Initiation

Second degré : Equation dans R

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Énoncé

Exercice 1

Sans utiliser de discriminant, résoudre les équations et inéquations suivantes:
a) 3x2+5x=03x^2 + 5x = 0
b) 9x21=09x^2 - 1 = 0
c) (x+1)(x2)>5(x+1)2(x+1)(x-2) > 5(x+1)^2

Exercice 2

Résoudre dans R les équations suivantes:
a) x26x+5=0x^2-6x+5 = 0
b) 2x2+x+8=02x^2+x+8 = 0
c) x2+6x+2=0-x^2+6x+2 = 0

Exercice 3

Résoudre dans R\mathbb{R} les équations suivantes :
a) 2x2+x15=02x^2 + x - 15 = 0
b) x2+x+2=0-x^2 + x + 2 = 0
c) x220 x+5=0x^2 - \sqrt{20}~ x + 5 = 0
d) 5x2+3x+2=05x^2 + 3x + 2 = 0

Exercice 4

Résoudre dans R\mathbb{R} les équations suivantes :

  1. x2+6x10=0-x^2 + 6x -10 = 0

  2. x2+4x21=0x^2 + 4x - 21 = 0

  3. 9x2+6x+1=09x^2 + 6x + 1 = 0

Exercice 5 : Factorisation

Etudier le signe du discriminant puis factoriser si possible les expressions suivantes

  1. x2+4x21x^2 + 4x -21

  2. 8x2+8x+28x^2 + 8x + 2

  3. 3x2+7x8-3x^2 + 7x -8

Révéler le corrigé

Exercice 1

a) 3x2+5x=03x^2+5x=0 .
On factorise par xx. On obtient :
x(3x+5)=0x(3x+5)=0
Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un des facteurs est nul
x=0 ou 3x+5=0x=0 \text{ ou } 3x+5=0
x=0 ou x=53x=0 \text{ ou } x=-\dfrac{5}{3}
S={53  ;  0}S=\left\lbrace -\dfrac{5}{3}\;;\;0\right\rbrace

b) 9x21=09x^2-1=0. On factorise :
(3x1)(3x+1)=0(3x-1)(3x+1)=0
Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un des facteurs est nul
3x1=0 ou 3x+1=03x-1=0 \text{ ou } 3x+1=0
x=13 ou x=13x=\dfrac{1}{3} \text{ ou } x=-\dfrac{1}{3}
S={13  ;  13}S=\left\lbrace -\dfrac{1}{3}\;;\;\dfrac{1}{3}\right\rbrace

c) (x+1)(x2)>5(x+1)2(x+1)(x-2)>5(x+1)^2 . On regroupe tout dans un seul membre :
(x+1)(x2)5(x+1)2>0(x+1)(x-2)-5(x+1)^2>0 . On factorise par (x+1)(x+1)
(x+1)(x25(x+1))>0(x+1)(x-2-5(x+1))>0
(x+1)(4x7)>0(x+1)(-4x-7)>0
Dans un premier temps, on cherche les valeurs qui annulent le produit de facteurs.
(x+1)(4x7)=0(x+1)(-4x-7)=0
Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un des facteurs est nul
(x+1)=0 ou (4x7)=0(x+1)=0 \text{ ou } (-4x-7)=0
x=1 ou x=74x=-1 \text{ ou } x=-\dfrac{7}{4}
Un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c est du signe de aa à l'extérieur des solutions.Ici :
a=4<0a=-4 <0
donc (x+1)(x2)5(x+1)2>0(x+1)(x-2)-5(x+1)^2>0 si 74<x<1 -\dfrac{7}{4}<x<-1
S={]74;1[}S=\left\{\left]-\dfrac{7}{4};-1\right[\right\}
Remarque : la résolution de (x+1)(4x7)>0(x+1)(-4x-7)>0 pouvait se faire également à l'aide d'un tableau de signes (voir programme de seconde)

Exercice 2

a) x26x+5=0x^2-6x+5=0
Ce polynôme admet une racine évidente x1=1x_1=1
Or le produit des racines vaut ca=5 \dfrac{c}{a}=5
d'où la deuxième solution est : x2=5x_2=5 et
S={1;5}S=\lbrace1;5\rbrace

b) 2x2+x+8=02x^2+x+8=0

Δ<0\Delta <0 donc l'équation proposée n'admet pas de solution.

S=S=\emptyset

c) x2+6x+2=0-x^2+6x+2=0

Le discriminant est égal à : Δ=44\Delta=44

On obtient : x1=6442 ou x2=6+442x_1=\dfrac{-6-\sqrt{44}}{-2} \text{ ou } x_2=\dfrac{-6+\sqrt{44}}{-2} que l'on peut simplifier. S={311  ;  3+11}S=\lbrace 3-\sqrt{11}\;;\;3+\sqrt{11}\rbrace

Exercice 3

Pour résoudre de telles équations du second degré, je calcule les discriminants :

a)2x2+x15=02x^2 + x - 15 = 0

Δ=14×2×(15)=121=112\Delta = 1 - 4 \times 2 \times (-15) = 121 = 11^2

Le discriminant étant strictement positif, l'équation admet deux solutions distinctes : x1=1112×2=3x_1=\dfrac{-1-11}{2\times2}=-3 x2=1+112×2=52x_2=\dfrac{-1+11}{2\times2}=\dfrac{5}{2}

D'où : S={3;52}\boxed{S = \left \lbrace -3 ; \dfrac{5}{2} \right \rbrace}

b)x2+x+2=0-x^2 + x + 2 = 0

Δ=14×(1)×2=9=32\Delta = 1 - 4 \times (-1) \times 2 = 9 = 3^2

Le discriminant étant strictement positif, l'équation admet deux solutions distinctes : x1=132=2x_1=\dfrac{-1-3}{-2}=2 x2=1+32=1x_2=\dfrac{-1+3}{-2}=-1

D'où : S={1;2}\boxed{S = \lbrace -1 ; 2 \rbrace}

c)x225x+5=0x^2 - 2\sqrt{5}\, x + 5 = 0

On reconnait une identité remarquable.

Cela s'écrit (x5)2=0(x-\sqrt{5})^2=0

Pour cet exemple, le calcul du discriminant était donc peu indiqué. On l'aurait trouvé nul bien entendu. D'où :

S={5}\boxed{S = \lbrace \sqrt{5} \rbrace}

d)5x2+3x+2=05x^2 + 3x + 2 = 0

Δ=324×5×2=31\Delta = 3^2 - 4 \times 5 \times 2 = -31 Le discriminant étant négatif, l'équation n'admet pas de solution dans R\mathbb{R}. D'où : S=\boxed{S = \emptyset}

Exercice 4

1. Δ<0\Delta < 0 donc l'équation x2+6x10=0-x^2+6x-10=0 n'admet aucune solution dans R

2. Δ>0\Delta > 0 donc l'équation x2+4x21=0x^2+4x-21=0 admet 2 solutions réelles S={7  ;  3}S=\lbrace -7\;;\; 3\rbrace

3. Δ=0\Delta = 0 donc 9x2+6x+19x^2+6x+1 est un carré, le carré de 3x+13x+1 9x2+6x+1=0(3x+1)2=0x=139x^2+6x+1=0\Longleftrightarrow (3x+1)^2=0 \Longleftrightarrow x=-\dfrac 1 3 et S={13}S=\left\lbrace-\dfrac 1 3 \right\rbrace

Exercice 5

1. Δ>0\Delta > 0 donc x2+4x21x^2 + 4x - 21 se factorise en : (x+7)(x3)(x + 7)(x - 3).

2. Δ=0\Delta = 0 donc 8x2+8x+28x^2 + 8x + 2 se factorise en : 8(x+12)28\left(x + \dfrac{1}{2} \right)^2

3. Δ<0\Delta < 0 donc 3x2+7x8-3x^2 + 7x -8 ne se factorise pas