Mathématiques • Seconde

Interprétation géométrique
de la valeur absolue (distance)

Infographie & Exercices
\( |x| = \text{distance de } x \text{ à } 0 \)
Interprétation géométrique de |x|
\( |a - b| = \text{distance entre } a \text{ et } b \)
Distance entre deux points
Distance à zéro
\( |x| \)
Distance de x à l'origine sur la droite numérique
Distance entre deux points
\( |a - b| \)
Distance entre les points a et b
Symétrie
\( |a - b| = |b - a| \)
La distance est symétrique
🎯
Interprétation : La valeur absolue x représente la distance de x à 0 sur la droite numérique.
🔢
Distance entre deux points : La distance entre a et b est a - b = b - a.
📋
Applications : Résolution d'équations/inéquations, représentation graphique, problème de proximité.
🔄
Symétrie : La distance entre a et b est la même que celle entre b et a.
💡
Conseil : |x - a| = r signifie que x est à distance r du point a
🔍
Attention : |x| ≤ r signifie que x est dans l'intervalle [-r, r]
Astuce : |x - a| ≤ r ⟺ a - r ≤ x ≤ a + r
🎯
Objectif : Utiliser la notion de distance pour résoudre des problèmes
Exercice 1
Interpréter |x| = 3 géométriquement
Exercice 2
Interpréter |x - 2| = 5 géométriquement
Exercice 3
Interpréter |x + 1| = 4 géométriquement
Exercice 4
Interpréter |x| ≤ 2 géométriquement
Exercice 5
Interpréter |x - 3| ≤ 1 géométriquement
Exercice 6
Trouver la distance entre -4 et 7
Exercice 7
Résoudre |x - 1| = |x - 5|
Exercice 8
Interpréter |x - a| > r géométriquement
Exercice 9
Trouver tous les x tels que |x - 2| = |x + 4|
Exercice 10
Résoudre |x - 3| ≤ |x + 1|
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Interpréter |x| = 3 géométriquement
Interprétation géométrique :

La valeur absolue x représente la distance de x à 0 sur la droite numérique.

Méthode d'interprétation géométrique :
  1. Identifier ce que représente l'expression dans l'équation
  2. Traduire en terme de distance sur la droite numérique
  3. Représenter visuellement si possible
  4. Donner l'interprétation finale
Étape 1 : Analyse de l'équation

On a |x| = 3

Cela signifie que la distance de x à 0 est égale à 3

Étape 2 : Représentation sur la droite numérique
-3
0
3

Sur la droite numérique, il y a deux points situés à distance 3 de l'origine : -3 et 3

Étape 3 : Interprétation géométrique

L'équation |x| = 3 signifie : "x est un point situé à distance 3 de l'origine"

Étape 4 : Vérification

Pour x = 3 : |3| = 3 ✓

Pour x = -3 : |-3| = 3 ✓

Réponse finale :

Géométriquement, |x| = 3 signifie que x est situé à distance 3 de l'origine 0.

Sur la droite numérique, x = -3 ou x = 3.

Règles appliquées :

Interprétation géométrique : |x| est la distance de x à 0

Symétrie : Les points situés à distance r de 0 sont -r et r

Équivalence : |x| = r ⟺ x = -r ou x = r

2 Interpréter |x - 2| = 5 géométriquement
Distance entre deux points :

La valeur absolue a - b représente la distance entre les points a et b sur la droite numérique.

Méthode d'interprétation :
  1. Identifier les points concernés dans l'expression
  2. Traduire |x - a| comme la distance entre x et a
  3. Interpréter l'équation en terme de distance
Étape 1 : Analyse de l'expression

On a |x - 2|

Cela représente la distance entre x et 2 sur la droite numérique

Étape 2 : Interprétation de l'équation

|x - 2| = 5 signifie que la distance entre x et 2 est égale à 5

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
-3
2
7

Sur la droite numérique, les points situés à distance 5 du point 2 sont : 2 - 5 = -3 et 2 + 5 = 7

Étape 4 : Vérification

Pour x = -3 : |-3 - 2| = |-5| = 5 ✓

Pour x = 7 : |7 - 2| = |5| = 5 ✓

Réponse finale :

Géométriquement, |x - 2| = 5 signifie que x est situé à distance 5 du point 2.

Sur la droite numérique, x = -3 ou x = 7.

Règles appliquées :

Distance entre deux points : |x - a| est la distance entre x et a

Points à distance fixe : Les points situés à distance r de a sont a - r et a + r

Équivalence : |x - a| = r ⟺ x = a - r ou x = a + r

3 Interpréter |x + 1| = 4 géométriquement
Expression équivalente :

On peut réécrire |x + 1| = |x - (-1)|, ce qui représente la distance entre x et -1.

Méthode de transformation :
  1. Réécrire l'expression pour faire apparaître une différence
  2. Identifier le point de référence
  3. Interpréter en terme de distance
Étape 1 : Réécriture de l'expression

|x + 1| = |x - (-1)|

Cela représente la distance entre x et -1

Étape 2 : Interprétation de l'équation

|x + 1| = 4 ⟺ |x - (-1)| = 4

Cela signifie que la distance entre x et -1 est égale à 4

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
-5
-1
3

Les points situés à distance 4 du point -1 sont : -1 - 4 = -5 et -1 + 4 = 3

Étape 4 : Vérification

Pour x = -5 : |-5 + 1| = |-4| = 4 ✓

Pour x = 3 : |3 + 1| = |4| = 4 ✓

Réponse finale :

Géométriquement, |x + 1| = 4 signifie que x est situé à distance 4 du point -1.

Sur la droite numérique, x = -5 ou x = 3.

Règles appliquées :

Réécriture : |x + a| = |x - (-a)|

Distance : |x - a| est la distance entre x et a

Points à distance fixe : Les points situés à distance r de a sont a - r et a + r

4 Interpréter |x| ≤ 2 géométriquement
Interprétation d'une inéquation :

L'inéquation |x| ≤ r signifie que x est à une distance inférieure ou égale à r de l'origine 0.

Méthode d'interprétation :
  1. Identifier la distance concernée
  2. Traduire l'inéquation en terme de distance
  3. Représenter l'ensemble des solutions
Étape 1 : Analyse de l'inéquation

On a |x| ≤ 2

Cela signifie que la distance de x à 0 est inférieure ou égale à 2

Étape 2 : Interprétation géométrique

Cela signifie que x est dans la "bande" de largeur 2r centrée en 0

Plus précisément, x est dans l'intervalle [-2, 2]

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
-2
0
2

Sur la droite numérique, tous les points entre -2 et 2 (inclus) sont à distance ≤ 2 de l'origine

Étape 4 : Vérification

Pour x = -2 : |-2| = 2 ≤ 2 ✓

Pour x = 0 : |0| = 0 ≤ 2 ✓

Pour x = 2 : |2| = 2 ≤ 2 ✓

Pour x = 3 : |3| = 3 > 2 ✗

Réponse finale :

Géométriquement, |x| ≤ 2 signifie que x est à distance inférieure ou égale à 2 de l'origine 0.

Sur la droite numérique, x ∈ [-2, 2].

Règles appliquées :

Interprétation géométrique : |x| ≤ r signifie que x est dans [-r, r]

Distance : x est à distance ≤ r de 0

Équivalence : |x| ≤ r ⟺ x ∈ [-r, r]

5 Interpréter |x - 3| ≤ 1 géométriquement
Inéquation avec translation :

L'inéquation |x - a| ≤ r signifie que x est à une distance inférieure ou égale à r du point a.

Méthode d'interprétation :
  1. Identifier le point de référence a et la distance r
  2. Traduire en terme de distance
  3. Déterminer l'intervalle correspondant
Étape 1 : Analyse de l'inéquation

On a |x - 3| ≤ 1

Cela signifie que la distance entre x et 3 est inférieure ou égale à 1

Étape 2 : Interprétation géométrique

Cela signifie que x est dans la "bande" de largeur 2r centrée en 3

Plus précisément, x est dans l'intervalle [3 - 1, 3 + 1] = [2, 4]

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
2
3
4

Sur la droite numérique, tous les points entre 2 et 4 (inclus) sont à distance ≤ 1 du point 3

Étape 4 : Vérification

Pour x = 2 : |2 - 3| = |-1| = 1 ≤ 1 ✓

Pour x = 3 : |3 - 3| = |0| = 0 ≤ 1 ✓

Pour x = 4 : |4 - 3| = |1| = 1 ≤ 1 ✓

Pour x = 5 : |5 - 3| = |2| = 2 > 1 ✗

Réponse finale :

Géométriquement, |x - 3| ≤ 1 signifie que x est à distance inférieure ou égale à 1 du point 3.

Sur la droite numérique, x ∈ [2, 4].

Règles appliquées :

Interprétation géométrique : |x - a| ≤ r signifie que x est dans [a - r, a + r]

Distance : x est à distance ≤ r de a

Équivalence : |x - a| ≤ r ⟺ x ∈ [a - r, a + r]

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Trouver la distance entre -4 et 7
Distance entre deux points :

La distance entre deux points a et b sur la droite numérique est a - b ou b - a.

Étape 1 : Identification des points

Les deux points sont a = -4 et b = 7

Étape 2 : Application de la formule

Distance = |a - b| = |-4 - 7| = |-11| = 11

Ou alternativement : |b - a| = |7 - (-4)| = |7 + 4| = |11| = 11

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
-4
7

La distance entre -4 et 7 est de 11 unités

Étape 4 : Vérification

Sur la droite numérique, pour aller de -4 à 7, on parcourt : 7 - (-4) = 11 unités

Réponse finale :

La distance entre -4 et 7 est 11.

Règles appliquées :

Distance entre deux points : |a - b| = |b - a|

Symétrie : La distance est indépendante de l'ordre des points

Calcul : |a - b| donne toujours une valeur positive

7 Résoudre |x - 1| = |x - 5|
Équation de distances égales :

L'équation |x - a| = |x - b| signifie que x est à égale distance des points a et b.

Étape 1 : Interprétation géométrique

L'équation |x - 1| = |x - 5| signifie que x est à égale distance des points 1 et 5

Étape 2 : Représentation sur la droite numérique
1
3
5

Le point équidistant de 1 et 5 est le milieu du segment [1, 5]

Étape 3 : Calcul du milieu

Le milieu de [1, 5] est (1 + 5)/2 = 6/2 = 3

Étape 4 : Vérification algébrique

Pour x = 3 : |3 - 1| = |2| = 2 et |3 - 5| = |-2| = 2

Donc |3 - 1| = |3 - 5| ✓

Étape 5 : Vérification géométrique

Distance de 3 à 1 : |3 - 1| = 2

Distance de 3 à 5 : |3 - 5| = 2

Les distances sont égales ✓

Réponse finale :

Géométriquement, |x - 1| = |x - 5| signifie que x est équidistant de 1 et 5.

La solution est x = 3 (le milieu de [1, 5]).

Règles appliquées :

Équidistance : |x - a| = |x - b| ⟺ x est équidistant de a et b

Milieu : Le point équidistant de a et b est (a + b)/2

Généralisation : Cela correspond à la médiatrice dans le plan

8 Interpréter |x - a| > r géométriquement
Inéquation stricte avec distance :

L'inéquation |x - a| > r signifie que x est à une distance strictement supérieure à r du point a.

Étape 1 : Analyse de l'inéquation

On a |x - a| > r

Cela signifie que la distance entre x et a est strictement supérieure à r

Étape 2 : Interprétation géométrique

Cela signifie que x est à l'extérieur de l'intervalle [a - r, a + r]

Plus précisément, x < a - r ou x > a + r

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
a-r
a
a+r

Sur la droite numérique, x est dans ]-∞, a - r[ ∪ ]a + r, +∞[

Étape 4 : Exemple concret

Si a = 2 et r = 3, alors |x - 2| > 3 signifie x ∈ ]-∞, -1[ ∪ ]5, +∞[

Étape 5 : Vérification

Pour x = -2 (dans ]-∞, -1[) : |-2 - 2| = |-4| = 4 > 3 ✓

Pour x = 6 (dans ]5, +∞[) : |6 - 2| = |4| = 4 > 3 ✓

Pour x = 0 (dans [-1, 5]) : |0 - 2| = |-2| = 2 ≯ 3 ✗

Réponse finale :

Géométriquement, |x - a| > r signifie que x est à distance strictement supérieure à r du point a.

Sur la droite numérique, x ∈ ]-∞, a - r[ ∪ ]a + r, +∞[.

Règles appliquées :

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

Distance : x est à distance > r de a

Équivalence : |x - a| > r ⟺ x ∈ ]-∞, a - r[ ∪ ]a + r, +∞[

9 Trouver tous les x tels que |x - 2| = |x + 4|
Équation d'équidistance :

L'équation |x - a| = |x - b| signifie que x est à égale distance des points a et b.

Étape 1 : Réécriture de l'équation

|x - 2| = |x + 4| = |x - (-4)|

Donc |x - 2| = |x - (-4)|

Étape 2 : Interprétation géométrique

Cela signifie que x est équidistant des points 2 et -4

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
-4
-1
2

Le point équidistant de -4 et 2 est le milieu du segment [-4, 2]

Étape 4 : Calcul du milieu

Le milieu de [-4, 2] est (-4 + 2)/2 = -2/2 = -1

Étape 5 : Vérification algébrique

Pour x = -1 : |-1 - 2| = |-3| = 3 et |-1 - (-4)| = |-1 + 4| = |3| = 3

Donc |-1 - 2| = |-1 + 4| ✓

Étape 6 : Vérification géométrique

Distance de -1 à 2 : |-1 - 2| = 3

Distance de -1 à -4 : |-1 - (-4)| = 3

Les distances sont égales ✓

Réponse finale :

Géométriquement, |x - 2| = |x + 4| signifie que x est équidistant de 2 et -4.

La solution est x = -1 (le milieu de [-4, 2]).

Règles appliquées :

Équidistance : |x - a| = |x - b| ⟺ x est équidistant de a et b

Milieu : Le point équidistant de a et b est (a + b)/2

Transformation : |x + a| = |x - (-a)|

10 Résoudre |x - 3| ≤ |x + 1|
Inéquation de distances :

L'inéquation |x - a| ≤ |x - b| signifie que x est plus proche de a que de b (ou à égale distance).

Étape 1 : Interprétation géométrique

L'inéquation |x - 3| ≤ |x + 1| signifie que x est plus proche de 3 que de -1 (ou à égale distance)

Étape 2 : Trouver le point d'égalité

On résout |x - 3| = |x + 1| (comme dans l'exercice précédent)

Le point équidistant de 3 et -1 est (3 + (-1))/2 = 2/2 = 1

Étape 3 : Représentation sur la droite numérique
-1
1
3

À gauche de 1, x est plus proche de -1 qu'il ne l'est de 3

À droite de 1, x est plus proche de 3 qu'il ne l'est de -1

Étape 4 : Détermination de la solution

On veut |x - 3| ≤ |x + 1|, donc x doit être plus proche de 3 que de -1

Cela correspond à x ≥ 1

Étape 5 : Vérification

Pour x = 0 (gauche de 1) : |0 - 3| = 3 et |0 + 1| = 1, donc 3 ≰ 1 ✗

Pour x = 1 (égalité) : |1 - 3| = 2 et |1 + 1| = 2, donc 2 ≤ 2 ✓

Pour x = 2 (droite de 1) : |2 - 3| = 1 et |2 + 1| = 3, donc 1 ≤ 3 ✓

Réponse finale :

Géométriquement, |x - 3| ≤ |x + 1| signifie que x est plus proche de 3 que de -1.

Sur la droite numérique, x ∈ [1, +∞[.

Règles appliquées :

Interprétation géométrique : |x - a| ≤ |x - b| signifie que x est plus proche de a que de b

Point d'égalité : Résoudre |x - a| = |x - b| pour trouver le point de basculement

Comparaison : x est plus proche de a que de b si x est du côté de a par rapport au point d'égalité

Interprétation géométrique (distance) Valeur absolue