Second degré (partie 1) : forme canonique, forme factorisée (sans la notion de discriminant)

Exercices types : 11ère partie - Exercice 2

15 min
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Résoudre dans R\mathbb{R} les équations suivantes :
Question 1

(x+3)(3x5)=15\left(x+3\right)\left(3x-5\right)=-15

Correction
Attention, ici ce n'est pas une équation produit nul.
(x+3)(3x5)=15\left(x+3\right)\left(3x-5\right)=-15
3x25x+9x15=153x^{2} -5x+9x-15=-15
3x2+4x15=153x^{2} +4x-15=-15
3x2+4x=15+153x^{2} +4x=-15+15
3x2+4x=03x^{2} +4x=0
Le facteur commun ici est x{\color{blue}x}.
3×x×x+4×x=0 3\times{\color{blue}x}\times x+4\times {\color{blue}x}=0 . On factorise maintenant par x{\color{blue}x} .
x(3x+4)=0{\color{blue}x}\left(3x+4\right)=0 .
Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\purple{\text{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
x=0x=0 ou 3x+4=03x+4=0
  • D’une part :\red{\text{D'une part :}} résolvons x=0x=0 qui donne x=0x=0
  • D’autre part :\red{\text{D'autre part :}} résolvons 3x+4=03x+4=0 qui donne 3x=43x=-4. D'où : x=43x=-\frac{4}{3}
  • Les solutions de l'équation (x+3)(3x5)=15\left(x+3\right)\left(3x-5\right)=-15 sont alors :
    S={43;0}S=\left\{-\frac{4}{3};0\right\}

    Question 2

    9x24=(3x2)(7x+8)9x^{2} -4=\left(3x-2\right)\left(7x+8\right)

    Correction
    Pour résoudre cette équation, nous allons commencer par factoriser 9x249x^{2} -4 .
    Il est impératif ici de factoriser l'expression à l'aide de l'identité remarquable donnée ci-dessous :
    • a2b2=(ab)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
    9x24=(3x)2229x^{2} -4=\left({\color{blue}3x}\right)^{2} -{\color{red}2}^{2}
    Ici nous avons a=3xa={\color{blue}3x} et b=2b={\color{red}2}. Il vient alors que :
    9x24=(3x2)(3x+2)9x^{2} -4=\left({\color{blue}3x}-{\color{red}2}\right)\left({\color{blue}3x}+{\color{red}2}\right)
    Il en résulte donc que :
    9x24=(3x2)(7x+8)9x^{2} -4=\left(3x-2\right)\left(7x+8\right) équivaut successivement à :
    (3x2)(3x+2)=(3x2)(7x+8)\left(3x-2\right)\left(3x+2\right)=\left(3x-2\right)\left(7x+8\right)
    (3x2)(3x+2)(3x2)(7x+8)=0\left({\color{blue}3x-2}\right)\left(3x+2\right)-\left({\color{blue}3x-2}\right)\left(7x+8\right)=0
    (3x2)(3x+2(7x+8))=0\left({\color{blue}3x-2}\right)\left(3x+2-\left(7x+8\right)\right)=0
    (3x2)(3x+27x8)=0\left(3x-2\right)\left(3x+2-7x-8\right)=0
    (3x2)(4x6)=0\left(3x-2\right)\left(-4x-6\right)=0
    Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\purple{\text{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
    3x2=03x-2=0 ou 4x6=0-4x-6=0
  • D’une part :\red{\text{D'une part :}} résolvons 3x2=03x-2=0 qui donne 3x=23x=2. D'où : x=23x=\frac{2}{3}
  • D’autre part :\red{\text{D'autre part :}} résolvons 4x6=0-4x-6=0 qui donne 4x=6-4x=6. D'où : x=64=32x=-\frac{6}{4}=-\frac{3}{2}
  • Les solutions de l'équation 9x24=(3x2)(7x+8)9x^{2} -4=\left(3x-2\right)\left(7x+8\right) sont alors :
    S={32;23}S=\left\{-\frac{3}{2};\frac{2}{3}\right\}

    Question 3

    916(x5)2=09-16\left(x-5\right)^{2} =0

    Correction
    3242×(x5)2=03^{2} -4^{2} \times \left(x-5\right)^{2} =0 équivaut successivement à :
    32(4×(x5))2=03^{2} -\left(4\times \left(x-5\right)\right)^{2} =0
    32(4x20)2=03^{2} -\left(4x-20\right)^{2} =0
    • a2b2=(ab)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
    32(4x20)2=0{\color{blue}3}^{2} -\left({\color{red}4x-20}\right)^{2} =0 équivaut successivement à :
    (3(4x20))(3+4x20)=0\left({\color{blue}3}-\left({\color{red}4x-20}\right)\right)\left({\color{blue}3}+{\color{red}4x-20}\right)=0
    (34x+20)(3+4x20)=0\left(3-4x+20\right)\left(3+4x-20\right)=0
    (4x+23)(4x17)=0\left(-4x+23\right)\left(4x-17\right)=0
    Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\purple{\text{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
    4x+23=0-4x+23=0 ou 4x17=04x-17=0
  • D’une part :\red{\text{D'une part :}} résolvons 4x+23=0-4x+23=0 qui donne 4x=23-4x=-23. D'où : x=234=234x=\frac{-23}{-4}=\frac{23}{4}
  • D’autre part :\red{\text{D'autre part :}} résolvons 4x17=04x-17=0 qui donne 4x=174x=17. D'où : x=174x=\frac{17}{4}
  • Les solutions de l'équation 916(x5)2=09-16\left(x-5\right)^{2} =0 sont alors :
    S={174;234}S=\left\{\frac{17}{4};\frac{23}{4}\right\}
    Question 4

    7+9(2x6)2=07+9\left(2x-6\right)^{2} =0

    Correction
    7+9(2x6)2=07+9\left(2x-6\right)^{2} =0 équivaut successivement à :
    9(2x6)2=79\left(2x-6\right)^{2} =-7
    (2x6)2=79\left(2x-6\right)^{2} =-\frac{7}{9}
    Or un carré est positif ou nul, donc (2x6)2\left(2x-6\right)^{2} ne peut pas être égale à 79-\frac{7}{9}.
    Il n'y a donc pas de solutions réelles à l'équation 7+9(2x6)2=07+9\left(2x-6\right)^{2} =0 .
    On note :
    S=S=\emptyset