Correction du DS n°1 du 11 octobre 2010
Exercice 1 : Indiquer en justifiant si chacune des affirmations est vraie ou fausse
1) La proposition : L'opposé d'un entier naturel est un entier naturel est fausse : Il suffit pour le démontrer de
prendre un contre-exemple : L'opposé de l'entier naturel 1 est (-1) qui est un entier relatif mais pas un entier
naturel.
2) L'opposé d'un entier relatif est un entier négatif : Cette proposition est fausse en effet : l'opposé de l'entier
relatif (-1) est 1 et 1 est un entier positif!
3) L'inverse d'un entier relatif est un décimal : Cette proposition est fausse, en effet : l'inverse de 3 est
1
3
qui
est un nombre rationnel non décimal.
4) La racine carré d'un entier naturel est toujours irrationnelle : Cette proposition est fausse, en effet :
4=2
et 2 est un entier naturel et n'est donc pas un nombre irrationnel.
Exercice 2 :
1) Les équations suivantes sont équivalentes à l'équation :
92x7
3
=
4x
61
3
272x7
=
2x1
(On a multiplié chaque membre par 3)
4x
=
21
x
=
L'équation a donc une unique solution :
x=21
4
2) Résolution de :
x6−x7
x21=0
E2
A et B étant deux réels, le quotient
A
B
existe si et seulement si
B0.
(Règle d'existence d'un quotient)
Or :
x21=0⇔ x1x1=0,
et d'après la règle du produit nul, on peut en déduire que les valeurs
interdites sont :(-1) et 1.
De plus pour tous réels a et b, le quotient
a
b
est nul si et seulement si
{
a=0
et
b0
(Règle du quotient nul).
Donc les solutions de l'équation sont aussi solutions de l'équation produit :
x6x7=0.
Or d'après la règle du produit nul, les solutions de cette équation sont
x1=6
et
x2=7.
Ces deux nombres n'étant pas des valeurs interdites, on peut en conclure que l'ensemble des solutions de
l'équation
E2
est
{7;6}.
3) Résolution de :
5x925x105x9=0
E3
E3 ⇔ 5x9
5x95x10
E3 ⇔ 5x910 x1=0
Donc d'après la règle du produit nul, les solutions de
E3
sont
x1=9
5
et
x2=1
10 .
4) Résolution de :
25 x270 x495x7 x2=0
E4
E4 ⇔ 5x725x7 x2=0
E4 ⇔ 5x7
5x7x2
=0
E4 ⇔ 5x76x9=0
Donc d'après la règle du produit nul, les solutions de
E4
sont
x1=7
5
et
x2=3
2.
5) Résolution de :
x
2x=x3
E5
D'après la règle d'existence d'un quotient, la valeur interdite est
x=2.
De plus on a les équivalences :
E5 ⇔ x
2xx32x
2x=0
E5 ⇔ x2xx263x
2x=0
E5 ⇔ 6x2
2x=0
Donc d'après la règle du quotient nul, les solutions de
E5
sont aussi solutions de
6x2=0.
Or cette équation est équivalente à :
6x
6x=0.
Donc d'après la règle du produit nul, ses solutions sont
x1=
6
et
x2=
6.
Ces deux nombres n'étant pas des valeurs interdites, l'ensemble solution de
E5
est
{
6;
6}.
6) Résolution de :
x1x3
x21
E6
D'après la règle d'existence d'un quotient, les valeurs interdites sont les solutions de l'équation
x21=0.
Les valeurs interdites sont donc (-1) et 1.
De plus d'après la règle du quotient nul, les solutions de
E6
sont aussi solution de
x1 x3=0.
D'après la règle du produit nul, les solutions de cette équation sont : 1 et (-3).
Or 1 est une valeur interdite de l'équation
E6.
E6
a donc une unique solution : x = -3 .
Exercice 3 : Avec des intervalles.
1) Ensemble des nombres réels vérifiant:
4x11
ou
3x107.
D'une part on a :
4x114x2
4x11x1
2
D'autre part, on a :
3x1073x3
3x107x1
On a alors le schéma :
L'ensemble des réels satisfaisant aux conditions données est
donc l'ensemble
.
2) a) Ensemble des nombres réels vérifiant :
2x16x
et
4x28x.
D'une part on a :
2x16xx5
D'autre part :
4x28x⇔ −3x6
4x28xx2
On a alors le schéma :
L'ensemble des réels vérifiant les conditions données est
donc l'intervalle [-2 ; 5[
b) L'ensemble des entiers naturels vérifiant les conditions ci-dessus est {0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4}.
c) L'ensemble des éléments de
vérifiant les conditions ci-dessus est {-2 ; -1 ; 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4}.
Exercice 4 :
1) Forme développée et réduite de A(x) :
Pour tout réel x on a les égalités suivantes :
Ax=5x13x225 x21
Ax=15 x210 x3x225 x21
et donc :
Ax=40 x27x3
2) Forme factorisée de A(x) :
Pour tout réel x on a les égalités suivantes :
Ax=5x13x225 x21
On reconnait l'identité remarquable a² - b² = ...
Ax=5x13x25x15x1
On factorise par (5x - 1)
Ax=5x1
3x25x1
Et on a donc :
Ax=5x18x3
3) Calcul de
Ax
pour x donné :
a)
x=3
8
On choisit la forme factorisée (
3
8
est solution de l'équation
8x3=0
)
A3
8=
5×−3
81
×
8×3
83
=
5×−3
81
×0=0.
Donc :
A3
8=0.
b)
x=2
3
On choisit la forme initiale de
Ax
ce qui va permettre d'annuler le second facteur du produit.
A2
3=
5×− 2
31
×
3×− 2
32
25×2
3
2
1
A2
3=
5×2
3−1
×025×4
99
9
Et finalement :
A2
3= 91
9
c)
x=
3
On choisit la forme développée et réduite afin de minimiser les calculs avec la racine carrée.
Ax=40×
327
33
Ax=40×337
3
Et finalement :
Ax=1177
3
4) a) Résolution de l'équation
Ax=0:
En choisissant la forme factorisée, on obtient :
Ax=0⇔ 5x18x3=0
Ce qui, d'après la règle du produit nul, donne comme ensemble solution :
S=
{
1
5;3
8
}
b) Résolution de
Ax=7x:
En choisissant la forme développée et réduite, on se ramène à l'équation :
40 x27x3=7x
c'est à dire :
40 x2=3
ou encore :
x2=3
40
Cette équation a donc deux solutions :
x1=
3
40=1
2
3
10
et :
x2=
3
40 =1
2
3
10
Exercice 5 :
1) Montrons que le problème peut se ramener à la résolution de l'équation :
x256 x768=0
Expression de CG en fonction de x :
G étant un point du segment [DC], DG + GC = DC.
Or : DG = x (car AMDG est un rectangle) et DC = 48.
On en déduit donc que :
CG=48x.
Expression de CH en fonction de x :
Avec le même raisonnement et en utilisant le fait que AMEF est un carré, on montre que
CH=64x.
Calcul de la somme des aires du carré AMEF et du rectangle EHCG :
On pose A(x) l'aire cherchée.
Ax=x248x64x
Ax=x248×6448 x64 xx2
Et finalement :
Ax=2x2112 x3072
Mise en équation finale du problème :
L'aire A(x) est égale à la moitié de l'aire du rectangle ABCD si et seulement si :
Ax= 64×48
2
C'est à dire :
2x2112 x3072=1536
En divisant par 2 chaque membre :
x256 x768=0
Le problème se ramène donc à la résolution de l'équation :
x256 x768=0
2) Montrons que pour tout réel x :
x32x24=x256 x768.
Pour tout réel x on a les égalités suivantes :
x32x24=x224 x32 x32×24
x32x24=x256 x768
Le problème se ramène donc à la résolution de l'équation produit : (x-32)(x-24) = 0 .
Les solutions sont donc, d'après la règle du produit nul :
x1=32
et
x2=24.
Comme ces ceux valeurs sont inférieures à la longueur du segment [AB], le problème posé admet deux
solutions :
x1=24
et
x2=32.
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