Fonction homographique : $f\left(x\right)=\frac{ax+b}{cx+d} $

Signe d'un quotient et fonctions homographiques (inéquations) - Exercice 2

10 min
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Question 1
Résoudre les inéquations suivantes :

2x+53x74\frac{2x+5}{3x-7} \le 4

Correction
2x+53x74\frac{2x+5}{3x-7} \le 4
2x+53x740\frac{2x+5}{3x-7} -4\le 0
2x+53x7410\frac{2x+5}{3x-7} -\frac{4}{1} \le 0
2x+53x74×(3x7)1×(3x7)0\frac{2x+5}{3x-7} -\frac{4\times \left(3x-7\right)}{1\times \left(3x-7\right)} \le 0
2x+53x74×(3x7)3x70\frac{2x+5}{3x-7} -\frac{4\times \left(3x-7\right)}{3x-7} \le 0
2x+54×(3x7)3x70\frac{2x+5-4\times \left(3x-7\right)}{3x-7} \le 0
2x+5(12x28)3x70\frac{2x+5-\left(12x-28\right)}{3x-7} \le 0
2x+512x+283x70\frac{2x+5-12x+28}{3x-7} \le 0
10x+333x70\frac{-10x+33}{3x-7} \le 0

Pour étudier le signe d'un quotient :
  • On cherche les valeurs qui annulent le dénominateur. (valeurs interdites)
  • On étudie le signe du numérateur et du dénominateur et on regroupe dans un tableau le signe de chaque terme.
  • On utilise la règle des signes pour remplir la dernière ligne.
En italique ce sont des phrases explicatives qui ne doivent pas apparaitre sur vos copies, elles servent juste à vous expliquer le raisonnement.
  • D’une part :\red{\text{D'une part :}}
  • 10x+33=010x=33x=3310=3310-10x+33=0\Leftrightarrow -10x=-33\Leftrightarrow x=\frac{-33}{-10}=\frac{33}{10}
    Soit x10x+33x\mapsto -10x+33 est une fonction affine décroissante car son coefficient directeur a=10<0a=-10<0. (Cela signifie que la fonction DESCEND donc on commencera dans la ligne 10x+33-10x+33 par le signe (+)\left(+\right) et dès que l'on dépasse la valeur x=3310x=\frac{33}{10} on mettra le signe ()\left(-\right) dans le tableau de signe.)
  • D’autre part :\red{\text{D'autre part :}}
  • 3x7=03x=7x=733x-7=0\Leftrightarrow 3x=7\Leftrightarrow x=\frac{7}{3} . Attention, ici x=73x=\frac{7}{3} est la valeur interdite.
    Soit x3x7x\mapsto 3x-7 est une fonction affine croissante car son coefficient directeur a=3>0a=3>0. (Cela signifie que la fonction MONTE donc on commencera dans la ligne 3x73x-7 par le signe ()\left(-\right) et dès que l'on dépasse la valeur x=73x=\frac{7}{3} on mettra le signe (+)\left(+\right) dans le tableau de signe.)
    Le tableau du signe du quotient est donné ci-dessous :
    (La double barre dans le tableau indique que x=73x=\frac{7}{3} est une valeur interdite)
    Nous voulons résoudre l'inéquation 10x+333x70\frac{-10x+33}{3x-7} \le 0. Ainsi :
    S=];73[[1033;+[S=\left]-\infty ;\frac{7}{3}\right[\cup \left[\frac{10}{33};+\infty \right[
    . (Nous avons ouvert le crochet à 73\frac{7}{3} car c'est la valeur interdite.)