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Inéquation du second degré a une seul inconnue

Inéquation  du second degré a une seul inconnue
Définition
Signe du trinôme  P(x) = a x² +b x + c  ( a ≠ 0)
Exemple d'application , résolution d'inéquations  du second degré
Exercices
1) Définition
toutes expression sous forme a x² +b x + c < 0 ou  a x² +b x + c > 0 ou a x² +b x + c ≥ 0 ou  a x² +b x + c ≤ 0  tel que  a ∈ ℝ* ; b ∈ ℝ et c ∈ ℝ est une inéquation du second degré a une seule inconnue x , les valeurs que peut prendre x  est vérifie l 'inégalité ( inéquation) es l'ensemble de solution ou l 'ensemble des racines on le note S
2) Signe du trinôme  P(x) = a x² +b x + c  ( a ≠ 0)
P(x) s'écrit aussi sous forme canonique :
P(x)= ax^{2} +bx + c=a\left [ (x+\frac{b}{2a})-\frac{\Delta}{(2a)^{2}} \right ]
Donc le signe du trinôme du second degré P(x) dépend de signe de Δ d'où les cas suivants:
\bg_green {\color{Magenta} \ast} \ \ \Delta< 0 \Rightarrow -\Delta> 0\ d'o\grave{u}\ \frac{-\Delta}{(2a)^{2}}> 0\\ puisque\ \left ( x+\frac{b}{2a} \right )^{2}> 0\ alors \ \left ( x+\frac{b}{2a} \right )^{2}-\frac{\Delta}{(2a)^{2}}> 0\ donc \\ le \ signe\ de\ P(x)\ est\ le\ signe\ de\ {\color{Red} a}\ (\forall x\in \mathbb{R})
\bg_green {\color{Magenta} \ast} {\color{Magenta} \ast} \ \ \Delta= 0 \Rightarrow P(x)=\left ( x+\frac{b}{2a} \right )^{2}\ admet\ une\ racine\ double\ {\color{Red} x_{0}=\frac{-b}{2a}}\\ puisque\ \left ( x+\frac{b}{2a} \right )^{2}\geq 0\ donc \\ le \ signe\ de\ P(x)\ est\ le\ signe\ de\ {\color{Red} a}
\bg_green \dpi{120} \bg_green {\color{Magenta} \ast} {\color{Magenta} \ast}{\color{Magenta} \ast} \ \ \Delta> 0 \Rightarrow P(x)\ admet\ deux\ racines\ r\acute{e}elles\ distinctes \ {\color{Red} x_{1}}\ et\ {\color{Red} x_{2}}\ \ d'o\grave{u}\\ P(x)=a(x-{\color{Red} x_{1}})(x-{\color{Red} x_{2}})\\
Supposons\ que\ {\color{Red} x_{1}}< {\color{Red} x_{2}}.faisons\ un\ tableau\ de\ signes:
Théorème:
Un trinôme du second degré P(x) = a x² +b x + c  ( a ≠ 0) est toujours du signe de a, à l’extérieur des racines (lorsqu'elles existent). sauf si Δ < 0 le trinôme garde le signe constant de a pour tout x ∈ ℝ
3) Exemple d'application , résolution d'inéquations  du second degré
Résoudre dans ℝ les inéquations suivantes:
a)   3 x² - 2 x + 5 > 0
b)  3 x² - 2 x  +5 ≤ 0
c)  - 5 x²  + 10√5 x + 25 < 0
Pour résoudre une inéquation du second degré , on cherche le signe du trinôme du second degré  associé
a)   3 x² - 2 x + 5 > 0 calculons d'abord  le discriminant : Δ = ( -2 )² - (4 × 3) × 5= -56
Puisque  Δ < 0 et  a = 3 > 0 donc  3 x² - 2 x + 5 > 0  ∀   x ∈ ℝ   d'où  S = ℝ
b)   d’après  a)  Δ < 0 et  a = 3 > 0 (voir tableau de signe) les solutions de
3 x² - 2 x  +5 ≤ 0 est S=
c)  - 5 x²  + 10√5 x + 25 < 0   calculons d'abord  le discriminant : 
Δ = b² - 4 a c = (10√5)² - (4 × (-5) × 25) = 500 +500 =1000
Puisque Δ > 0 ⇒  (- 5 x²  + 10√5 x + 25) admet deux racines distincts {\color{Red} x_{1}}\ et\ {\color{Red} x_{2}} avec :
{\color{Red} x_{1}}= \frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}=\frac{-10\sqrt{5}+10\sqrt{10}}{-10}={\color{Red} \sqrt{5}-\sqrt{10}}\ \\ et\ \ {\color{Red} x_{2}}= \frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}=\frac{-10\sqrt{5}-10\sqrt{10}}{-10}={\color{Red} \sqrt{5}+\sqrt{10}}
d'où le signe  de  (- 5 x²  + 10√5 x + 25) est de signe de a à l extérieur des racines et signe de -a entre les racines 
donc :  - 5 x²  + 10√5 x + 25 < 0  sur  l 'ensemble S=] -\infty ; \sqrt{5}-\sqrt{10}[\ \cup\ ]\sqrt{5}+\sqrt{10} ; +\infty[
Exercices
1) Trouver le signe des trinômes suivants:
P(x) = 7 x² + 12 x + 5    ;   Q(x)= 8 - 5 x²     ;      H(x) = x² -  4 x   + 5 
 L(x) = - x² +6 x - 9 
 en fonction des valeurs que peut prendre  x
2 ) Résoudre dans ℝ les inéquations suivantes:
 i) (3 x -2)² > ( 2 x + 2)²
ii) \sqrt{x-2}< x-5
iii)  \frac{x+5}{2x+1}\geq 0
3) Soit\ F(x)= \frac{x^{2}-x-6}{x-1}
i)Résoudre dans ℝ    l 'équation : F(x) = - 4 , et simplifier l'écriture de F(x) + 4 
ii) Résoudre dans ℝ   et interpréter graphiquement l 'inéquation : F(x) > - 4 
iii) soient a et b deux réels qui vérifier l égalité suivante : F(a) = F(b)
montrer que a et b sont les racines de l équation :  t²  - p t + p - 7 = 0 tel que p ∈ ℝ  qu'on détermine 

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