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Equations et inéquations

Savoir résoudre des équations à l'aide des identités remarquables - Exercice 1

20 min
40
Résoudre, dans R\mathbb{R}, les équations suivantes :
Question 1

x264=0x^2-64=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)
x264=0x^{2} -64=0 équivaut successivement à :
x282=0{\color{blue}x}^{2} -{\color{red}8}^{2}=0
Ici nous avons a=xa={\color{blue}x} et b=8b={\color{red}8}. Il vient alors que :
(x8)(x+8)=0\left({\color{blue}x}-\color{red}8\right)\left({\color{blue}x}+\color{red}8\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 (x8)(x+8)=0\left(x-8\right)\left(x+8\right)=0 revient à résoudre :
x8=0x-8=0 ou x+8=0x+8=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons x8=0x-8=0 qui donne x=8x=8
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons x+8=0x+8=0 qui donne x=8x=-8
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={8;8}S=\left\{-8;8\right\}

    Question 2

    64x225=064x^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)
    64x225=064x^2-25=0 équivaut successivement à :
    (8x)252=0\left({\color{blue}8x}\right)^{2} -{\color{red}5}^{2}=0
    Ici nous avons a=8xa={\color{blue}8x} et b=5b={\color{red}5}. Il vient alors que :
    (8x5)(8x+5)=0\left({\color{blue}8x}-\color{red}5\right)\left({\color{blue}8x}+\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 (8x5)(8x+5)=0\left(8x-5\right)\left(8x+5\right)=0 revient à résoudre :
    8x5=08x-5=0 ou 8x+5=08x+5=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons 8x5=08x-5=0 d'où 8x=58x=5 ce qui donne x=58x=\dfrac{5}{8}
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons 8x+5=08x+5=0 d'où 8x=58x=-5 ce qui donne x=58x=-\dfrac{5}{8}
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={58;58}S=\left\{-\dfrac{5}{8};\dfrac{5}{8}\right\}

    Question 3

    (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 4

    (6x4)2=(4x+1)2\left(6x-4\right)^{2} =\left(4x+1\right)^{2}

    Correction
    (6x4)2=(4x+1)2\left(6x-4\right)^{2} =\left(4x+1\right)^{2} équivaut successivement à :
    (6x4)2(4x+1)2=0\left({\color{blue}6x-4}\right)^{2} -\left({\color{red}4x+1}\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=6x4a={\color{blue}6x-4} et b=4x+1b={\color{red}4x+1}. Il vient alors que :
    (6x4(4x+1))(6x4+(4x+1))=0\left({\color{blue}6x-4}-\left({\color{red}4x+1}\right)\right)\left({\color{blue}6x-4}+\left({\color{red}4x+1}\right)\right)=0 .
    (6x44x1)(6x4+4x+1)=0\left(6x-4-4x-1\right)\left(6x-4+4x+1\right)=0
    (2x5)(10x3)=0\left(2x-5\right)\left(10x-3\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 (2x5)(10x3)=0\left(2x-5\right)\left(10x-3\right)=0 revient à résoudre :
    2x5=02x-5=0 ou 10x3=010x-3=0
  • D’une part :\text{\red{D'une part :}} résolvons 2x5=02x-5=0 qui donne 2x=52x=5 . D'où : x=52x=\dfrac{5}{2}
  • D’autre part :\text{\red{D'autre part :}} résolvons 10x3=010x-3=0 qui donne 10x=310x=3. D'où : x=310x=\dfrac{3}{10}
  • Les solutions de l'équation sont alors :
    S={310;52}S=\left\{\dfrac{3}{10};\dfrac{5}{2}\right\}

    Question 5

    9x212x+4=09x^{2} -12x+4=0

    Correction
      Identiteˊ remarquable\purple{\text{Identité remarquable}}
    • a22×a×b+b2=(ab)2{\color{blue}a}^{2} -2\times{\color{blue}a}\times{\color{red}b}+{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)^{2}
    9x212x+4=09x^{2} -12x+4=0
    (3x)22×3x×2+22\left({\color{blue}3x}\right)^{2} -2\times {\color{blue}3x}\times {\color{red}2}+{\color{red}2}^{2}
    Ici nous avons a=3xa={\color{blue}3x} et b=2b={\color{red}2}. Il vient alors que :
    (3x2)2=0\left({\color{blue}3x}-{\color{red}2}\right)^{2}=0
    • X2=0X=0X^{2} =0\Leftrightarrow X=0
    3x2=03x-2=0
    3x=23x=2
    x=23x=\frac{2}{3}
    La solution de l'équation 9x212x+4=09x^{2} -12x+4=0 est alors :
    S={23}S=\left\{\frac{2}{3}\right\}

    Question 6

    3x2+10=73x^{2} +10=7

    Correction
    3x2+10=73x^{2} +10=7 équvaut successivement à :
    3x2=7103x^{2} =7-10
    3x2=33x^{2} =-3
    x2=33x^{2} =-\dfrac{3}{3}
    x2=1x^{2} =-1
    Attention, ici pour cette équation x2=1x^{2}=-1, il est impératif de se souvenir qu’un carreˊe est positif ou nul\red{\text{qu'un carrée est positif ou nul}}
    Il en résulte donc que l'on ne peut pas avoir de solutions réelles à l'équation x2=1x^{2}=-1 .
    On écrit alors :
    S={}S=\left\{\emptyset\right\}