2.8 : Résoudre les inégalités de valeurs absolues
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À la fin de cette section, vous serez en mesure de :
- Résolvez des équations de
- Résolvez les inégalités de valeur absolue avec « moins de »
- Résolvez les inégalités de valeur absolue avec « supérieur à »
- Résolvez des applications à valeur absolue
Avant de commencer, répondez à ce questionnaire de préparation.
- Évaluez :\(−|7|\).
Si vous avez oublié ce problème, consultez [lien]. - Remplissez\(<,>,<,>,\) ou\(=\) pour chacune des paires de chiffres suivantes.
ⓐ\(|−8|\text{___}−|−8|\) ⓑ\(12\text{___}−|−12|\) ⓒ\(|−6|\text{___}−6\) ⓓ\(−(−15)\text{___}−|−15|\)
Si vous avez oublié ce problème, consultez [lien]. - Simplifiez :\(14−2|8−3(4−1)|\).
Si vous avez oublié ce problème, consultez [lien].
Résolvez des équations de
Alors que nous nous préparons à résoudre des équations de valeurs absolues, nous revoyons notre définition de la valeur absolue.
La valeur absolue d'un nombre est sa distance par rapport à zéro sur la ligne numérique.
La valeur absolue d'un nombre n s'écrit comme\(|n|\) et\(|n|\geq 0\) pour tous les nombres.
Les valeurs absolues sont toujours supérieures ou égales à zéro.
Nous avons appris qu'un nombre et son opposé se trouvent à la même distance de zéro sur la droite numérique. Comme ils ont la même distance par rapport à zéro, ils ont la même valeur absolue. Par exemple :
- \(−5\)est à 5 unités de 0, donc\(|−5|=5\).
- \(5\)est à 5 unités de 0, donc\(|5|=5\).
La figure\(\PageIndex{1}\) illustre cette idée.
Pour l'équation |x|=5, |x|=5, nous recherchons tous les nombres qui en font une affirmation vraie. Nous recherchons les nombres dont la distance par rapport à zéro est de 5. Nous venons de voir que 5 et −5−5 sont tous deux cinq unités à partir de zéro sur la droite numérique. Ce sont les solutions à l'équation.
\(\begin{array} {ll} {\text{If}} &{|x|=5} \\ {\text{then}} &{x=−5\text{ or }x=5} \\ \end{array}\)
La solution peut être simplifiée en une seule déclaration écrite\(x=\pm 5\). Cela se lit comme suit : « x est égal à 5 positif ou négatif ».
Nous pouvons généraliser cela à la propriété suivante pour les équations de valeurs absolues.
Pour toute expression algébrique, u, et tout nombre réel positif, a,
\[\begin{array} {ll} {\text{if}} &{|u|=a} \\ {\text{then}} &{u=−a \text{ or }u=a} \\ \nonumber \end{array}\]
N'oubliez pas qu'une valeur absolue ne peut pas être un nombre négatif.
Résoudre :
- \(|x|=8\)
- \(|y|=−6\)
- \(|z|=0\)
- Solution a
-
\(\begin{array} {ll} {} &{|x|=8} \\ {\text{Write the equivalent equations.}} &{x=−8 \text{ or } x=8} \\ {} &{x=\pm 8} \\ \end{array}\)
- Solution b
-
\(\begin{array} {ll} {} &{|y|=−6} \\ {} &{\text{No solution}} \\ \end{array}\)
Comme une valeur absolue est toujours positive, il n'existe aucune solution à cette équation. - Solution c
-
\(\begin{array} {ll} {} &{|z|=0} \\ {\text{Write the equivalent equations.}} &{z=−0\text{ or }z=0} \\ {\text{Since }−0=0,} &{z=0} \\ \end{array}\)
Les deux équations nous indiquent que z=0z=0 et il n'y a donc qu'une seule solution.
Résoudre :
- \(|x|=2\)
- \(|y|=−4\)
- \(|z|=0\)
- Répondez à une
-
\(\pm 2\)
- Réponse b
-
aucune solution
- Réponse c
-
0
Résoudre :
- \(|x|=11\)
- \(|y|=−5\)
- \(|z|=0\)
- Répondez à une
-
\(\pm 11\)
- Réponse b
-
aucune solution
- Réponse c
-
0
Pour résoudre une équation de valeur absolue, nous isolons d'abord l'expression de la valeur absolue en utilisant les mêmes procédures que celles que nous avons utilisées pour résoudre des équations linéaires. Une fois que nous avons isolé l'expression de valeur absolue, nous la réécrivons sous forme de deux équations équivalentes.
Comment résoudre des équations de valeurs absolues
Résoudre\(|5x−4|−3=8\).
- Solution
Résoudre :\(|3x−5|−1=6\).
- Réponse
-
\(x=4, \space x=−\frac{2}{3}\)
Résoudre :\(|4x−3|−5=2\).
- Réponse
-
\(x=−1,\space x=\frac{5}{2}\)
Les étapes de résolution d'une équation de valeur absolue sont résumées ici.
- Isolez l'expression de valeur absolue.
- Écrivez les équations équivalentes.
- Résolvez chaque équation.
- Vérifiez chaque solution.
Résoudre\(2|x−7|+5=9\).
- Solution
-
\(2|x−7|+5=9\) Isolez l'expression de valeur absolue. \(2|x−7|=4\) \(|x−7|=2\) Écrivez les équations équivalentes. \(x−7=−2\)ou\(x−7=2\) Résolvez chaque équation. \(x=5\)ou\(x=9\) Vérifiez :
Résoudre :\(3|x−4|−4=8\).
- Réponse
-
\(x=8,\space x=0\)
Résoudre :\(2|x−5|+3=9\).
- Réponse
-
\(x=8,\space x=2\)
N'oubliez pas qu'une valeur absolue est toujours positive !
Résoudre :\(|\frac{2}{3}x−4|+11=3\).
- Solution
-
\(\begin{array} {ll} {} &{|\frac{2}{3}x−4|=−8} \\ {\text{Isolate the absolute value term.}} &{|\frac{2}{3}x−4|=−8} \\ {\text{An absolute value cannot be negative.}} &{\text{No solution}} \\ \end{array}\)
Résoudre :\(|\frac{3}{4}x−5|+9=4\).
- Réponse
-
Aucune solution
Résoudre :\(|\frac{5}{6}x+3|+8=6\).
- Réponse
-
Aucune solution
Certaines de nos équations de valeurs absolues peuvent être de la forme\(|u|=|v|\) où u et v sont des expressions algébriques. Par exemple,\(|x−3|=|2x+1|\).
Comment pourrions-nous les résoudre ? Si deux expressions algébriques sont égales en valeur absolue, elles sont soit égales l'une à l'autre, soit négatives l'une par rapport à l'autre. La propriété des équations de valeurs absolues indique que pour toute expression algébrique, u, et un nombre réel positif, a, si\(|u|=a\), alors\(u=−a\) ou\(u=a\).
Cela nous indique que
\ (\ begin {array} {llll}
{\ text {if}} & {|u|=|v|} & {} & {} & {}
\ \ {\ text {alors}} & {|u|=v} & {\ text {ou}} & {|u|=−v}
\ \ {\ text {et ainsi de suite}} & {u=v \ text {ou} u = −v} & {\ text {ou}} & {u=−v \ text {ou} u = − (−v)}
\ \ \ end {tableau} \)
Cela nous amène à la propriété suivante pour les équations à deux valeurs absolues.
Pour toutes les expressions algébriques, u et v,
\[\begin{array} {ll} {\text{if}} &{|u|=|v|} \\ {\text{then}} &{u=−v\text{ or }u=v} \\ \nonumber \end{array}\]
Lorsque nous prenons le contraire d'une quantité, nous devons faire attention aux signes et ajouter des parenthèses si nécessaire.
Résoudre :\(|5x−1|=|2x+3|\).
- Solution
-
\(\begin{array} {ll} {} &{} &{|5x−1|=|2x+3|} &{} \\ {} &{} &{} &{} \\ {\text{Write the equivalent equations.}} &{5x−1=−(2x+3)} &{\text{or}} &{5x−1=2x+3} \\ {} &{5x−1=−2x−3} &{\text{or}} &{3x−1=3} \\ {\text{Solve each equation.}} &{7x−1=−3} &{} &{3x=4} \\ {} &{7x=−2} &{} &{x=43} \\ {} &{x=−27} &{\text{or}} &{x=43} \\ {\text{Check.}} &{} &{} &{} \\ {\text{We leave the check to you.}} &{} &{} &{} \\ \end{array}\)
Résoudre :\(|7x−3|=|3x+7|\).
- Réponse
-
\(x=−\frac{2}{5}, \space x=\frac{5}{2}\)
Résoudre :\(|6x−5|=|3x+4|\).
- Réponse
-
\(x=3, x=19\)
Résolvez les inégalités de valeur absolue avec « Moins de »
Voyons maintenant ce qui se passe lorsque nous avons une inégalité de valeur absolue. Tout ce que nous avons appris sur la résolution des inégalités est toujours valable, mais nous devons tenir compte de l'impact de la valeur absolue sur notre travail. Encore une fois, nous examinerons notre définition de la valeur absolue. La valeur absolue d'un nombre est sa distance par rapport à zéro sur la ligne numérique. Pour l'équation\(|x|=5\), nous avons vu que 5 et\(−5\) sont tous deux cinq unités à partir de zéro sur la droite numérique. Ce sont les solutions à l'équation.
\[\begin{array} {lll} {} &{|x|=5} &{} \\ {x=−5} &{\text{or}} &{x=5} \\ \nonumber \end{array}\]
Qu'en est-il de l'inégalité\(|x|\leq 5\) ? Où sont les nombres dont la distance est inférieure ou égale à 5 ? Nous savons\(−5\) et 5 sont tous deux cinq unités à partir de zéro. Tous les nombres compris entre\(−5\) 1 et 5 sont inférieurs à cinq unités à partir de zéro (Figure\(\PageIndex{2}\)).
D'une manière plus générale, nous pouvons voir que si\(|u|\leq a\), alors\(−a\leq u\leq a\) (Figure\(\PageIndex{3}\)).
Ce résultat est résumé ici.
Pour toute expression algébrique, u, et tout nombre réel positif, a,
\[ \text{if} \quad |u|<a, \quad \text{then} \space −a<u<a \\ \text{if} \quad |u|\leq a, \quad \text{then} \space−a\leq u\leq a \nonumber\]
Après avoir résolu une inégalité, il est souvent utile de vérifier certains points pour voir si la solution a du sens. Le graphique de la solution divise la ligne numérique en trois sections. Choisissez une valeur dans chaque section et remplacez-la par l'inégalité d'origine pour voir si cela rend l'inégalité vraie ou non. Bien que cette vérification ne soit pas complète, elle permet souvent de vérifier la solution.
Résoudre\(|x|<7\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Solution
-
Écrivez l'inégalité équivalente. Tracez la solution. Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles. Vérifiez :
Pour vérifier, vérifiez une valeur dans chaque section de la ligne numérique indiquant la solution. Choisissez des nombres tels que −8, −8, 1 et 9.
Représentez graphiquement la solution et écrivez la solution en notation par intervalles :\(|x|<9\).
- Réponse
Représentez graphiquement la solution et écrivez la solution en notation par intervalles :\(|x|<1\).
- Réponse
Résoudre\(|5x−6|\leq 4\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Solution
-
Étape 1. Isolez l'expression de valeur absolue.
Elle est isolée.\(|5x−6|\leq 4\) Étape 2. Ecrivez l'inégalité composée équivalente. \(−4\leq 5x−6\leq 4\) Étape 3. Résolvez l'inégalité composée. \(2\leq 5x\leq 10\)
\(\frac{2}{5}\leq x\leq 2\)Étape 4. Tracez la solution. Étape 5. Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles. \([\frac{2}{5}, 2]\) Chèque :
Le chèque vous est laissé.
Résoudre\(|2x−1|\leq 5\). Représentez graphiquement la solution et écrivez la solution en notation par intervalles :
- Réponse
Résoudre\(|4x−5|\leq 3\). Représentez graphiquement la solution et écrivez la solution en notation par intervalles :
- Réponse
- Isolez l'expression de valeur absolue.
- Ecrivez l'inégalité composée équivalente.
\[\begin{array} {lll} {|u|<a} &{\quad \text{is equivalent to}} &{−a<u<a} \\ {|u|\leq a} &{\quad \text{is equivalent to}} &{−a\leq u\leq a} \\ \nonumber \end{array}\]
- Résolvez l'inégalité composée.
- Tracez la solution
- Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles.
Résolvez les inégalités de valeur absolue avec « supérieur à »
Que se passe-t-il pour les inégalités de valeur absolue qui sont « supérieures à » ? Encore une fois, nous examinerons notre définition de la valeur absolue. La valeur absolue d'un nombre est sa distance par rapport à zéro sur la ligne numérique.
Nous avons commencé par l'inégalité\(|x|\leq 5\). Nous avons vu que les nombres dont la distance est inférieure ou égale à cinq par rapport à zéro sur la ligne numérique étaient\(−5\) et 5 et tous les nombres compris entre\(−5\) et 5 (Figure\(\PageIndex{4}\)).
Nous voulons maintenant examiner l'inégalité\(|x|\geq 5\). Où sont les nombres dont la distance par rapport à zéro est supérieure ou égale à cinq ?
Encore une fois, les deux\(−5\) et 5 sont cinq unités à partir de zéro et sont donc inclus dans la solution. Les nombres dont la distance par rapport à zéro est supérieure à cinq unités seraient inférieurs\(−5\) et supérieurs à 5 sur la ligne numérique (Figure\(\PageIndex{5}\)).
D'une manière plus générale, nous pouvons voir si\(|u|\geq a\), alors\(u\leq −a\) ou\(u\leq a\). Voir la figure.
Ce résultat est résumé ici.
Pour toute expression algébrique, u, et tout nombre réel positif, a,
\[\begin{array} {lll} {\text{if}} &{\quad |u|>a,} &{\quad \text{then } u<−a \text{ or } u>a} \\ {\text{if}} &{\quad |u|\geq a,} &{\quad \text{then } u\leq −a \text{ or } u\geq a} \\ \nonumber \end{array}\]
Résoudre\(|x|>4\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Solution
-
\(|x|>4\) Écrivez l'inégalité équivalente. \(x<−4\)ou\(x>4\) Tracez la solution. Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles. \((−\inf ,−4)\cup (4,\inf )\) Vérifiez : Pour vérifier, vérifiez une valeur dans chaque section de la ligne numérique indiquant la solution. Choisissez des nombres tels que −6, −6, 0 et 7.
Résoudre\(|x|>2\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Réponse
Résoudre\(|x|>1\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Réponse
Résoudre\(|2x−3|\geq 5\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Solution
-
\(|2x−3|\geq 5\) Étape 1. Isolez l'expression de valeur absolue. Elle est isolée. Étape 2. Ecrivez l'inégalité composée équivalente. \(2x−3\leq −5\)ou\(2x−3\geq 5\) Étape 3. Résolvez l'inégalité composée. \(2x\leq −2\)ou\(2x\geq 8\)
\(x\leq −1\) ou\(x\geq 4\)Étape 4. Tracez la solution. Étape 5. Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles. \((−\inf ,−1]\cup [4,\inf )\) Chèque :
Le chèque vous est laissé.
Résoudre\(|4x−3|\geq 5\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Réponse
Résoudre\(|3x−4|\geq 2\). Tracez la solution et écrivez la solution en notation par intervalles.
- Réponse
- Isolez l'expression de valeur absolue.
- Ecrivez l'inégalité composée équivalente.
\ [\ begin {array} {lll}
{|u| >a} & {\ quad \ text {est équivalent à}} & {u<−a \ quad \ text {ou} \ quad u>a}
\ \ {|u| \ geq a} & {\ quad \ text {est équivalent à}} & {u \ leq −a \ quad \ text {ou} \ quad u \ geq a}
\ \ {|u| >a} & {\ quad \ text {est équivalent à}} & {u<−a \ quad \ text {ou} \ quad u>a}
\ \ {|u| \ geq a} & {\ quad \ text {est équivalent à}} & {u \ leq −a \ quad \ text {ou} \ quad u \ geq a}
\ \ \ nonumber \ end {array} \] - Résolvez l'inégalité composée.
- Tracez la solution
- Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles.
Résolvez des applications à valeur absolue
Les inégalités de valeur absolue sont souvent utilisées dans le processus de fabrication. Un article doit être fabriqué avec des spécifications presque parfaites. Il existe généralement une certaine tolérance de différence par rapport aux spécifications autorisées. Si la différence par rapport aux spécifications dépasse la tolérance, l'article est rejeté.
\[|\text{actual-ideal}|\leq \text{tolerance} \nonumber\]
Le diamètre idéal d'une tige nécessaire à une machine est de 60 mm. Le diamètre réel peut varier du diamètre idéal en\(0.075\) mm. Quelle gamme de diamètres sera acceptable pour le client sans que la tige ne soit rejetée ?
- Solution
-
\(\begin{array} {ll} {} &{\text{Let }x=\text{ the actual measurement}} \\ {\text{Use an absolute value inequality to express this situation.}} &{|\text{actual-ideal}|\leq \text{tolerance}} \\ {} &{|x−60|\leq 0.075} \\ {\text{Rewrite as a compound inequality.}} &{−0.075\leq x−60\leq 0.075} \\ {\text{Solve the inequality.}} &{59.925\leq x\leq 60.075} \\ {\text{Answer the question.}} &{\text{The diameter of the rod can be between}} \\ {} &{59.925 mm \text{ and } 60.075 mm.} \\ \end{array}\)
Le diamètre idéal d'une tige nécessaire à une machine est de 80 mm. Le diamètre réel peut varier de 0,009 mm par rapport au diamètre idéal. Quelle gamme de diamètres sera acceptable pour le client sans que la tige ne soit rejetée ?
- Réponse
-
Le diamètre de la tige peut être compris entre 79,991 et 80,009 mm.
Le diamètre idéal d'une tige nécessaire à une machine est de 75 mm. Le diamètre réel peut varier de 0,05 mm par rapport au diamètre idéal. Quelle gamme de diamètres sera acceptable pour le client sans que la tige ne soit rejetée ?
- Réponse
-
Le diamètre de la tige peut être compris entre 74,95 et 75,05 mm.
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- Résolution d'équations et d'inégalités linéaires en valeur absolue
Concepts clés
- Valeur absolue
La valeur absolue d'un nombre est sa distance par rapport à 0 sur la ligne numérique.
La valeur absolue d'un nombre n s'écrit comme\(|n|\) et\(|n|\geq 0\) pour tous les nombres.
Les valeurs absolues sont toujours supérieures ou égales à zéro. - Équations de valeurs absolues
Pour toute expression algébrique, u, et tout nombre réel positif, a,
\(\begin{array} {ll} {\text{if}} &{\quad |u|=a} \\ {\text{then}} &{\quad u=−a \text{ or } u=a} \\ \end{array}\)
Rappelez-vous qu'une valeur absolue ne peut pas être un nombre négatif. - Comment résoudre des équations de valeurs absolues
- Isolez l'expression de valeur absolue.
- Écrivez les équations équivalentes.
- Résolvez chaque équation.
- Vérifiez chaque solution.
- Équations à deux valeurs absolues
Pour toutes les expressions algébriques, u et v,
\(\begin{array} {ll} {\text{if}} &{\quad |u|=|v|} \\ {\text{then}} &{\quad u=−v \text{ or } u=v} \\ \end{array}\) - Inégalités de valeurs absolues avec\(<\) ou\(\leq\)
pour toute expression algébrique, u, et tout nombre réel positif, a,
\(\begin{array} {llll} {\text{if}} &{\quad |u|=a} &{\quad \text{then}} &{−a<u<a} \\ {\text{if}} &{\quad |u|\leq a} &{\quad \text{then}} &{−a\leq u\leq a} \\ \end{array}\) - Comment résoudre les inégalités de valeur absolue avec\(<\) ou\(\leq\)
- Isolez l'expression de valeur absolue.
- Ecrivez l'inégalité composée équivalente.
\(\begin{array} {lll} {|u|<a} &{\quad \text{is equivalent to}} &{\quad −a<u<a} \\ {|u|\leq a} &{\quad \text{is equivalent to}} &{\quad −a\leq u\leq a} \\ \end{array}\) - Résolvez l'inégalité composée.
- Tracez la solution
- Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles
- Inégalités de valeurs absolues avec\(>\) ou\(\geq\)
pour toute expression algébrique, u, et tout nombre réel positif, a,
\(\begin{array} {lll} {\text{if}} &{\quad |u|>a,} &{\text{then } u<−a\text{ or }u>a} \\ {\text{if}} &{\quad |u|\geq a,} &{\text{then } u\leq −a\text{ or }u\geq a} \\ \end{array}\) - Comment résoudre les inégalités de valeur absolue avec\(>\) ou\(\geq\)
- Isolez l'expression de valeur absolue.
- Ecrivez l'inégalité composée équivalente.
\(\begin{array} {lll} {|u|>a} &{\quad \text{is equivalent to}} &{\quad u<−a\text{ or }u>a} \\ {|u|\geq a} &{\quad \text{is equivalent to}} &{\quad u\leq −a\text{ or }u\geq a} \\ \end{array}\) - Résolvez l'inégalité composée.
- Tracez la solution
- Écrivez la solution en utilisant la notation par intervalles