Mathématiques • Seconde

Équations et inéquations
avec |x|

Infographie & Exercices
\( |x| = \begin{cases} x & \text{si } x \geq 0 \\ -x & \text{si } x < 0 \end{cases} \)
Définition de la valeur absolue
\( |x| = a \Leftrightarrow x = a \text{ ou } x = -a \quad (a > 0) \)
Équation avec valeur absolue
Inéquation |x| ≤ a
\( |x| \leq a \Leftrightarrow -a \leq x \leq a \)
Si a > 0
Inéquation |x| ≥ a
\( |x| \geq a \Leftrightarrow x \leq -a \text{ ou } x \geq a \)
Si a > 0
Équation |x| = |y|
\( |x| = |y| \Leftrightarrow x = y \text{ ou } x = -y \)
Propriété de symétrie
🎯
Propriété fondamentale : x ≥ 0 pour tout réel x. La valeur absolue est toujours positive.
🔢
Interprétation géométrique : x représente la distance de x à 0 sur la droite numérique.
📋
Méthode de résolution : Pour résoudre |A| = B, on distingue les cas selon le signe de B.
🔄
Principe de symétrie : |x| = a avec a > 0 a deux solutions : x = a et x = -a.
💡
Conseil : Toujours vérifier que le second membre est positif pour |x| = a
🔍
Attention : |x| = a n'a pas de solution si a < 0
Astuce : |x| ≤ a ⟺ -a ≤ x ≤ a (solution bornée)
🎯
Objectif : Maîtriser la résolution des équations et inéquations avec valeur absolue
Exercice 1
Résoudre |x| = 5
Exercice 2
Résoudre |x| = -3
Exercice 3
Résoudre |x - 2| = 4
Exercice 4
Résoudre |x| ≤ 3
Exercice 5
Résoudre |x| > 2
Exercice 6
Résoudre |2x + 1| = 7
Exercice 7
Résoudre |x + 3| ≤ 5
Exercice 8
Résoudre |x - 1| ≥ 4
Exercice 9
Résoudre |x - 3| = |2x + 1|
Exercice 10
Résoudre |3x - 2| ≤ 8
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Résoudre |x| = 5
Équation avec valeur absolue :

On utilise la propriété : |x| = a (a > 0) ⟺ x = a ou x = -a.

Méthode de résolution :
  1. Vérifier que le second membre est strictement positif
  2. Appliquer la propriété : |x| = a ⟺ x = a ou x = -a
  3. Écrire l'ensemble des solutions
  4. Effectuer une vérification
Étape 1 : Analyse de l'équation

On a |x| = 5

Le second membre est 5 > 0, donc la propriété s'applique

Étape 2 : Application de la propriété

|x| = 5 ⟺ x = 5 ou x = -5

Étape 3 : Vérification

Pour x = 5 : |5| = 5 ✓

Pour x = -5 : |-5| = 5 ✓

Étape 4 : Conclusion

Les deux solutions vérifient l'équation

Réponse finale :

S = {-5, 5}

Règles appliquées :

Propriété fondamentale : |x| = a (a > 0) ⟺ x = a ou x = -a

Interprétation géométrique : |x| = 5 signifie que x est à distance 5 de 0

Symétrie : Les solutions sont symétriques par rapport à 0

2 Résoudre |x| = -3
Propriété fondamentale de la valeur absolue :

Pour tout nombre réel x, |x| ≥ 0. La valeur absolue est toujours positive ou nulle.

Méthode d'analyse :
  1. Observer le second membre de l'équation
  2. Comparer avec la propriété fondamentale |x| ≥ 0
  3. Conclure sur l'existence de solutions
Étape 1 : Analyse de l'équation

On a |x| = -3

Le second membre est -3 < 0

Étape 2 : Application de la propriété fondamentale

Pour tout réel x, |x| ≥ 0

Donc |x| ne peut pas être égal à -3

Étape 3 : Conclusion

Il n'existe aucun réel x tel que |x| = -3

Étape 4 : Justification

Une distance ne peut pas être négative

Donc |x| = -3 n'a pas de solution

Réponse finale :

S = ∅ (ensemble vide)

Règles appliquées :

Propriété fondamentale : |x| ≥ 0 pour tout x réel

Conséquence : |x| = a n'a pas de solution si a < 0

Logique : Une distance ne peut pas être négative

3 Résoudre |x - 2| = 4
Équation avec expression :

On utilise la propriété : |A| = B (B > 0) ⟺ A = B ou A = -B.

Méthode de substitution :
  1. Poser une variable intermédiaire X = x - 2
  2. Résoudre |X| = 4
  3. Revenir à x en remplaçant X par x - 2
  4. Vérifier les solutions
Étape 1 : Poser X = x - 2

L'équation devient |X| = 4

Comme 4 > 0, la propriété s'applique

Étape 2 : Résoudre |X| = 4

|X| = 4 ⟺ X = 4 ou X = -4

Étape 3 : Revenir à x

Soit x - 2 = 4, donc x = 4 + 2 = 6

Soit x - 2 = -4, donc x = -4 + 2 = -2

Étape 4 : Vérification

Pour x = 6 : |6 - 2| = |4| = 4 ✓

Pour x = -2 : |-2 - 2| = |-4| = 4 ✓

Étape 5 : Conclusion

Les deux solutions vérifient l'équation

Réponse finale :

S = {-2, 6}

Règles appliquées :

Propriété générale : |A| = B (B > 0) ⟺ A = B ou A = -B

Substitution : Poser une variable intermédiaire pour simplifier

Vérification : Toujours contrôler les solutions trouvées

4 Résoudre |x| ≤ 3
Inéquation avec valeur absolue :

On utilise la propriété : |x| ≤ a (a > 0) ⟺ -a ≤ x ≤ a.

Méthode de résolution :
  1. Identifier la forme de l'inéquation
  2. Appliquer la propriété appropriée
  3. Exprimer la solution sous forme d'intervalle
  4. Effectuer une vérification
Étape 1 : Identifier la forme

On a |x| ≤ 3

C'est une inéquation de la forme |x| ≤ a avec a = 3 > 0

Étape 2 : Application de la propriété

|x| ≤ 3 ⟺ -3 ≤ x ≤ 3

Étape 3 : Interprétation géométrique

Cela signifie que x est à une distance inférieure ou égale à 3 de 0

Sur la droite numérique, cela correspond à l'intervalle [-3, 3]

Étape 4 : Vérification

Pour x = -3 : |-3| = 3 ≤ 3 ✓

Pour x = 0 : |0| = 0 ≤ 3 ✓

Pour x = 3 : |3| = 3 ≤ 3 ✓

Pour x = 4 : |4| = 4 > 3 ✗ (donc 4 ∉ S)

Réponse finale :

S = [-3, 3] ou x ∈ [-3, 3]

Règles appliquées :

Propriété générale : |x| ≤ a (a > 0) ⟺ -a ≤ x ≤ a

Interprétation géométrique : |x| ≤ a signifie que x est dans l'intervalle [-a, a]

Distance : |x| ≤ a signifie que la distance de x à 0 est ≤ a

5 Résoudre |x| > 2
Inéquation avec valeur absolue :

On utilise la propriété : |x| > a (a > 0) ⟺ x < -a ou x > a.

Méthode de résolution :
  1. Identifier la forme de l'inéquation
  2. Appliquer la propriété appropriée
  3. Exprimer la solution sous forme d'union d'intervalles
  4. Effectuer une vérification
Étape 1 : Identifier la forme

On a |x| > 2

C'est une inéquation de la forme |x| > a avec a = 2 > 0

Étape 2 : Application de la propriété

|x| > 2 ⟺ x < -2 ou x > 2

Étape 3 : Interprétation géométrique

Cela signifie que x est à une distance strictement supérieure à 2 de 0

Sur la droite numérique, cela correspond à ]-∞, -2[ ∪ ]2, +∞[

Étape 4 : Vérification

Pour x = -3 : |-3| = 3 > 2 ✓

Pour x = -2 : |-2| = 2 ≯ 2 ✗ (donc -2 ∉ S)

Pour x = 0 : |0| = 0 ≯ 2 ✗ (donc 0 ∉ S)

Pour x = 3 : |3| = 3 > 2 ✓

Réponse finale :

S = ]-∞, -2[ ∪ ]2, +∞[ ou x ∈ ]-∞, -2[ ∪ ]2, +∞[

Règles appliquées :

Propriété générale : |x| > a (a > 0) ⟺ x < -a ou x > a

Interprétation géométrique : |x| > a signifie que x est à l'extérieur de [-a, a]

Distance : |x| > a signifie que la distance de x à 0 est > a

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Résoudre |2x + 1| = 7
Équation linéaire avec valeur absolue :

On utilise la propriété : |A| = B (B > 0) ⟺ A = B ou A = -B.

Étape 1 : Identification des éléments

On a |2x + 1| = 7

Ici A = 2x + 1 et B = 7

Comme 7 > 0, la propriété s'applique

Étape 2 : Application de la propriété

|2x + 1| = 7 ⟺ 2x + 1 = 7 ou 2x + 1 = -7

Étape 3 : Résolution de la première équation

2x + 1 = 7

2x = 7 - 1 = 6

x = 6/2 = 3

Étape 4 : Résolution de la deuxième équation

2x + 1 = -7

2x = -7 - 1 = -8

x = -8/2 = -4

Étape 5 : Vérification

Pour x = 3 : |2×3 + 1| = |6 + 1| = |7| = 7 ✓

Pour x = -4 : |2×(-4) + 1| = |-8 + 1| = |-7| = 7 ✓

Réponse finale :

S = {-4, 3}

Règles appliquées :

Propriété générale : |A| = B (B > 0) ⟺ A = B ou A = -B

Méthodologie : Isoler l'expression dans la valeur absolue

Vérification : Contrôler chaque solution dans l'équation originale

7 Résoudre |x + 3| ≤ 5
Inéquation avec valeur absolue :

On utilise la propriété : |A| ≤ B (B > 0) ⟺ -B ≤ A ≤ B.

Étape 1 : Application de la propriété

|x + 3| ≤ 5 ⟺ -5 ≤ x + 3 ≤ 5

Étape 2 : Soustraire 3 à chaque membre

-5 - 3 ≤ x + 3 - 3 ≤ 5 - 3

-8 ≤ x ≤ 2

Étape 3 : Interprétation géométrique

Cela signifie que x + 3 est dans l'intervalle [-5, 5]

Donc x est dans l'intervalle [-8, 2]

Étape 4 : Vérification

Pour x = -8 : |-8 + 3| = |-5| = 5 ≤ 5 ✓

Pour x = 0 : |0 + 3| = |3| = 3 ≤ 5 ✓

Pour x = 2 : |2 + 3| = |5| = 5 ≤ 5 ✓

Pour x = 3 : |3 + 3| = |6| = 6 > 5 ✗ (donc 3 ∉ S)

Réponse finale :

S = [-8, 2] ou x ∈ [-8, 2]

Règles appliquées :

Propriété générale : |A| ≤ B (B > 0) ⟺ -B ≤ A ≤ B

Manipulation algébrique : Soustraire le même nombre à chaque membre

Interprétation : |x + 3| ≤ 5 signifie que x est à distance ≤ 5 de -3

8 Résoudre |x - 1| ≥ 4
Inéquation avec valeur absolue :

On utilise la propriété : |A| ≥ B (B > 0) ⟺ A ≤ -B ou A ≥ B.

Étape 1 : Application de la propriété

|x - 1| ≥ 4 ⟺ x - 1 ≤ -4 ou x - 1 ≥ 4

Étape 2 : Résolution de la première inéquation

x - 1 ≤ -4

x ≤ -4 + 1 = -3

Étape 3 : Résolution de la deuxième inéquation

x - 1 ≥ 4

x ≥ 4 + 1 = 5

Étape 4 : Union des solutions

x ≤ -3 ou x ≥ 5

Cela correspond à x ∈ ]-∞, -3] ∪ [5, +∞[

Étape 5 : Vérification

Pour x = -4 : |-4 - 1| = |-5| = 5 ≥ 4 ✓

Pour x = -3 : |-3 - 1| = |-4| = 4 ≥ 4 ✓

Pour x = 0 : |0 - 1| = |-1| = 1 ≱ 4 ✗ (donc 0 ∉ S)

Pour x = 5 : |5 - 1| = |4| = 4 ≥ 4 ✓

Réponse finale :

S = ]-∞, -3] ∪ [5, +∞[ ou x ∈ ]-∞, -3] ∪ [5, +∞[

Règles appliquées :

Propriété générale : |A| ≥ B (B > 0) ⟺ A ≤ -B ou A ≥ B

Union d'intervalles : Les solutions sont à l'extérieur de [-B, B]

Interprétation : |x - 1| ≥ 4 signifie que x est à distance ≥ 4 de 1

9 Résoudre |x - 3| = |2x + 1|
Équation avec deux valeurs absolues :

On utilise la propriété : |A| = |B| ⟺ A = B ou A = -B.

Étape 1 : Application de la propriété

|x - 3| = |2x + 1| ⟺ x - 3 = 2x + 1 ou x - 3 = -(2x + 1)

Étape 2 : Résolution de la première équation

x - 3 = 2x + 1

x - 2x = 1 + 3

-x = 4

x = -4

Étape 3 : Résolution de la deuxième équation

x - 3 = -(2x + 1)

x - 3 = -2x - 1

x + 2x = -1 + 3

3x = 2

x = 2/3

Étape 4 : Vérification de la première solution

Pour x = -4 :

|x - 3| = |-4 - 3| = |-7| = 7

|2x + 1| = |2×(-4) + 1| = |-8 + 1| = |-7| = 7

Donc |x - 3| = |2x + 1| ✓

Étape 5 : Vérification de la deuxième solution

Pour x = 2/3 :

|x - 3| = |2/3 - 3| = |2/3 - 9/3| = |-7/3| = 7/3

|2x + 1| = |2×(2/3) + 1| = |4/3 + 1| = |4/3 + 3/3| = |7/3| = 7/3

Donc |x - 3| = |2x + 1| ✓

Réponse finale :

S = {-4, 2/3}

Règles appliquées :

Propriété générale : |A| = |B| ⟺ A = B ou A = -B

Méthodologie : Résoudre les deux équations séparément

Vérification : Toujours contrôler les solutions trouvées

10 Résoudre |3x - 2| ≤ 8
Inéquation linéaire avec valeur absolue :

On utilise la propriété : |A| ≤ B (B > 0) ⟺ -B ≤ A ≤ B.

Étape 1 : Application de la propriété

|3x - 2| ≤ 8 ⟺ -8 ≤ 3x - 2 ≤ 8

Étape 2 : Ajouter 2 à chaque membre

-8 + 2 ≤ 3x - 2 + 2 ≤ 8 + 2

-6 ≤ 3x ≤ 10

Étape 3 : Diviser par 3 chaque membre

-6/3 ≤ 3x/3 ≤ 10/3

-2 ≤ x ≤ 10/3

Étape 4 : Interprétation géométrique

Cela signifie que 3x - 2 est dans l'intervalle [-8, 8]

Donc x est dans l'intervalle [-2, 10/3]

Étape 5 : Vérification

Pour x = -2 : |3×(-2) - 2| = |-6 - 2| = |-8| = 8 ≤ 8 ✓

Pour x = 0 : |3×0 - 2| = |-2| = 2 ≤ 8 ✓

Pour x = 10/3 : |3×(10/3) - 2| = |10 - 2| = |8| = 8 ≤ 8 ✓

Pour x = 4 : |3×4 - 2| = |12 - 2| = |10| = 10 > 8 ✗ (donc 4 ∉ S)

Réponse finale :

S = [-2, 10/3] ou x ∈ [-2, 10/3]

Règles appliquées :

Propriété générale : |A| ≤ B (B > 0) ⟺ -B ≤ A ≤ B

Manipulation algébrique : Ajouter/soustraire/multiplier/diviser chaque membre

Ordre des opérations : Respecter les règles de priorité et de manipulation des inégalités

Équations et inéquations avec |x| Valeur absolue