Inéquation avec quotients
Méthode
- on recherche les valeurs de $ x $ pour lesquelles l'inéquation à un sens; c'est à dire qu'on élimine la ou les valeurs de $ x $ qui annulent le ou les dénominateurs.
- on "passe tous les termes" dans le membre de gauche (il doit rester "0" dans le membre de droite)
- on réduit le membre de gauche au même dénominateur
- on factorise le numérateur et le dénominateur pour obtenir des facteurs du premier degré
- on trace le tableau de signe (voir la fiche : Dresser un tableau de signes)
- on regarde les signes correspondant à l'inégalité demandée.
Bien sûr, il arrive parfois que certaines de ces étapes ne soient pas nécessaires (notamment si l'inéquation est déjà de la forme souhaitée)
Exemple
Résoudre l'inéquation : $ \dfrac{2}{x - 2} \leqslant x - 1 $
- On recherche les valeurs de $ x $ pour lesquelles l'inéquation à un sens
Ici $ x - 1 $ est toujours défini et $ \dfrac{2}{x - 2} $ est défini si $ x - 2\neq 0 $ c'est à dire si $ x\neq 2 $.
L'inéquation a donc un sens uniquement sur $ \mathbb{R}\backslash\left\{2\right\} $ - On "passe tous les termes" dans le membre de gauche $ \dfrac{2}{x - 2} \leqslant x - 1 \Leftrightarrow \dfrac{2}{x - 2} - \left(x - 1\right) \leqslant 0 $
- On réduit le membre de gauche au même dénominateur
Le dénominateur commun est $ x - 2 $ :
$ \dfrac{2}{x - 2} - \left(x - 1\right) \leqslant 0 \Leftrightarrow \dfrac{2}{x - 2} - \dfrac{\left(x - 1\right)\left(x - 2\right)}{x - 2} \leqslant 0 $
$ \Leftrightarrow \dfrac{2 - \left(x - 1\right)\left(x - 2\right)}{x - 2} \leqslant 0 $
$ \Leftrightarrow \dfrac{ - x^{2}+3x}{x - 2} \leqslant 0 $ On factorise le numérateur et le dénominateur
Le dénominateur est du premier degré ; on peut mettre $ x $ en facteur au numérateur :
$ \dfrac{ - x^{2}+3x}{x - 2} \leqslant 0 \Leftrightarrow \dfrac{x\left( - x+3\right)}{x - 2} \leqslant 0 $
$ x $ s'annule pour $ x=0 $ et son coefficient directeur 1 est positif
$ - x+3 $ s'annule pour $ x=3 $ et son coefficient directeur -1 est négatif
$ x - 2 $ s'annule pour $ x=2 $ et son coefficient directeur 1 est positif
On obtient le tableau de signes suivant :
- On regarde les signes correspondant à l'inégalité demandée
Ici, on veut que $ \dfrac{x\left( - x+3\right)}{x - 2} $ soit négatif ou nul. D'après le tableau de signes, ceci est réalisé lorsque $ x\in \left[0;2\right[ \cup \left[3;+\infty \right[ $