4.7 : Graphiques des inégalités linéaires
- Page ID
- 194740
À la fin de cette section, vous serez en mesure de :
- Vérifier les solutions à une inégalité entre deux variables
- Reconnaître la relation entre les solutions d'une inégalité et son graphe
- Représenter les inégalités linéaires
Avant de commencer, répondez à ce questionnaire de préparation.
- Solution :\(4x+3>23.\)
Si vous avez oublié ce problème, passez en revue l'exercice 2.7.22. - Traduisez de l'algèbre vers l'anglais :\(x<5.\)
si vous avez oublié ce problème, passez en revue l'exercice 1.3.1. - Évaluez à\(x=1, \, y=−2.\)
quel\(3x−2y\) moment si vous avez oublié ce problème, passez en revue l'exercice 1.5.28.
Vérifier les solutions à une inégalité entre deux variables
Nous avons appris à résoudre les inégalités dans une seule variable. Nous allons maintenant examiner les inégalités entre deux variables. Les inégalités entre deux variables ont de nombreuses applications. Si vous dirigiez une entreprise, par exemple, vous souhaiteriez que vos revenus soient supérieurs à vos coûts, afin que votre entreprise puisse réaliser des bénéfices.
Une inégalité linéaire est une inégalité qui peut être écrite sous l'une des formes suivantes :
\[A x+B y>C \quad A x+B y \geq C \quad A x+B y<C \quad A x+B y \leq C \nonumber\]
où\(A\) et ne\(B\) sont pas tous les deux nuls.
Vous souvenez-vous qu'une inégalité avec une seule variable avait de nombreuses solutions ? La solution à l'inégalité\(x>3\) est un nombre supérieur à\(3\). Nous l'avons montré sur la ligne numérique en ombrant la ligne numérique à droite de\(3\) et en plaçant une parenthèse ouverte à\(3\). Voir la figure\(\PageIndex{1}\).
De même, les inégalités entre deux variables ont de nombreuses solutions. Toute paire ordonnée\( (x, y)\) qui rend l'inégalité vraie lorsque nous la substituons dans les valeurs est une solution de l'inégalité.
Une paire ordonnée\( (x, y)\) est une solution d'une inégalité linéaire si l'inégalité est vraie lorsque nous substituons les valeurs de\(x\) et\(y\).
Déterminez si chaque paire ordonnée est une solution à l'inégalité\(y>x+4\) :
- \((0,0)\)
- \((1,6)\)
- \((2,6)\)
- \((−5,−15)\)
- \((−8,12)\)
- Réponse
- 1.
\((0,0)\) Simplifiez.
Donc, n'\((0,0)\)est pas une solution à\(y>x+4\).\((1,6)\) Simplifiez.
Donc,\((1,6)\) est une solution pour\(y>x+4\). - 3.
\((2,6)\) Simplifiez.
Donc, n'\((2,6)\)est pas une solution à\(y>x+4\). - 4.
\((−5,−15)\) Simplifiez.
Donc, n'\((−5,−15)\)est pas une solution à\(y>x+4\). - 5.
(−8,12) Simplifiez.
Donc,\((−8,12)\) est une solution pour\(y>x+4\).
Déterminez si chaque paire ordonnée est une solution à l'inégalité\(y>x−3\) :
- \((0,0)\)
- \((4,9)\)
- \((−2,1)\)
- \((−5,−3)\)
- \((5,1)\)
- Réponse
-
- oui
- oui
- oui
- oui
- non
Déterminez si chaque paire ordonnée est une solution à l'inégalité\(y<x+1\) :
- \((0,0)\)
- \((8,6)\)
- \((−2,−1)\)
- \((3,4)\)
- \((−1,−4)\)
- Réponse
-
- oui
- oui
- non
- non
- oui
Reconnaître la relation entre les solutions d'une inégalité et son graphe
Nous allons maintenant voir comment les solutions d'une inégalité sont liées à son graphe.
Repensons à la ligne numérique de la\(\PageIndex{1}\) Figure. Le point\(x=3\) séparait cette ligne numérique en deux parties. D'un côté se\(3\) trouvent tous les nombres inférieurs à\(3\). De l'autre côté de\(3\) tous les nombres sont supérieurs à\(3\). Voir la figure\(\PageIndex{2}\).
La solution\(x>3\) est la partie ombrée de la ligne numérique à droite de\(x=3\).
De même, la ligne\(y=x+4\) sépare le plan en deux régions. D'un côté de la ligne se trouvent des points avec\(y<x+4\). De l'autre côté de la ligne se trouvent les points avec\(y>x+4\). Nous appelons cette ligne\(y=x+4\) une ligne de démarcation.
La ligne avec équation\(Ax+By=C\) est la ligne de démarcation qui sépare la région où\(Ax+By>C\) de la région où\(Ax+By<C\).
Pour une inégalité dans une variable, le point de terminaison est indiqué entre parenthèses ou crochets selon que aa est inclus ou non dans la solution :
De même, pour une inégalité entre deux variables, la ligne de démarcation est représentée par une ligne continue ou pointillée pour indiquer si elle est incluse ou non dans la solution. Ceci est résumé dans le tableau\(\PageIndex{1}\).
\(Ax+By<C\) | \(Ax+By\leq C\) |
\(Ax+By>C\) | \(Ax+By\geq C\) |
La ligne de démarcation n'est pas incluse dans la solution. | La ligne de démarcation est incluse dans la solution. |
La ligne de démarcation est pointillée. | La ligne de démarcation est pleine. |
Maintenant, regardons ce que nous avons découvert dans Exercice\(\PageIndex{1}\). Nous allons commencer par tracer la ligne\(y=x+4\), puis nous allons tracer les cinq points que nous avons testés. Voir la figure\(\PageIndex{3}\).
Au cours de l'exercice,\(\PageIndex{1}\) nous avons constaté que certains points étaient des solutions à l'inégalité\(y>x+4\) et d'autres non.
Parmi les points que nous avons tracés, lesquels constituent des solutions à l'inégalité\(y>x+4\) ? Les points\((1,6)\) et\((−8,12)\) sont des solutions à l'inégalité\(y>x+4\). Notez qu'ils se trouvent tous les deux du même côté de la ligne de démarcation\(y=x+4\).
Les deux points\((0,0)\)\((−5,−15)\) se situent de l'autre côté de la ligne\(y=x+4\) de démarcation et ne constituent pas des solutions à l'inégalité\(y>x+4\). Pour ces deux points,\(y<x+4\).
Qu'en est-il de ce point\((2,6)\) ? Parce\(6=2+4\) que le point est une solution à l'équation\(y=x+4\). Le point\((2,6)\) se trouve donc sur la ligne de démarcation.
Prenons un autre point sur le côté gauche de la ligne de démarcation et testons s'il s'agit ou non d'une solution à l'inégalité\(y>x+4\). Le point semble\((0,10)\) clairement se trouver à gauche de la ligne de démarcation, n'est-ce pas ? Est-ce une solution à l'inégalité ?
\[\begin{array}{l}{y>x+4} \\ {10\stackrel{?}{>}0+4} \\ {10>4} &{\text{So, }(0,10)\text{ is a solution to }y>x+4.}\end{array}\]
Tout point que vous choisissez sur le côté gauche de la ligne de démarcation constitue une solution à l'inégalité\(y>x+4\). Tous les points sur la gauche sont des solutions.
De même, tous les points situés du côté droit de la ligne de démarcation, du côté avec\((0,0)\) et\((−5,−15)\), ne constituent pas des solutions\(y>x+4\). Voir la figure\(\PageIndex{4}\).
Le graphique de l'inégalité\(y>x+4\) est illustré dans la figure\(\PageIndex{5}\) ci-dessous. La ligne\(y=x+4\) divise le plan en deux régions. La partie ombrée montre les solutions à l'inégalité\(y>x+4\).
Les points de la ligne de démarcation, ceux où\(y=x+4\), ne sont pas des solutions à l'inégalité\(y>x+4\), de sorte que la ligne elle-même ne fait pas partie de la solution. Nous le montrons en faisant en sorte que la ligne soit pointillée et non pleine.
La ligne de démarcation indiquée est\(y=2x−1\). Écrivez l'inégalité indiquée par le graphique.
- Réponse
-
La ligne\(y=2x−1\) est la ligne de démarcation. D'un côté de la ligne se trouvent les points avec\(y>2x−1\) et de l'autre côté de la ligne se trouvent les points avec\(y<2x−1\).
Testons le point\((0,0)\) et voyons quelle inégalité décrit son côté de la ligne de démarcation.
À\((0,0)\), quelle inégalité est vraie :
\[\begin{array}{ll}{y>2 x-1} & {\text { or }} & {y<2 x-1 ?} \\ {y>2 x-1} && {y<2 x-1} \\ {0>2 \cdot 0-1} && {0<2 \cdot 0-1} \\ {0>-1 \text { True }} && {0<-1 \text { False }}\end{array}\]
Comme\(y>2x−1\) c'est vrai, le côté de la ligne avec\((0,0)\), est la solution. La zone ombrée montre la solution de l'inégalité\(y>2x−1\).
Comme la ligne de démarcation est représentée par une ligne continue, l'inégalité inclut le signe égal.
Le graphique montre l'inégalité\(y\geq 2x−1\).
Nous pouvons utiliser n'importe quel point comme point de test, à condition qu'il ne soit pas sur la ligne. Pourquoi avons-nous choisi\((0,0)\) ? Parce que c'est le plus facile à évaluer. Vous pouvez choisir un point de l'autre côté de la ligne de démarcation et le vérifier\(y<2x−1\).
Écrivez l'inégalité indiquée par le graphique avec la ligne de démarcation\(y=−2x+3\).
- Réponse
-
\(y\geq −2x+3\)
Écrivez l'inégalité indiquée par le graphique avec la ligne de démarcation\(y=\frac{1}{2}x−4\).
- Réponse
-
\(y \leq \frac{1}{2}x - 4\)
La ligne de démarcation indiquée est\(2x+3y=6\). Écrivez l'inégalité indiquée par le graphique.
- Réponse
-
La ligne\(2x+3y=6\) est la ligne de démarcation. D'un côté de la ligne se trouvent les points avec\(2x+3y>6\) et de l'autre côté de la ligne se trouvent les points avec\(2x+3y<6\).
Testons le point\((0,0)\) et voyons quelle inégalité décrit son côté de la ligne de démarcation.
À\((0,0)\), quelle inégalité est vraie :
\[\begin{array}{rr}{2 x+3 y>6} && {\text { or } \quad 2 x+3 y<6 ?} \\ {2 x+3 y>6} && {2 x+3 y<6} \\ {2(0)+3(0)>6} & & {2(0)+3(0)<6} \\ {0} >6 & {\text { False }} & {0<6}&{ \text { True }}\end{array}\]
Donc, le côté avec\((0,0)\) est le côté où\(2x+3y<6\).
(Vous pouvez choisir un point de l'autre côté de la ligne de démarcation et le vérifier\(2x+3y>6\).)
Comme la ligne de démarcation est représentée sous la forme d'une ligne pointillée, l'inégalité n'inclut pas de signe égal.
Le graphique montre la solution à l'inégalité\(2x+3y<6\).
Écrivez l'inégalité indiquée par la région ombrée dans le graphique avec la ligne de démarcation\(x−4y=8\).
- Réponse
-
\(x-4 y \leq 8\)
Écrivez l'inégalité indiquée par la région ombrée dans le graphique avec la ligne de démarcation\(3x−y=6\).
- Réponse
-
\(3 x-y \leq 6\)
Diagramme des inégalités
Maintenant, nous sommes prêts à rassembler tout cela pour représenter graphiquement les inégalités linéaires.
Tracez l'inégalité linéaire\(y \geq \frac{3}{4} x-2\).
- Réponse
Tracez l'inégalité linéaire\(y \geq \frac{5}{2} x-4\).
- Réponse
Tracez l'inégalité linéaire\(y<\frac{2}{3} x-5\).
- Réponse
Les étapes que nous prenons pour représenter graphiquement une inégalité linéaire sont résumées ici.
- Identifiez et tracez la ligne de démarcation.
- Si l'inégalité est\(≤\) ou\(≥\), la ligne de démarcation est pleine.
- Si l'inégalité est\(<\) ou\(>\), la ligne de démarcation est pointillée.
- Testez un point qui ne se trouve pas sur la ligne de démarcation. Est-ce une solution à l'inégalité ?
- De l'ombre sur un côté de la ligne de démarcation.
- Si le point d'essai est une solution, ombrez le côté qui inclut le point.
- Si le point d'essai n'est pas une solution, ombrez le côté opposé.
Tracez l'inégalité linéaire\(x−2y<5\).
- Réponse
-
Nous allons d'abord tracer la ligne de démarcation\(x−2y=5\). L'inégalité, c'est\(<\) que nous tracons une ligne pointillée.
-
Ensuite, nous testons un point. Nous l'utiliserons\((0,0)\) à nouveau parce qu'il est facile à évaluer et qu'il ne se trouve pas sur la ligne de démarcation.
Est-ce\((0,0)\) qu'une solution de\(x−2y<5\) ?
Le point\((0,0)\) est une solution de\(x−2y<5\), donc nous ombrageons de ce côté de la ligne de démarcation.
Tracez l'inégalité linéaire\(2x−3y\leq 6\).
- Réponse
Tracez l'inégalité linéaire\(2x−y>3\).
- Réponse
Et si la ligne de démarcation passe par l'origine ? Dans ce cas, nous ne pourrons pas l'utiliser\((0,0)\) comme point de test. Pas de problème, nous allons simplement choisir un autre point qui ne se trouve pas sur la ligne de démarcation.
Tracez l'inégalité linéaire\(y\leq −4x\).
- Réponse
-
Nous allons d'abord tracer la ligne de démarcation\(y=−4x\). Il se présente sous forme de pente et d'interception, avec\(m=−4\) et\(b=0\). L'inégalité, c'est\(≤\) ainsi que nous tracons une ligne continue.
Maintenant, nous avons besoin d'un point de test. Nous pouvons voir que le point ne\((1,0)\) se trouve pas sur la ligne de démarcation.
Est-ce\((1,0)\) qu'une solution de\(y≤−4x\) ?
Le point n'\((1,0)\)étant pas une solution\(y≤−4x\), nous faisons de l'ombre sur le côté opposé de la ligne de démarcation. Voir la figure\(\PageIndex{6}\).
Tracez l'inégalité linéaire\(y>−3x\).
- Réponse
Tracez l'inégalité linéaire\(y\geq −2x\).
- Réponse
Certaines inégalités linéaires ne comportent qu'une seule variable. Ils peuvent avoir un\(x\) mais non\(y\), ou un\(y\) mais non\(x\). Dans ces cas, la ligne de démarcation sera verticale ou horizontale. Tu t'en souviens ?
\(\begin{array}{ll}{x=a} & {\text { vertical line }} \\ {y=b} & {\text { horizontal line }}\end{array}\)
Tracez l'inégalité linéaire\(y>3\).
- Réponse
-
Nous allons d'abord tracer la ligne de démarcation\(y=3\). Il s'agit d'une ligne horizontale. L'inégalité, c'est\(>\) que nous tracons une ligne pointillée.
Nous testons ce point\((0,0)\).
\[y>3 \\ 0\not>3\]
\((0,0)\)n'est pas une solution à\(y>3\).
Nous ombrons donc le côté qui n'inclut pas\((0,0)\).
Tracez l'inégalité linéaire\(y<5\).
- Réponse
Tracez l'inégalité linéaire\(y \leq-1\).
- Réponse
Concepts clés
- Pour représenter graphiquement une inégalité linéaire
- Identifiez et tracez la ligne de démarcation.
Si l'inégalité est\(≤\) ou\(≥\), la ligne de démarcation est pleine.
Si l'inégalité est\(<\) ou\(>\), la ligne de démarcation est pointillée. - Testez un point qui ne se trouve pas sur la ligne de démarcation. Est-ce une solution à l'inégalité ?
- De l'ombre sur un côté de la ligne de démarcation.
Si le point d'essai est une solution, ombrez le côté qui inclut le point.
Si le point d'essai n'est pas une solution, ombrez le côté opposé.
- Identifiez et tracez la ligne de démarcation.
Lexique
- ligne de démarcation
- La ligne avec l'équation\(A x+B y=C\) qui sépare la région où\(A x+B y>C\) de la région où\(A x+B y<C\).
- inégalité linéaire
- Une inégalité qui peut s'écrire sous l'une des formes suivantes :
\[A x+B y>C \quad A x+B y \geq C \quad A x+B y<C \quad A x+B y \leq C\]
où\(A\) et ne\(B\) sont pas tous les deux nuls.
- solution d'une inégalité linéaire
- Une paire ordonnée\((x,\,y)\) est une solution à une inégalité linéaire. L'inégalité est vraie lorsque nous substituons les valeurs de\(x\) et\(y\).