Second degré (partie 2) : introduction et utilisation de la notion du discriminant

Equations... sympas - Exercice 1

15 min
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Résoudre les équations en précisant les valeurs interdites le cas échéant.
Question 1

5x6=x\frac{5}{x}-6=-x

Correction
L'équation est définie pour toutes les valeurs sauf celles qui annulent le dénominateur. Dans notre cas, la valeur interdite est x=0x=0.
Pour tout réel xx non nul, on a :
5x6=x\frac{5}{x}-6=-x équivaut successivement à :
5x61=x1\frac{5}{x} -\frac{6}{1} =\frac{-x}{1}
5x6×x1×x=x×x1×x\frac{5}{x} -\frac{6\times x}{1\times x} =\frac{-x\times x}{1\times x}
5x6xx=x2x\frac{5}{x} -\frac{6x}{x} =\frac{-x^{2} }{x}
5x6xx+x2x=0\frac{5}{x} -\frac{6x}{x} +\frac{x^{2} }{x} =0
56x+x2x=0\frac{5-6x+x^{2} }{x} =0
  • AB=0A=0\frac{A}{B} =0\Leftrightarrow A=0 et B0B\ne0.
  • Le calcul B0B\ne0 permet d'enlever la valeur interdite.
Ici la valeur interdite est 00, mais dans nos hypothèses xx est un réel non nul, donc c'est parfait.
Ainsi : 56x+x2x=0\frac{5-6x+x^{2} }{x} =0 équivaut à :
56x+x2=05-6x+x^{2} =0 que l'on peut écrire : x26x+5=0x^{2}-6x+5 =0
1ère étape : On définit les valeurs aa, bb et cc.
  • a=a= nombre devant x2x^{2} d'où a=1a=1
  • b=b= nombre devant xx d'où b=6b=-6
  • c=c= nombre seul d'où c=5c=5
2ème étape : Calcul du discriminant Δ=b24ac\Delta =b^{2} -4ac
Ainsi :
Δ=(6)24×1×5\Delta =\left(-6\right)^{2} -4\times 1\times 5
Δ=3620=16\Delta =36-20=16
Donc
Δ>0\Delta >0

3ème étape : Calcul des racines suivant le signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ>0\Delta >0 alors l'équation admet deux racines réelles distinctes notées x1x{}_{1} et x2x{}_{2} telles que :
x1=bΔ2ax{}_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x1=(6)162×1x{}_{1} =\frac{-\left(-6\right)-\sqrt{16} }{2\times 1} d'où x1=1x{}_{1} =1
x2=b+Δ2ax{}_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x2=(6)+162×1x{}_{2} =\frac{-\left(-6\right)+\sqrt{16} }{2\times 1} d'où x2=5x{}_{2} =5
Les racines de l'équation 5x6=x\frac{5}{x}-6=-x sont donc S={1;5}S=\left\{1;5\right\}
Question 2

xx5+1x+3=0\frac{x}{x-5} +\frac{1}{x+3} =0

Correction
L'équation est définie pour toutes les valeurs sauf celles qui annulent le dénominateur. Dans notre cas, les valeurs interdites sont x=5x=5 et x=3x=-3
L'équation est donc définie pour tout réel x];3[]3;5[]5;+[x\in \left]-\infty ;-3\right[\cup \left]-3;5\right[\cup \left]5;+\infty \right[ .
Ainsi , pour tout réel x];3[]3;5[]5;+[x\in \left]-\infty ;-3\right[\cup \left]-3;5\right[\cup \left]5;+\infty \right[ , on a :
xx5+1x+3=0\frac{x}{x-5} +\frac{1}{x+3} =0 équivaut successivement à :
x(x+3)(x5)(x+3)+x5(x5)(x+3)=0\frac{x\left(x+3\right)}{\left(x-5\right)\left(x+3\right)} +\frac{x-5}{\left(x-5\right)\left(x+3\right)} =0
x(x+3)+x5(x5)(x+3)=0\frac{x\left(x+3\right)+x-5}{\left(x-5\right)\left(x+3\right)} =0
x2+3x+x5(x5)(x+3)=0\frac{x^{2} +3x+x-5}{\left(x-5\right)\left(x+3\right)} =0
x2+4x5(x5)(x+3)=0\frac{x^{2} +4x-5}{\left(x-5\right)\left(x+3\right)} =0
  • AB=0A=0\frac{A}{B} =0\Leftrightarrow A=0 et B0B\ne0.
  • Le calcul B0B\ne0 permet d'enlever la valeur interdite.
Ici les valeurs interdites sont 3-3 et 55 que l'on a déterminé précédemment. L'équation est bien définie pour tout réel x];3[]3;5[]5;+[x\in \left]-\infty ;-3\right[\cup \left]-3;5\right[\cup \left]5;+\infty \right[ .
Ainsi : x2+4x5(x5)(x+3)=0\frac{x^{2} +4x-5}{\left(x-5\right)\left(x+3\right)} =0 équivaut à :
x2+4x5=0x^{2} +4x-5=0
1ère étape : On définit les valeurs aa, bb et cc.
  • a=a= nombre devant x2x^{2} d'où a=1a=1
  • b=b= nombre devant xx d'où b=4b=4
  • c=c= nombre seul d'où c=5c=-5
2ème étape : Calcul du discriminant Δ=b24ac\Delta =b^{2} -4ac
Ainsi :
Δ=424×1×(5)\Delta =4^{2} -4\times 1\times \left(-5\right)
Δ=16+20=36\Delta =16+20=36
Donc
Δ>0\Delta >0

3ème étape : Calcul des racines suivant le signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ>0\Delta >0 alors l'équation admet deux racines réelles distinctes notées x1x{}_{1} et x2x{}_{2} telles que :
x1=bΔ2ax{}_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x1=4362×1x{}_{1} =\frac{-4-\sqrt{36} }{2\times 1} d'où x1=5x{}_{1} =-5
x2=b+Δ2ax{}_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x2=4+362×1x{}_{2} =\frac{-4+\sqrt{36} }{2\times 1} d'où x2=1x{}_{2} =1
Les racines de l'équation xx5+1x+3=0\frac{x}{x-5} +\frac{1}{x+3} =0 sont donc S={5;1}S=\left\{-5;1\right\}