2. Systèmes d’équations

Sommaire

Résoudre graphiquement un système de deux équations à deux inconnues.

Exemple n°1

Résoudre graphiquement le système de deux équations a deux inconnues suivant :

On trace les deux droites dans le repère avec la méthode de son choix. Par exemple en utilisant ordonnée à l’origine et coefficient directeur.

Dans y=-x+4 on détermine le coefficient directeur  a=-1 et l’ordonnée à l’origine b=4 .

On place 4 sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;4) , j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je descends de 1 (a=-1 ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

Dans y=2x-2 on détermine le coefficient directeur  a=2 et l’ordonnée à l’origine b=-2 .

On place -2 sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;-2) , j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je monte de 2 (a=2 ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

Le point d’intersection des deux droites a pour coordonnées (2;2) .

Le couple solution du système est (2;2).

Exemple n°2 

Résoudre graphiquement le système de deux équations a deux inconnues suivant :

 Il faut d’abord transformer les deux équations pour obtenir deux équations de la forme y=ax+b

Dans l’équation 4x+2y=8  , 4x n’est pas à sa place. C’est un terme dans une somme. On enlève  4x de chaque côté.

2y=-4x+8

Dans l’équation précédente, le 2 n’est pas à sa place. C’est un facteur dans un produit. Je divise par 2 de chaque côté.

y=\frac{-4x+8}{2}\\y=\frac{-4x}{2}+\frac{8}{2}\\y=-2x+4

Dans l’équation 3x+y=5 , 3x n’est pas à sa place. C’est un terme dans une somme. On enlève 3x de chaque côté.

y=-3x+5

On obtient alors un système similaire à celui de l’exercice n°1.

On trace les deux droites dans le repère avec la méthode de son choix. Par exemple en utilisant ordonnée à l’origine et coefficient directeur.

Dans y=-2x+4 on identifie le coefficient directeur a=-2 et l’ordonnée à l’origine b=4 . On place 4 sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;4), j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je descends de 2 (a=-2 ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

Dans y=-3x+5 on identifie le coefficient directeur a=-3 et l’ordonnée à l’origine b=5 . On place 5 sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;5), j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je descends de 3 (a=-3 ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

Le point d’intersection des deux droites a pour coordonnées (1;2) .

Le couple-solution du système est (1;2).

Exercice n°1

Résoudre graphiquement le système suivant :

Exercice n°2

Résoudre graphiquement le système suivant :

 Résoudre , par substitution , un système de deux équations à deux inconnues.

Exemple n°3

Résoudre, par le calcul, le système de deux équations a deux inconnues suivant :

L’objectif est d’éliminer une des deux inconnues pour obtenir une équation à une seule inconnue. Je choisis d’éliminer y.

A l’aide de la 1ère équation, j’exprime y en fonction de x.

2y=-4x\\y=-\frac{4x}{2}\\y=-2x

Je remplace y par (-2x) par entre parenthèses dans la deuxième équation pour obtenir une équation du premier degré à une seule inconnue :

3x-3(-2x)=-9

Pour la résoudre, il faut mettre à leur place, les membres qui ne sont pas à leur place.

3x+6x=-9\\9x=-9\\x=-\frac{9}{9}\\x=-1

Pour déterminer y , je remplace x par -1 dans ,par exemple, la première équation.

{4}\times{(-1)}+2y=0\\-4+2y=0\\2y=4\\y=\frac{4}{2}\\y=2

Le couple solution est (-1;2)

Valider le résultat avec l’application Calcul Formel de Géogébra.

Saisir 4x+2y=0 sur la ligne 1 et saisir 3x-3y=-9 sur la ligne 2.

Sur la ligne 3, cliquer gauche sur la ligne 2 puis sur la ligne 1 en maintenant le clic durant l’opération et cliquer ensuite sur l’onglet X=.

On voit apparaître le couple solution du système.

Exercice n°3

Résoudre, par le calcul et par substitution, le système de deux équations à deux inconnues suivant :

Valider vos calculs avec la fenêtre Géogébra ci-dessous :

Exercice n°4 

Résoudre, par le calcul et par substitution, le système de deux équations à deux inconnues suivant :

Valider vos calculs avec la fenêtre Géogébra ci-dessous :

 Résoudre , par combinaison linéaire , un système de deux équations à deux inconnues.

Exemple n°4 

Résoudre, par le calcul , le système de deux équations à deux inconnues suivant :

Je décide d’éliminer les x , pour cela je dois multiplier la première équation par 2 et la deuxième équation par -5.

Ainsi on aura 10x dans la nouvelle première équation et son opposé -10x  dans la nouvelle deuxième équation.

ATTENTION : quand on dit que je dois multiplier la première équation par 2 , je multiplie tout par 2

                         quand on dit que je dois multiplier la deuxième  équation par  -5 , je multiplie tout par-5   .

J’ajoute membre à membre ces deux égalités (les x disparaissent, ce qui était le but recherché)

6y+10y=42-10\\16y=32\\y=\frac{32}{16}\\y=2

Pour déterminer la valeur de x  je remplace y par 2  dans par exemple la première équation.

5x+{3}\times{2}=21\\5x+6=21\\5x=21-6\\5x=15\\x=\frac{15}{5}\\x=3

Le couple solution est (3;2)

Valider le résultat avec l’application Calcul Formel de Géogébra.

Saisir 5x+3y=21 sur la ligne 1, valider.

Saisir 2x-2y=2 sur la ligne 2, valider.

Sur la ligne 3, cliquer gauche sur la ligne 2 puis sur la ligne 1 en maintenant le clic durant l’opération et cliquer ensuite sur l’onglet X=.

On voit apparaître le couple solution du système.

Exercice n°5

Résoudre, par le calcul et par combinaison linéaire, le système de deux équations à deux inconnues suivant :

Valider vos calculs avec la fenêtre Géogébra ci-dessous :

Exercice n°6

Résoudre, par le calcul et par combinaison linéaire, le système de deux équations à deux inconnues suivant :

Valider vos calculs avec la fenêtre Géogébra ci-dessous :

On veut résoudre graphiquement le système :

On trace les deux droites dans le repère avec la méthode de son choix. Par exemple en utilisant ordonnée à l’origine et coefficient directeur.

    Dans y=-3x+3 on identifie le coefficient directeur a=-3 et l’ordonnée à l’origine b=3 . On place 3 sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;3), j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je descends de 3 (a=-3 ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

    Dans y=2x+\frac{1}{2} on identifie le coefficient directeur a=2 et l’ordonnée à l’origine b=\frac{1}{2} . On place\frac{1}{2}  sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;\frac{1}{2}), j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je monte de 2 (a=2 ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

Le couple solution est (\frac{1}{2};\frac{3}{2}).

On veut résoudre graphiquement le système :

 Il faut d’abord transformer les deux équations pour obtenir deux équations de la forme y=ax+b

Dans l’équation 2x+4y=12 , 2x n’est pas à sa place. C’est un terme dans une somme. On enlève  2x de chaque côté.

4y=-2x+12

Dans l’équation précédente, le 4 n’est pas à sa place. C’est un facteur dans un produit. Je divise par 4 de chaque côté.

y=\frac{-2x+12}{4}\\y=\frac{-2x}{4}+\frac{12}{4}\\y=-\frac{x}{2}+3

Dans l’équation -3x+6y=6 , -3x n’est pas à sa place. C’est un terme dans une somme. On ajoute 3x de chaque côté.

6y=3x+6

Dans l’équation précédente, le 6 n’est pas à sa place. C’est un facteur dans un produit. Je divise par 6 de chaque côté.

y=\frac{3x+6}{6}\\y=\frac{3x}{6}+\frac{6}{6}\\y=\frac{x}{2}+1

On obtient alors le système suivant :

On trace les deux droites dans le repère avec la méthode de son choix. Par exemple en utilisant ordonnée à l’origine et coefficient directeur.

    Dans y=-\frac{x}{2}+3 on identifie le coefficient directeur a=-\frac{1}{2} et l’ordonnée à l’origine b=3 . On place 3 sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;3), j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je descends de \frac{1}{2} (a=-\frac{1}{2} ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

    Dans y=\frac{x}{2}+1 on identifie le coefficient directeur a=\frac{1}{2} et l’ordonnée à l’origine b=1 . On place 1 sur l’axe des ordonnées. A partir du point de coordonnées (0;1), j’avance horizontalement de 1 vers la droite et je monte de \frac{1}{2} (a=\frac{1}{2} ). J’obtiens alors le deuxième point. Je trace ensuite la droite qui passe par les deux points.

Le couple solution est (2;2)

On veut résoudre par le calcul et par substitution le système suivant :

L’objectif est d’éliminer une des deux inconnues pour obtenir une équation à une seule inconnue. Je choisis d’éliminer y.

A l’aide de la 1ère équation, j’exprime y en fonction de x.

6x n’est pas à sa place, j’enlève 6x de chaque côté.

3y=-6x+6

3 n’est pas à sa place, c’est un facteur dans un produit. Je divise par  3 de chaque côté.

y=\frac{-6x+6}{3}\\y=-2x+2

Je remplace y par (-2x+2) entre parenthèses dans la deuxième équation pour obtenir une équation du premier degré à une seule inconnue :

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

Je développe -4(-2x+2)

2x+8x-8=2

Je réduis le membre de gauche

10x-8=2

-8 n’est pas à sa place, j’ajoute 8 de chaque côté.

10x=2+8\\10x=10

10 n’est pas à sa place dans le membre de gauche, c’est un facteur dans un produit. Je divise par  10 de chaque côté.

x=\frac{10}{10}\\x=1

Pour déterminer y , je remplace x par 1 dans, par exemple, la première équation.

{6}\times{(1)}+3y=6\\6+3y=6

6 n’est pas à sa place dans le membre de gauche, j’enlève 6 de chaque côté.

3y=6-6\\3y=0

3 n’est pas à sa place dans le membre de gauche, c’est un facteur dans un produit. Je divise par  3 de chaque côté.

y=\frac{0}{3}\\y=0

Le couple solution est (1;0)

On veut résoudre par le calcul et par substitution le système suivant :

L’objectif est d’éliminer une des deux inconnues pour obtenir une équation à une seule inconnue. Je choisis d’éliminer y.

A l’aide de la 1ère équation, j’exprime y en fonction de x.

\frac{x}{2} n’est pas à sa place, j’enlève \frac{x}{2} de chaque côté.

2y=-\frac{x}{2}+6

2 n’est pas à sa place, c’est un facteur dans un produit. Je divise par 2 de chaque côté.

y=\frac{-\frac{x}{2}+6}{2}\\y=\frac{-\frac{x}{2}}{2}+\frac{6}{2}\\y=-\frac{x}{4}+3

Je remplace y par -\frac{x}{4}+3 entre parenthèses dans la deuxième équation pour obtenir une équation du premier degré à une seule inconnue :

x+\frac{-\frac{x}{4}+3}{2}=5\\x+\frac{-\frac{x}{4}}{2}+\frac{3}{2}=5\\x-\frac{x}{8}+\frac{3}{2}=5

Pour ajouter x-\frac{x}{8} on met au même dénominateur ici, 8.

{x}\times\frac{8}{8}-\frac{x}{8}+\frac{3}{2}=5\\\frac{8x}{8}-\frac{x}{8}+\frac{3}{2}=5\\\frac{7x}{8}+\frac{3}{2}=5

\frac{3}{2} n’est pas à sa place, j’enlève \frac{3}{2} de chaque côté.

\frac{7x}{8}=5-\frac{3}{2}

Pour ajouter 5-\frac{3}{2} on met au même dénominateur ici, 2.

\frac{7x}{8}={5}\times{\frac{2}{2}}-\frac{3}{2}\\\frac{7x}{8}=\frac{10}{2}-\frac{3}{2}\\\frac{7}{8}x=\frac{7}{2}

\frac{7}{8} n’est pas à sa place, c’est un facteur dans un produit. Je divise par \frac{7}{8} de chaque côté.

x=\frac{\frac{7}{2}}{\frac{7}{8}}

Diviser par \frac{7}{8} revient à multiplier par \frac{8}{7}

x={\frac{7}{2}}\times{\frac{8}{7}}\\x=4

Pour déterminer y , je remplace x par 4 dans, par exemple, la première équation.

\frac{4}{2}+2y=6\\2+2y=6

2 n’est pas à sa place, j’enlève 2 de chaque côté.

2y=6-2\\2y=4

2 n’est pas à sa place, c’est un facteur dans un produit. Je divise par 2 de chaque côté.

y=\frac{4}{2}\\y=2

Le couple solution est (4;2)

Il s’agit de résoudre par le calcul et par combinaison linéaire, le système suivant :

Je décide d’éliminer les x , pour cela je dois multiplier la première équation par -4 et la deuxième équation par 3.

Ainsi on aura -12x dans la nouvelle première équation et son opposé 12x  dans la nouvelle deuxième équation.

ATTENTION : quand on dit que je dois multiplier la première équation par -4 , je multiplie tout par -4

                         quand on dit que je dois multiplier la deuxième  équation par  3 , je multiplie tout par3   .

J’ajoute membre à membre ces deux égalités (les x disparaissent, ce qui était le but recherché)

-12y-6y=-48+30\\-18y=-18

-18 n’est pas à sa place dans le membre de gauche, c’est un facteur dans un produit. On divise par-18 de chaque côté.

y=\frac{-18}{-18}\\y=1

Pour déterminer la valeur de x  je remplace y par 1  dans par exemple la première équation.

3x+{3}\times{1}=12\\3x+3=12

3 n’est pas à sa place dans le membre de gauche, c’est un terme dans une somme. On enlève   3 de chaque côté.

3x=12-3\\3x=9

3 n’est pas à sa place dans le membre de gauche, c’est un facteur dans un produit. On divise par3 de chaque côté.

x=\frac{9}{3}\\x=3

Le couple solution est (3;1)

Il s’agit de résoudre par le calcul et par combinaison linéaire, le système suivant :

Je décide d’éliminer les y , pour cela je dois multiplier la première équation par -1 et la deuxième équation par 2.

Ainsi on aura y dans la nouvelle première équation et son opposé -y  dans la nouvelle deuxième équation.

ATTENTION : quand on dit que je dois multiplier la première équation par -1 , je multiplie tout par -1

                         quand on dit que je dois multiplier la deuxième  équation par  2 , je multiplie tout par 2   .

J’ajoute membre à membre ces deux égalités (les y disparaissent, ce qui était le but recherché)

-2x+8x=0+5\\6x=5

6 n’est pas à sa place dans le membre de gauche, c’est un facteur dans un produit. On divise par 6 de chaque côté.

x=\frac{5}{6}

Pour déterminer la valeur de y  je remplace x par \frac{5}{6}  dans par exemple la première équation.

{-2}\times{\frac{5}{6}}+y=0

-\frac{5}{3}+y=0

-\frac{5}{3} n’est pas à sa place dans le membre de gauche, c’est un terme dans une somme. On ajoute  \frac{5}{3} de chaque côté.

y=\frac{5}{3}

Le couple solution est (\frac{5}{6};\frac{5}{3})

Réponse:

\overrightarrow{DC}=\overrightarrow{HG}.

Résoudre graphiquement f(x)=1

C’est une autre façon de demander de déterminer graphiquement les antécédents de 1.

Je place 1 sur l’axe des ordonnées, je trace alors la parallèle à l’axe des abscisses passant par 1 toute entière. Je repère les points d’intersection avec la courbe. Les abscisses de ces points sont les antécédents de 1.

Les antécédents sont -2 et 2.

Donc S=\{-2;2\}

Remarque : comme on demande de résoudre une équation, il faut écrire ainsi l’ensemble des solutions.