inéquation, on obtient une inéquation équivalente de même sens.

  • Lorsqu’on multiplie par un même nombre strictement négatif les deux membres d’une inéquation, on obtient une inéquation équivalente de sens contraire.

 Racines et signe de l'expression du second degré

Considérons l'expression du second degré:

 

Calculer le réalisant : 

 

1er cas:

Les racines sont :
   

et le tableau de signe : 

 

2ème cas:

Le trinôme n'admet qu'une seule racine : 

   

et  le tableau de signe :

3ème cas:

Le trinôme n’admet pas de racine et le trinôme est du signe de a pour toutes les valeurs de x.

Résolution d'une inéquation irrationnelle

Une inéquation irrationnelle est une inéquation dans laquelle l'inconnue apparaît sous un singe radical.

Nous utilisons la propriété suivante (principe d'équivalence):

Autrement dit, nous obtenons une inéquation équivalente en élevant les deux membres au carré, à condition que les deux membres soient strictement positifs.

Voici donc comment procéder:

1) Rechercher le domaine de l'inéquation.

2) Isoler le radical dans l'un des membres de l'inéquation.

3) Etudier le signe de l'autre membre.

4) Partager le domaine en deux parties:
- dans la partie du domaine où les deux membres sont strictement positifs, en élevant ceux-ci au carré, on obtient une inéquation rationnelle équivalente à l'inéquation initiale. Résoudre cette inéquation en ne gardant que les solutions qui appartiennent à cette partie du domaine.
- dans l'autre partie du domaine, on obtient une inéquation impossible ou indéterminée. Dans cette partie du domaine, l'ensemble des solutions est donc soit l'ensemble vide, soit cette partie du domaine.

5) L'ensemble des solutions de l'inéquation initiale est la réunion des deux ensembles ci-dessus.

A télécharger: format Microsoft Word  compressé au format .zip

Cette question résolue
(référence : Q32)

Les fiches de cours en rapport avec cette question:

La fonction du second degré
(référence : F2)
définition, représentation, racines, propriétés des racines, factorisation, signe, position d'un nombre par rapport aux racines, détermination de deux nombres connaissant leur somme et leur produit

Recherche du domaine de définition d'une fonction
(référence F7)
définition, lecture du domaine de définition sur un graphique, méthode de recherche du domaine de définition d'une fonction donnée par son expression analytique, liste des conditions d'existence d'une expression.

Racines carrées d'un nombre réel
(référence F8)
définition du symbole racine carrée positive, condition d'existence, propriétés, résolution de l'équation x2 = a, simplification des radicaux, comment chasser un radical du dénominateur d'une fraction, exemples d'applications.

Comment étudier le signe d'une expression?
(référence F10)
Règle des signes d'une expression du premier degré, d'une expression du second degré, signe d'un produit, signe d'un quotient, signe d'une somme ou d'une différence, signe des autres expressions (expression irrationnelle). Exemples détaillés de tous ces cas.

Les inéquations 
(référence : F18) 
Principes d'équivalence des inégalités - les inéquations du premier degré - les inéquations rationnelles - les inéquations irrationnelles. Illustrations par des exemples détaillés.

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