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Second degré (partie 1) : forme canonique, forme factorisée (sans la notion de discriminant)

Résoudre une équation du second degré sans utiliser le discriminant - Exercice 1

15 min
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Résoudre, dans R\mathbb{R}, les équations suivantes :
Question 1

9x213x=09x^{2} -13x=0

Correction
9x213x=09x^{2} -13x=0 équivaut successivement à :
Le facteur commun ici est x{\color{blue}x}.
x×9x13×x=0 {\color{blue}x}\times 9x-13\times {\color{blue}x}=0 . On factorise maintenant par xx .
x(9x13)=0{\color{blue}x}\left(9x-13\right)=0 . Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\text{\red{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
x=0x=0 ou 9x13=09x-13=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons x=0x=0 qui donne x=0x=0
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons 9x13=09x-13=0 qui donne 9x=139x=13. D'où : x=139x=\frac{13}{9}
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={0;139}S=\left\{0;\frac{13}{9}\right\}

    Question 2

    x281=0x^2-81=0

    Correction
    Il est impératif ici de factoriser l'expression à l'aide de l'identité remarquable donnée ci-dessous :
    • a2b2=(ab)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
    x281=0x^{2} -81=0 équivaut successivement à :
    x292=0{\color{blue}x}^{2} -{\color{red}9}^{2}=0
    Ici nous avons a=xa={\color{blue}x} et b=9b={\color{red}9}. Il vient alors que :
    (x9)(x+9)=0\left({\color{blue}x}-\color{red}9\right)\left({\color{blue}x}+\color{red}9\right)=0 Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\text{\red{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
    Or si un produit de facteur est nul alors l’un au moins des facteurs est nul.
    Ainsi (x9)(x+9)=0\left(x-9\right)\left(x+9\right)=0 revient à résoudre :
    x9=0x-9=0 ou x+9=0x+9=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons x9=0x-9=0 qui donne x=9x=9
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons x+9=0x+9=0 qui donne x=9x=-9
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={9;9}S=\left\{-9;9\right\}

    Question 3

    16x225=016x^2-25=0

    Correction
    Il est impératif ici de factoriser l'expression à l'aide de l'identité remarquable donnée ci-dessous :
    • a2b2=(ab)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
    16x225=016x^2-25=0 équivaut successivement à :
    (4x)252=0\left({\color{blue}4x}\right)^{2} -{\color{red}5}^{2}=0
    Ici nous avons a=4xa={\color{blue}4x} et b=5b={\color{red}5}. Il vient alors que :
    (4x5)(4x+5)=0\left({\color{blue}4x}-\color{red}5\right)\left({\color{blue}4x}+\color{red}5\right)=0 Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\text{\red{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
    Or si un produit de facteur est nul alors l’un au moins des facteurs est nul.
    Ainsi (4x5)(4x+5)=0\left(4x-5\right)\left(4x+5\right)=0 revient à résoudre :
    4x5=04x-5=0 ou 4x+5=04x+5=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons 4x5=04x-5=0 d'où 4x=54x=5 ce qui donne x=54x=\dfrac{5}{4}
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons 4x+5=04x+5=0 d'où 4x=54x=-5 ce qui donne x=54x=-\dfrac{5}{4}
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={54;54}S=\left\{-\dfrac{5}{4};\dfrac{5}{4}\right\}

    Question 4

    (x+6)29=0\left(x+6\right)^{2} -9=0

    Correction
    Il est impératif ici de factoriser l'expression à l'aide de l'identité remarquable donnée ci-dessous :
    • a2b2=(ab)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
    (x+6)29=0\left(x+6\right)^{2} -9=0 équivaut successivement à :
    (x+6)232=0\left(\color{blue}x+6\right)^{2} -{\color{red}3}^{2}=0
    Ici nous avons a=x+6a={\color{blue}x+6} et b=3b={\color{red}3}. Il vient alors que :
    (x+63)(x+6+3)=0\left({\color{blue}x+6}-\color{red}3\right)\left({\color{blue}x+6}+\color{red}3\right)=0
    (x+3)(x+9)=0\left(x+3\right)\left(x+9\right)=0 . Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\text{\red{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
    Or si un produit de facteur est nul alors l’un au moins des facteurs est nul.
    Ainsi (x+3)(x+9)=0\left(x+3\right)\left(x+9\right)=0 revient à résoudre :
    x+3=0x+3=0 ou x+9=0x+9=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons x+3=0x+3=0 qui donne x=3x=-3
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons x+9=0x+9=0 qui donne x=9x=-9
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={9;3}S=\left\{-9;-3\right\}

    Question 5

    (3x1)2=(2x+3)2\left(3x-1\right)^{2} =\left(2x+3\right)^{2}

    Correction
    (3x1)2=(2x+3)2\left(3x-1\right)^{2} =\left(2x+3\right)^{2} équivaut successivement à :
    (3x1)2(2x+3)2=0\left({\color{blue}3x-1}\right)^{2} -\left({\color{red}2x+3}\right)^{2}=0
    Il est impératif ici de factoriser l'expression à l'aide de l'identité remarquable donnée ci-dessous :
    • a2b2=(ab)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
    Ici nous avons a=3x1a={\color{blue}3x-1} et b=2x+3b={\color{red}2x+3}. Il vient alors que :
    (3x1(2x+3))(3x1+(2x+3))=0\left({\color{blue}3x-1}-\left({\color{red}2x+3}\right)\right)\left({\color{blue}3x-1}+\left({\color{red}2x+3}\right)\right)=0 .
    (3x12x3)(3x1+2x+3)=0\left(3x-1-2x-3\right)\left(3x-1+2x+3\right)=0
    (x4)(5x+2)=0\left(x-4\right)\left(5x+2\right)=0. Il s’agit d’une eˊquation produit nul.\text{\red{Il s'agit d'une équation produit nul.}}
    Or si un produit de facteur est nul alors l’un au moins des facteurs est nul.
    Ainsi (x4)(5x+2)=0\left(x-4\right)\left(5x+2\right)=0 revient à résoudre :
    x4=0x-4=0 ou 5x+2=05x+2=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons x4=0x-4=0 qui donne x=4x=4
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons 5x+2=05x+2=0 qui donne 5x=25x=-2. D'où : x=25x=-\frac{2}{5}
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={25;4}S=\left\{-\frac{2}{5};4\right\}