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Ch. 02 Mathématiques · 1ère Commerciale (PG1/PH1)

Équations et inéquations du premier degré dans R

Objectif Général 1 — Algèbre. Résolution d'équations et d'inéquations du premier degré, et mise en équation de problèmes concrets, notamment commerciaux.

1. Résoudre une équation du premier degré

Définition

Une équation du premier degré à une inconnue x est une équation qui, après réduction, peut s'écrire sous la forme ax + b = 0, avec a ≠ 0.

Méthode

On isole x en appliquant les mêmes opérations aux deux membres de l'équation :

ax + b = 0 ⟺ ax = −b ⟺ x = −b/a

L'équation admet alors une unique solution : x = −b/a.

Exemple résolu

Résoudre 3x + 5 = 2x − 7 :

3x + 5 = 2x − 7 ⟺ 3x − 2x = −7 − 5 ⟺ x = −12

Vérification : 3×(−12)+5 = −31 et 2×(−12)−7 = −31. Les deux membres sont égaux : x = −12 est bien solution.

2. Équations se ramenant au premier degré

Méthode

• En présence de parenthèses, on développe d'abord chaque membre.

• En présence de fractions, on multiplie les deux membres par le plus petit dénominateur commun pour les faire disparaître.

Exemples résolus

Avec parenthèses : 3(x − 2) + 4 = 2(x + 1)

3x − 6 + 4 = 2x + 2 ⟺ 3x − 2 = 2x + 2 ⟺ x = 4

Avec fractions : (x + 1)/2 − (x − 3)/3 = 1. On multiplie tout par 6 :

3(x + 1) − 2(x − 3) = 6 ⟺ 3x + 3 − 2x + 6 = 6 ⟺ x + 9 = 6 ⟺ x = −3

3. Résoudre une inéquation du premier degré

Définition

Une inéquation du premier degré s'écrit, après réduction, sous l'une des formes ax + b > 0, ax + b ≥ 0, ax + b < 0 ou ax + b ≤ 0. Sa solution est en général un intervalle.

Règle fondamentale — attention au signe !

On résout une inéquation comme une équation (additionner, soustraire, multiplier, diviser les deux membres par un même nombre), à une exception près :

Si l'on multiplie ou divise les deux membres par un nombre négatif, le sens de l'inégalité est inversé.

Exemples résolus

Résoudre 2x − 3 < 5x + 9 :

2x − 5x < 9 + 3 ⟺ −3x < 12 ⟺ x > −4 (division par −3 : on inverse le sens)

Solution : S = ]−4 ; +∞[.

Résoudre −2x + 5 ≥ 1 :

−2x ≥ −4 ⟺ x ≤ 2 (division par −2 : on inverse le sens)

Solution : S = ]−∞ ; 2].

4. Mise en équation : problèmes concrets

Méthode

Pour résoudre un problème concret : on choisit l'inconnue, on traduit l'énoncé par une équation ou une inéquation, on résout, puis on interprète le résultat dans le contexte (en vérifiant sa cohérence).

Exemple résolu — contexte commercial

Une entreprise produit x objets. Le coût de production est C(x) = 5x + 2000 (en F CFA) et chaque objet est vendu 15 F, donc la recette est R(x) = 15x.

Seuil de rentabilité (le bénéfice est nul quand recette = coût) :

15x = 5x + 2000 ⟺ 10x = 2000 ⟺ x = 200

Le bénéfice est B(x) = R(x) − C(x) = 10x − 2000. L'entreprise est bénéficiaire (B(x) > 0) dès que x > 200 objets vendus.

🧠 À retenir absolument

  • ax + b = 0 (a≠0) admet une unique solution : x = −b/a
  • Avec parenthèses : développer d'abord ; avec fractions : multiplier par le dénominateur commun
  • Inéquation : on garde le sens sauf si l'on multiplie/divise par un nombre négatif → il s'inverse
  • La solution d'une inéquation du premier degré s'exprime sous forme d'intervalle
  • Mise en équation : choisir l'inconnue, traduire, résoudre, interpréter dans le contexte
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Résoudre des équations simples

● Facile

Résoudre dans R les équations suivantes :

  1. 5x − 3 = 2x + 9
  2. −3x + 7 = 1
  3. 4(x + 2) = 3x − 1
✅ Correction
  1. 5x − 3 = 2x + 9 ⟺ 3x = 12 ⟺ x = 4
  2. −3x + 7 = 1 ⟺ −3x = −6 ⟺ x = 2
  3. 4(x + 2) = 3x − 1 ⟺ 4x + 8 = 3x − 1 ⟺ x = −9 (vérif : 4×(−7)=−28 et 3×(−9)−1=−28)
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Équations avec fractions

● Moyen

Résoudre dans R les équations suivantes :

  1. (2x − 1)/3 = (x + 4)/2
  2. x/4 − 1 = x/6 + 1
✅ Correction
  1. En multipliant en croix : 2(2x − 1) = 3(x + 4) ⟺ 4x − 2 = 3x + 12 ⟺ x = 14 (vérif : (27)/3=9 et (18)/2=9)
  2. On multiplie tout par 12 : 3x − 12 = 2x + 12 ⟺ x = 24 (vérif : 24/4−1=5 et 24/6+1=5)
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Résoudre des inéquations

● Moyen

Résoudre dans R les inéquations suivantes et donner la solution sous forme d'intervalle :

  1. 3x − 7 ≤ 5x + 1
  2. −5x + 2 > 3x − 14
✅ Correction
  1. 3x − 7 ≤ 5x + 1 ⟺ −2x ≤ 8 ⟺ x ≥ −4 (division par −2 : sens inversé). S = [−4 ; +∞[
  2. −5x + 2 > 3x − 14 ⟺ −8x > −16 ⟺ x < 2 (division par −8 : sens inversé). S = ]−∞ ; 2[
4

Équation avec valeur absolue

● Moyen

Résoudre dans R l'équation |2x − 3| = 7 (on rappelle que |A| = k, avec k > 0, équivaut à A = k ou A = −k).

✅ Correction

|2x − 3| = 7 équivaut à 2x − 3 = 7 ou 2x − 3 = −7.

1er cas : 2x − 3 = 7 ⟺ 2x = 10 ⟺ x = 5.

2ème cas : 2x − 3 = −7 ⟺ 2x = −4 ⟺ x = −2.

Vérification : |2×5−3| = |7| = 7 ✓ et |2×(−2)−3| = |−7| = 7 ✓. Ensemble solution : S = {−2 ; 5}.

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Problème de synthèse : seuil de rentabilité

● Difficile

Une entreprise fabrique des paniers artisanaux. Le coût de production de x paniers est C(x) = 8x + 3000 (en F CFA). Chaque panier est vendu 20 F.

  1. Exprimer la recette R(x) et le bénéfice B(x) en fonction de x.
  2. Déterminer le seuil de rentabilité, c'est-à-dire le nombre de paniers pour lequel B(x) = 0.
  3. Pour quelles valeurs de x l'entreprise réalise-t-elle un bénéfice strictement positif ?
  4. Calculer le bénéfice réalisé pour la vente de 400 paniers.
✅ Correction
  1. R(x) = 20x. B(x) = R(x) − C(x) = 20x − (8x + 3000) = 12x − 3000.
  2. B(x) = 0 ⟺ 12x − 3000 = 0 ⟺ 12x = 3000 ⟺ x = 250 paniers.
  3. B(x) > 0 ⟺ 12x − 3000 > 0 ⟺ 12x > 3000 ⟺ x > 250. L'entreprise est bénéficiaire à partir de 251 paniers vendus.
  4. B(400) = 12×400 − 3000 = 4800 − 3000 = 1800 F CFA de bénéfice.

QCM — Auto-évaluation

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Question 1 / 10

Résoudre 3x − 5 = 10 :

Question 2 / 10

Résoudre −2x + 8 = 0 :

Question 3 / 10

Résoudre 2(x − 1) = 3x + 4 :

Question 4 / 10

Résoudre l'inéquation x + 3 > 7 :

Question 5 / 10

Résoudre l'inéquation −3x ≥ 12 :

Question 6 / 10

L'ensemble solution de l'inéquation 5x − 2 < 5x + 3 est :

Question 7 / 10

Résoudre |x + 1| = 4 :

Question 8 / 10

Une équation du premier degré ax + b = 0 (avec a ≠ 0) admet :

Question 9 / 10

Si a < 0, l'inégalité ax > b est équivalente à :

Question 10 / 10

Une entreprise a un coût C(x) = 6x + 500 et une recette R(x) = 10x. Le seuil de rentabilité (en unités x) est atteint pour :