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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 $

  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\} $
  2. 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 $
  3. 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 $
  4. 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 :

    Exemple tableau de signes d'un quotient
  5. 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[ $