Corrigé devoir maison 1
Exercice 1. Soit nN. On a :
(8n+1 + 8n)2
(4n4n1)3=(8n(8 + 1))2
((4n1)(4 1))3
=(8n×9)2
(4n1×3)3
=82n×81
43n3×27
=64n
43n×43×81
27
=64n
(43)n×1
43×3
=64n
64n×43×3
= 1 ×64 ×3
= 192
Conclusion : pour tout nN,(8n+1 + 8n)2
(4n4n1)3= 192.
Exercice 2.
1. On détermine tout d’abord l’ensemble de validité de l’équation : pour tout xR, l’expression
2x+ 4
x23x+ 2
a un sens si et seulement si x23x+ 2 6= 0. Le discriminant du trinôme associé vaut
∆=(3)24×1×2=1et est donc strictement positif. Le trinôme admet donc deux
racines distinctes :
x1=(3) 1
2=31
2=2
2= 1
et
x2=(3) + 1
2=3+1
2=4
2= 2
Ainsi, l’ensemble de validité de l’équation est R\ {1,2}.
Soit xR\ {1,2}.On a :
2x+ 4
x23x+ 2 = 1 2x+ 4
x23x+ 2 1=0
2x+ 4 (x23x+ 2)
x23x+ 2 = 0
2x+ 4 x2+ 3x2
x23x+ 2 = 0
x2+x+ 2
x23x+ 2 = 0
⇒ −x2+x+ 2 = 0
1
Il suffit de calculer le discriminant de ce trinôme : 124×(1) ×2=9>0. Ce trinôme admet
donc deux racines distinctes (que l’on note différemment car x1et x2sont déjà définis) :
x3=19
2=13
2=4
2= 2
et
x4=1 + 9
2=1+3
2=2
2=1
Seul x4est alors solution de l’équation car 2n’appartient pas à l’ensemble de validité de l’équa-
tion.
Conclusion : l’unique solution de l’équation est 1.
2. Soit xR. Les expressions
x
x+ 1 et 2
x
existent si et seulement si x6=1et x6= 0.
Soit xR\ {−1,0}. On a :
x
x+ 1 <2
xx
x+ 1 2
x<0
x22(x+ 1)
x(x+ 1) <0
x22x2
x(x+ 1) <0
Le discriminant du trinôme vaut 44(2) = 12 et est donc strictement positif. Il admet deux
racines distinctes :
x1=212
2=243
2=223
2= 1 3
et de même :
x2= 1 + 3
Le trinôme est donc positif à l’extérieur de ces racines. On dresse un tableau de signe :
x
x22x2
x
x+ 1
x22x2
x(x+ 1)
−∞ 11301 + 3+
+ + 0 0+
0+ +
0+ + + +
+0+0+
Conclusion : l’ensemble des solution de l’inéquation est ]1,13[]0,1 + 3[.
2
Exercice 3.
1. Le discriminant du trinôme vaut (1)24×1×(1) = 5 et est donc strictement positif. Celui-ci
admet donc deux racines distinctes :
x1=15
2
et
x2=1 + 5
2
5est compris entre 2et 3donc x1<0.
Conclusion : Φ = 1 + 5
2·
2. Par définition, on a Φ2Φ1 = 0 d’où Φ2Φ = 1. Sachant que Φ6= 0, on a en divisant par
Φ:Φ1 = 1
Φ·
Conclusion : 1
Φ= Φ 1.
3. Par définition, on a Φ2Φ1=0d’où Φ2= Φ + 1. Ainsi :
Φ2(2 Φ) = (Φ + 1)(2 Φ)
= Φ2+ 2 Φ
=Φ2+ Φ + 2
=Φ2+Φ+1+1
=2Φ1) + 1
= 1
par définition de Φ.
Conclusion : Φ2(2 Φ) = 1.
Exercice 4. Calculons le discriminant, que l’on notera mde ce trinôme à mfixé :
m= (2(m+ 1))24×1×(2m+ 1)
= 4(m+ 1)24(2m+ 1)
= 4(m2+ 2m+ 1) 8m4
= 4m2+ 8m+ 4 8m4
= 4m2
On considère alors deux cas :
1. Si m= 0,0= 0 donc l’équation admet une unique solution qui est (2(m+ 1))
2=2
2= 1.
Conclusion : si m= 0,1est l’unique solution de l’équation.
2. Si m6= 0 alors m= 4m2>0donc l’équation admet deux solutions distinctes qui sont :
(2(m+ 1)) 4m2
2=2(m+ 1) 4m2
2
=2(m+ 1) 2m2
2
=m+ 1 m2
3
et
(2(m+ 1)) + 4m2
2=2(m+ 1) + 4m2
2
=2(m+ 1) + 2m2
2
=m+1+m2
Si m > 0alors m2=met dans ce cas les deux solutions sont 1et 2m+ 1. Si m < 0alors
m2=met on obtient exactement les mêmes racines (mais « inversées »).
Conclusion : si m6= 0 les solutions de l’équation sont 1et m+ 1.
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