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Résoudre dans R les équations suivantes: 1) 2mx−1=3x+m (m paramètre) 2) a) x = (1)/(2)

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18 steps

Voici les solutions détaillées pour chaque problème.


I) Résoudre dans R\mathbb{R} les équations suivantes.

1) 2mx−1=3x+m2mx-1=3x+m (m paramètre)

  1. Regrouper les termes avec xx.

    2mx−3x=m+12mx - 3x = m+1
  2. Factoriser xx.

    x(2m−3)=m+1x(2m-3) = m+1
  3. Résoudre pour xx.

    Nous devons considérer deux cas pour le coefficient de xx, (2m−3)(2m-3).

    • Cas 1: 2m−3≠0  ⟹  m≠322m-3 \neq 0 \implies m \neq \frac{3}{2} Dans ce cas, nous pouvons diviser par (2m−3)(2m-3).

      x=m+12m−3x = \frac{m+1}{2m-3}

      L'ensemble des solutions est S={m+12m−3}S = \left\{ \frac{m+1}{2m-3} \right\}.

    • Cas 2: 2m−3=0  ⟹  m=322m-3 = 0 \implies m = \frac{3}{2} Substituons m=32m = \frac{3}{2} dans l'équation x(2m−3)=m+1x(2m-3) = m+1.

      x(2(32)−3)=32+1x\left(2\left(\frac{3}{2}\right)-3\right) = \frac{3}{2}+1 x(3−3)=52x(3-3) = \frac{5}{2} 0x=520x = \frac{5}{2}

      Cette équation n'a pas de solution, car 0≠520 \neq \frac{5}{2}. L'ensemble des solutions est S=∅S = \emptyset.

    2) a) sin⁡x=12\sin x = \frac{1}{2}

  4. Trouver la valeur principale.

    Nous savons que sin⁡(π6)=12\sin\left(\frac{\pi}{6}\right) = \frac{1}{2}.

  5. Écrire les solutions générales dans R\mathbb{R}.

    Les solutions de sin⁡x=sin⁡α\sin x = \sin \alpha sont x=α+2kπx = \alpha + 2k\pi ou x=π−α+2kπx = \pi - \alpha + 2k\pi, où k∈Zk \in \mathbb{Z}.
    Donc, pour sin⁡x=12\sin x = \frac{1}{2}:

    x=π6+2kπoux=π−π6+2kπx = \frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{ou} \quad x = \pi - \frac{\pi}{6} + 2k\pi x=π6+2kπoux=5π6+2kπx = \frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{ou} \quad x = \frac{5\pi}{6} + 2k\pi

    L'ensemble des solutions est {π6+2kπ∣k∈Z}∪{5π6+2kπ∣k∈Z}\boxed{\left\{ \frac{\pi}{6} + 2k\pi \mid k \in \mathbb{Z} \right\} \cup \left\{ \frac{5\pi}{6} + 2k\pi \mid k \in \mathbb{Z} \right\}}.

    2) b) cos⁡x=−12\cos x = -\frac{1}{2}

  6. Trouver la valeur principale.

    Nous savons que cos⁡(π3)=12\cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{1}{2}. Puisque le cosinus est négatif, l'angle est dans le deuxième ou troisième quadrant.
    cos⁡(π−π3)=cos⁡(2π3)=−12\cos\left(\pi - \frac{\pi}{3}\right) = \cos\left(\frac{2\pi}{3}\right) = -\frac{1}{2}.

  7. Écrire les solutions générales dans R\mathbb{R}.

    Les solutions de cos⁡x=cos⁡α\cos x = \cos \alpha sont x=α+2kπx = \alpha + 2k\pi ou x=−α+2kπx = -\alpha + 2k\pi, où k∈Zk \in \mathbb{Z}.
    Donc, pour cos⁡x=−12\cos x = -\frac{1}{2}:

    x=2π3+2kπoux=−2π3+2kπx = \frac{2\pi}{3} + 2k\pi \quad \text{ou} \quad x = -\frac{2\pi}{3} + 2k\pi

    L'ensemble des solutions est {2π3+2kπ∣k∈Z}∪{−2π3+2kπ∣k∈Z}\boxed{\left\{ \frac{2\pi}{3} + 2k\pi \mid k \in \mathbb{Z} \right\} \cup \left\{ -\frac{2\pi}{3} + 2k\pi \mid k \in \mathbb{Z} \right\}}.


    II) a) Résoudre dans R2\mathbb{R}^2 le système suivant.

    {x+2y=4(1)−x+4y=2(2)\begin{cases} x+2y=4 \quad (1) \\ -x+4y=2 \quad (2) \end{cases}
  8. Utiliser la méthode d'addition.

    Additionnons l'équation (1) et l'équation (2) pour éliminer xx.

    (x+2y)+(−x+4y)=4+2(x+2y) + (-x+4y) = 4+2 6y=66y = 6
  9. Résoudre pour yy.

    y=66y = \frac{6}{6} y=1y = 1
  10. Substituer la valeur de yy dans l'équation (1) pour trouver xx.

    x+2(1)=4x+2(1) = 4 x+2=4x+2 = 4 x=4−2x = 4-2 x=2x = 2

    L'ensemble des solutions est {(2,1)}\boxed{\{(2, 1)\}}.

    II) b) En déduire l'ensemble des solutions du système.

    {x2+2y2=4(3)−x2+4y2=2(4)\begin{cases} x^2+2y^2=4 \quad (3) \\ -x^2+4y^2=2 \quad (4) \end{cases}
  11. Faire un changement de variable.

    Soit X=x2X = x^2 et Y=y2Y = y^2. Le système devient:

    {X+2Y=4−X+4Y=2\begin{cases} X+2Y=4 \\ -X+4Y=2 \end{cases}

    Ce système est identique à celui de la partie a).

  12. Utiliser les résultats de la partie a).

    D'après la partie a), les solutions pour ce système sont X=2X=2 et Y=1Y=1.

  13. Revenir aux variables d'origine xx et yy.

    Nous avons X=x2=2X=x^2=2 et Y=y2=1Y=y^2=1.
    Pour x2=2x^2=2:

    x=2oux=−2x = \sqrt{2} \quad \text{ou} \quad x = -\sqrt{2}

    Pour y2=1y^2=1:

    y=1ouy=−1y = \sqrt{1} \quad \text{ou} \quad y = -\sqrt{1} y=1ouy=−1y = 1 \quad \text{ou} \quad y = -1
  14. Combiner les solutions pour former les paires $(x,y)$.

    Les solutions sont les combinaisons possibles de ces valeurs.
    L'ensemble des solutions est {(2,1),(2,−1),(−2,1),(−2,−1)}\boxed{\{(\sqrt{2}, 1), (\sqrt{2}, -1), (-\sqrt{2}, 1), (-\sqrt{2}, -1)\}}.


    III) 1) Dresser le tableau de signe de: 3x−123x-12 et −4x+12-4x+12.

  15. Trouver les racines de chaque expression.

    Pour 3x−123x-12:

    3x−12=0  ⟹  3x=12  ⟹  x=43x-12 = 0 \implies 3x = 12 \implies x = 4

    Pour −4x+12-4x+12:

    −4x+12=0  ⟹  −4x=−12  ⟹  x=3-4x+12 = 0 \implies -4x = -12 \implies x = 3
  16. Construire le tableau de signe avec les racines 3 et 4.

    xx−∞-\infty34+∞+\infty
    Signe de 3x−123x-12−-−-0++
    Signe de −4x+12-4x+12++0−-−-

    III) 2) Résoudre dans R\mathbb{R} l'équation: ∣3x−12∣+∣−4x+12∣=5|3x-12|+|-4x+12|=5.

  17. Simplifier les expressions avec valeur absolue.

    ∣3x−12∣=∣3(x−4)∣=3∣x−4∣|3x-12| = |3(x-4)| = 3|x-4|
    ∣−4x+12∣=∣−4(x−3)∣=4∣x−3∣|-4x+12| = |-4(x-3)| = 4|x-3|
    L'équation devient 3∣x−4∣+4∣x−3∣=53|x-4| + 4|x-3| = 5.

  18. Définir les intervalles basés sur les racines x=3x=3 et x=4x=4.

    • Cas 1: x<3x < 3 Dans cet intervalle, x−4<0x-4 < 0 et x−3<0x-3 < 0. Donc, ∣x−4∣=−(x−4)|x-4| = -(x-4) et ∣x−3∣=−(x−3)|x-3| = -(x-3). L'équation devient:

      3(−(x−4))+4(−(x−3))=53(-(x-4)) + 4(-(x-3)) = 5 −3x+12−4x+12=5-3x+12 -4x+12 = 5 −7x+24=5-7x+24 = 5 −7x=5−24-7x = 5-24 −7x=−19-7x = -19 x=197x = \frac{19}{7}

      Puisque 197≈2.71\frac{19}{7} \approx 2.71, cette solution est dans l'intervalle x<3x < 3. Donc x=197x=\frac{19}{7} est une solution.

    • Cas 2: 3≤x<43 \le x < 4 Dans cet intervalle, x−4<0x-4 < 0 et x−3≥0x-3 \ge 0. Donc, ∣x−4∣=−(x−4)|x-4| = -(x-4) et ∣x−3∣=x−3|x-3| = x-3. L'équation devient:

      3(−(x−4))+4(x−3)=53(-(x-4)) + 4(x-3) = 5 −3x+12+4x−12=5-3x+12 + 4x-12 = 5 x=5x = 5

      Cette solution x=5x=5 n'est pas dans l'intervalle 3≤x<43 \le x < 4. Donc, pas de solution dans cet intervalle.

    • Cas 3: x≥4x \ge 4 Dans cet intervalle, x−4≥0x-4 \ge 0 et x−3≥0x-3 \ge 0. Donc, ∣x−4∣=x−4|x-4| = x-4 et ∣x−3∣=x−3|x-3| = x-3. L'équation devient:

      3(x−4)+4(x−3)=53(x-4) + 4(x-3) = 5 3x−12+4x−12=53x-12 + 4x-12 = 5 7x−24=57x-24 = 5 7x=5+247x = 5+24 7x=297x = 29 x=297x = \frac{29}{7}

      Puisque 297≈4.14\frac{29}{7} \approx 4.14, cette solution est dans l'intervalle x≥4x \ge 4. Donc x=297x=\frac{29}{7} est une solution.

    L'ensemble des solutions est {197,297}\boxed{\left\{ \frac{19}{7}, \frac{29}{7} \right\}}.


    **IV) 1) Résoudre dans R\mathbb{R} l'équation: $x^2+5x-

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