Rappeler les formules qu'il faut connaître pour pouvoir résoudre des équations du second degré.
Sans utiliser de discriminant, résoudre les équations et inéquations suivantes:
' = b'² - ac.
' le nombre de solutions, et, lorsqu'elles existent, exprimer celles-ci en fonction de
Comparer les solutions des deux équations.
.
Etudier le signe du discriminant puis factoriser si possible les expressions suivantes
exercice 1
Voir cours
exercice 2
a)
.
On factorise par
. On obtient :
Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un des facteurs est nul
b)
. On factorise :
Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un des facteurs est nul
c)
. On regroupe tout dans un seul membre :
. On factorise par
Dans un premier temps, on cherche les valeurs qui annulent le produit de facteurs.
Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un des facteurs est nul
Un trinôme
est du signe de a à l'extérieur des solutions.Ici :
donc
si
Remarque : la résolution de
pouvait se faire également à l'aide d'un tableau de signes (voir programme de seconde)
exercice 3
a)
Ce polynôme admet une racine évidente
Or le produit des racines vaut
d'où la deuxième solution est :
et
b)
donc l'équation proposée n'admet pas de solution.
c)
Le discriminant est égal à :
On obtient :
que l'on peut simplifier.
exercice 4
Pour résoudre de telles équations du second degré, je calcule les discriminants :
a)2x
2 + x
- 15 = 0
= b
2 - 4ac = 1
- 4 × 2 × (
-15) = 121 = 11
2
Le discriminant étant strictement positif, l'équation admet deux solutions distinctes :
D'où :
b)-x
2 + x + 2 = 0
= 1
2 - 4 × (
-1) × 2 = 9 = 3
2
Le discriminant étant strictement positif, l'équation admet deux solutions distinctes :
D'où :
c)x
2 - 2
x + 5 = 0
On reconnait une identité remarquable. Cela s'écrit (x-
)²=0
Pour cet exemple, le calcul du discriminant était donc peu indiqué. On l'aurait trouvé nul bien entendu.
D'où :
d)5x
2 + 3x + 2 = 0
= 3
2 - 4 × 5 × 2 =
-31
Le discriminant étant négatif, l'équation n'admet pas de solution dans
.
D'où :
exercice 5
Soit l'équation
et soit
On pose
.
Résoudre (E) revient à résoudre l'équation
dont le discriminant vaut
et
sont donc de même signe.
Si
alors (E) n'admet pas de solution
Si
alors (E) admet une solution double
Si
alors (E) admet deux solutions distinctes
exercice 6
1. On a deux racines distinctes
d'où
2. , toujours deux racines distinctes
d'où
on constate que les solutions
les discriminants sont égaux,
ce qui est sans surprise puisque l'on y fait intervenir le carré de b : 12² = (-12)²
concernant les racines :
Pour les deux équations, le produit des racines était identique, et les sommes des racines étaient opposées.
A titre d'exercice, on pourrait démontrer ce constat dans le cas général c'est à dire pour des équations du type
, avec a, b et c réels.
exercice 7
soit n le second nombre entier : les 3 nombres s'écrivent donc n-1 ; n ; n+1
à la lecture de l'énoncé, on pose l'équation suivante :
soit
ce qui donne
ou encore
On obtient : n = -13 ou n = 13
vérification :
(-14)² + (-13)² + (-12)² = 509 et
12² + 13² + 14² = 509. Les deux possibilités conviennent.
Conclusion : les entiers consécutifs sont donc : -14, -13, -12 d'une part et 12, 13, 14 d'autre part.
exercice 8
1.
on effectue un changement de variable en posant
; on notera que
résolvons par factorisation :
(-2 solution non retenue car négative)
d'où
remarque :
est une équation dite bicarrée : elle ne contient que des puissances paires de l'inconnue x.
2.
on effectue un changement de variable en posant
; on notera que
Utilisons le discriminant :
d'où
deux racines distinctes
toutes deux positives
d'où
3. (E) :
.
on résout sur
R\{-20/3 ; -4 ; 10/7 ; 5/3} (car on exclut les valeurs interdites)
on réduit au même dénominateur
une astuce pour alléger ce calcul littéral : le numérateur est la somme de 4 termes ;
on repère les facteurs communs, puis on factorise par exemple les 1er et 4ème termes d'une part,
puis les 2ème et 3ème termes d'autre part :
ainsi
Conclusion : S = {0 ; 40/9}
exercice 9
1. soit l'équation
d'où 2 racines distinctes
2. a. est solution de l'équation
; donc
² -
- 1 = 0, soit
² =
+ 1
2. b.
on a établi précédemment que
par ailleurs
donc
exercice 10
1. donc l'équation
n'admet aucune solution dans
R
2. donc l'équation
admet 2 solutions réelles
3. donc
est un carré, le carré de
et
exercice 11
1. > 0 donc x² + 4x - 21 se factorise en : (x + 7)(x - 3).
2. donc
se factorise en :
3. < 0 donc -3x² + 7x -8 ne se factorise pas
exercice 12
1. n'est pas définie si les dénominateurs s'annulent, c'est-à-dire :
Calculons le discriminant :
= b² - 4ac = 1 - 4 × (-2) = 9
Le polynôme admet donc deux racines :
et
Donc les deux valeurs interdites liées au polynôme
sont -2 et 1.
D'où :
Df =
2. D'après la question précédente, nous pouvons en déduire :
3. a) Le dénominateur commun aux fractions rationnelles
et
est donc :
, donc
s'écrit également :
Nous avons donc :
3. b) Une racine évidente de g est 1, car 2 + 4 - 3 - 3 = 0
g(
) est donc factorisable par
et, comme l'écriture polynômiale est unique, g peut s'écrire :
Déterminons a, b et c :
Identifions les coefficients à l'aide des équations suivantes :
a = 2
b - a = 4
b = 4 + a
b = 6
-c = -3
c = 3
Vérifions : c - b = 3 - 6 = -3
D'où : Pour tout réel
,
3. c) On peut donc en déduire que
s'écrit :
Pour tout réel
appartenant à D
f,
, soit
Résolvons l'équation = 0 :
L'ensemble de définition de cette équation est
.
Utilisons la méthode du discriminant :
= b² - 4ac = 9 - 4 × 1 ×
= 9 - 6 = 3
Les deux racines sont donc :
.
Elles appartiennent toutes deux à l'ensemble de définition de l'équation.
D'où : les solutions de l'équation
= 0 sont :
exercice 13
Posons
, donc
équivaut à :
L'équation admet donc deux solutions :
et
Or
, donc :
ou
n'admet pas de solution dans
.
équivaut à x = 2 ou x = -2
D'où :
exercice 14
Posons
,
équivaut à :
Calculons le discriminant :
L'équation admet donc deux solutions :
et
Or
, donc :
ou
n'admet pas de solution dans
.
équivaut à x = 81
D'où :