Équations et inéquations avec |x|

Introduction

BONJOUR ET BIENVENUE !
VALEUR ABSOLUE & ÉQUATIONS
Équations et inéquations avec |x|

Découvrez comment résoudre des équations et inéquations contenant la valeur absolue

Valeur absolue
Équations
Inéquations

Définition de la valeur absolue

La valeur absolue

DÉFINITION MATHÉMATIQUE
Définition

La valeur absolue d'un nombre réel \( x \), notée \( |x| \), est sa distance à zéro sur la droite numérique.

\( |x| = \begin{cases} x & \text{si } x \geq 0 \\ -x & \text{si } x < 0 \end{cases} \)
Autrement dit : la valeur absolue rend toujours un résultat positif ou nul
Représentation graphique de f(x) = |x|

Propriétés de la valeur absolue

Propriétés importantes

PROPRIÉTÉS ESSENTIELLES
Propriétés fondamentales
1 \( |x| \geq 0 \) pour tout réel \( x \)
2 \( |x| = 0 \) si et seulement si \( x = 0 \)
3 \( |-x| = |x| \)
4 \( |xy| = |x| \cdot |y| \)
5 \( \left|\frac{x}{y}\right| = \frac{|x|}{|y|} \) si \( y \neq 0 \)
APPLICATION PRATIQUE
Application des propriétés
1 \( |5| = 5 \) car \( 5 > 0 \)
2 \( |-3| = 3 \) car \( -3 < 0 \) donc \( |-3| = -(-3) = 3 \)
3 \( |0| = 0 \) par définition

Équations de la forme |x| = a

Résolution de |x| = a

MÉTHODE GÉNÉRALE
Cas possibles

Soit l'équation \( |x| = a \) où \( a \) est un nombre réel.

  • Si \( a < 0 \) : l'équation n'a pas de solution
  • Si \( a = 0 \) : l'équation a une seule solution \( x = 0 \)
  • Si \( a > 0 \) : l'équation a deux solutions \( x = a \) et \( x = -a \)
EXEMPLES
Exemples de résolution
1 \( |x| = 7 \) → \( x = 7 \) ou \( x = -7 \)
2 \( |x| = 0 \) → \( x = 0 \)
3 \( |x| = -3 \) → pas de solution (car valeur absolue ≥ 0)

Équations plus complexes

Équations du type |ax + b| = c

MÉTHODOLOGIE
Étapes de résolution
  1. Vérifier que \( c \geq 0 \) (sinon pas de solution)
  2. Résoudre \( ax + b = c \) et \( ax + b = -c \)
  3. Les solutions de ces deux équations sont les solutions de l'équation initiale
EXEMPLE
Résoudre |2x - 3| = 5

On résout les deux équations :

  • \( 2x - 3 = 5 \) → \( 2x = 8 \) → \( x = 4 \)
  • \( 2x - 3 = -5 \) → \( 2x = -2 \) → \( x = -1 \)

Donc S = {-1, 4}

Inéquations de la forme |x| ≤ a

Résolution de |x| ≤ a

MÉTHODE GÉNÉRALE
Cas possibles

Soit l'inéquation \( |x| \leq a \) où \( a \) est un nombre réel.

  • Si \( a < 0 \) : l'inéquation n'a pas de solution
  • Si \( a = 0 \) : l'inéquation a une seule solution \( x = 0 \)
  • Si \( a > 0 \) : l'inéquation est équivalente à \( -a \leq x \leq a \)
INTERPRÉTATION GRAPHIQUE
Visualisation

L'inéquation \( |x| \leq a \) signifie que la distance de \( x \) à 0 est inférieure ou égale à \( a \).

Sur la droite numérique, cela correspond à l'intervalle \([-a, a]\).

Inéquations de la forme |x| ≥ a

Résolution de |x| ≥ a

MÉTHODE GÉNÉRALE
Cas possibles

Soit l'inéquation \( |x| \geq a \) où \( a \) est un nombre réel.

  • Si \( a < 0 \) : l'inéquation est vérifiée pour tout \( x \in \mathbb{R} \)
  • Si \( a = 0 \) : l'inéquation est vérifiée pour tout \( x \in \mathbb{R} \)
  • Si \( a > 0 \) : l'inéquation est équivalente à \( x \leq -a \) ou \( x \geq a \)
EXEMPLE
Résoudre |x| ≥ 3

L'inéquation \( |x| \geq 3 \) signifie que la distance de \( x \) à 0 est supérieure ou égale à 3.

Donc \( x \leq -3 \) ou \( x \geq 3 \).

S = ]-∞, -3] ∪ [3, +∞[

Inéquations plus complexes

Inéquations du type |ax + b| ≤ c

MÉTHODOLOGIE
Étapes de résolution
  1. Vérifier que \( c \geq 0 \) (sinon pas de solution)
  2. Transformer l'inéquation en double inéquation : \( -c \leq ax + b \leq c \)
  3. Résoudre cette double inéquation
EXEMPLE
Résoudre |2x - 1| ≤ 5

On transforme en double inéquation :

\( -5 \leq 2x - 1 \leq 5 \)

Ajoutons 1 à chaque membre :

\( -4 \leq 2x \leq 6 \)

Divisons par 2 :

\( -2 \leq x \leq 3 \)

Donc S = [-2, 3]

Interprétation géométrique

Distance sur la droite numérique

DÉFINITION
Distance entre deux nombres

La valeur absolue \( |x - a| \) représente la distance entre les nombres \( x \) et \( a \) sur la droite numérique.

Donc \( |x - a| \leq r \) signifie que \( x \) est à une distance inférieure ou égale à \( r \) de \( a \).

APPLICATION
Exemple d'interprétation

\( |x - 2| \leq 3 \) signifie que la distance de \( x \) à 2 est inférieure ou égale à 3.

Cela équivaut à \( -3 \leq x - 2 \leq 3 \), soit \( -1 \leq x \leq 5 \).

Sur la droite numérique, c'est l'intervalle [−1, 5].

Exemples concrets

Applications pratiques

EXEMPLE 1
Résoudre |3x + 2| = 7

On résout les deux équations :

  • \( 3x + 2 = 7 \) → \( 3x = 5 \) → \( x = \frac{5}{3} \)
  • \( 3x + 2 = -7 \) → \( 3x = -9 \) → \( x = -3 \)

Donc S = {-3, 5/3}

EXEMPLE 2
Résoudre |x - 1| > 4

\( |x - 1| > 4 \) équivaut à \( x - 1 > 4 \) ou \( x - 1 < -4 \)

Donc \( x > 5 \) ou \( x < -3 \)

Donc S = ]-∞, -3[ ∪ ]5, +∞[

Erreurs fréquentes

Pièges à éviter

ERREURS COMMUNES
Erreurs à ne pas commettre
  • 1 Oublier que \( |x| \geq 0 \) pour tout \( x \)
  • 2 Ne pas vérifier si \( a \geq 0 \) dans \( |x| = a \)
  • 3 Confondre \( |x| \leq a \) et \( |x| \geq a \)
  • 4 Oublier qu'une équation avec valeur absolue peut avoir 0, 1 ou 2 solutions
CONSEILS
Bonnes pratiques
  • Toujours vérifier que la condition de positivité est respectée
  • Tester les solutions trouvées dans l'équation initiale
  • Faire un schéma pour visualiser les intervalles

Méthode de résolution

Algorithme de résolution

POUR UNE ÉQUATION |ax + b| = c
Étapes à suivre
  1. Vérifier que \( c \geq 0 \)
  2. Résoudre \( ax + b = c \)
  3. Résoudre \( ax + b = -c \)
  4. Donner l'ensemble des solutions
POUR UNE INÉQUATION |ax + b| ≤ c
Étapes à suivre
  1. Vérifier que \( c \geq 0 \)
  2. Transformer en double inéquation : \( -c \leq ax + b \leq c \)
  3. Résoudre la double inéquation
  4. Donner l'ensemble des solutions

Exercice d'application

Problème complet

ÉNONCÉ
Questions

Résoudre les équations et inéquations suivantes :

1. \( |2x - 5| = 3 \)

2. \( |x + 4| \leq 2 \)

3. \( |3x - 1| > 5 \)

Solutions des exercices

Corrections détaillées

EXERCICE 1 : |2x - 5| = 3
Correction

On résout les deux équations :

  • \( 2x - 5 = 3 \) → \( 2x = 8 \) → \( x = 4 \)
  • \( 2x - 5 = -3 \) → \( 2x = 2 \) → \( x = 1 \)

Donc S = {1, 4}

EXERCICE 2 : |x + 4| ≤ 2
Correction

On transforme en double inéquation :

\( -2 \leq x + 4 \leq 2 \)

On soustrait 4 :

\( -6 \leq x \leq -2 \)

Donc S = [-6, -2]

EXERCICE 3 : |3x - 1| > 5
Correction

\( |3x - 1| > 5 \) équivaut à \( 3x - 1 > 5 \) ou \( 3x - 1 < -5 \)

C'est-à-dire \( 3x > 6 \) ou \( 3x < -4 \)

Donc \( x > 2 \) ou \( x < -\frac{4}{3} \)

Donc S = ]-∞, -4/3[ ∪ ]2, +∞[

Résumé

Points clés

DÉFINITIONS ESSENTIELLES
Valeur absolue
  • \( |x| = x \) si \( x \geq 0 \) et \( |x| = -x \) si \( x < 0 \)
  • \( |x| \) représente la distance de \( x \) à 0 sur la droite numérique
Équations avec valeur absolue
  • \( |x| = a \) : 0 solution si \( a < 0 \), 1 solution si \( a = 0 \), 2 solutions si \( a > 0 \)
  • \( |ax + b| = c \) : résoudre \( ax + b = c \) et \( ax + b = -c \)
Inéquations avec valeur absolue
  • \( |x| \leq a \) : équivaut à \( -a \leq x \leq a \) (si \( a \geq 0 \))
  • \( |x| \geq a \) : équivaut à \( x \leq -a \) ou \( x \geq a \) (si \( a \geq 0 \))
Maîtrisez ces concepts pour réussir en analyse !

Conclusion

Félicitations !

FÉLICITATIONS !
MAÎTRISE DE LA VALEUR ABSOLUE
Vous comprenez maintenant les équations et inéquations avec |x| !

Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences

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