Equations et inéquations - Exercice 3

30 min
45
Pour chaque question, préciser l'ensemble de résolution de l'inéquation puis la résoudre.
  • ln⁡(A)≥ln⁡(B)⇔A≥B\ln \left(A\right)\ge \ln \left(B\right)\Leftrightarrow A\ge B
  • ln⁡(A)≤ln⁡(B)⇔A≤B\ln \left(A\right)\le \ln \left(B\right)\Leftrightarrow A\le B
Question 1

ln⁡(x)>1\ln \left(x\right)>1

Correction
L'inéquation est définie si et seulement si x>0x>0
Ainsi le domaine de définition est
Df=]0;+∞[D_{f} =\left]0;+\infty \right[

ln⁡(x)>1⇔ln⁡(x)>ln⁡(e)⇔x>e\ln \left(x\right)>1\Leftrightarrow \ln \left(x\right)>\ln \left(e\right)\Leftrightarrow x>e
Le domaine de définition impose que x>0x>0 et l'inéquation est vraie si x>ex>e. On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle
S=]e;+∞[S=\left]e;+\infty \right[
Question 2

ln⁡(−2x+2)≥0\ln \left(-2x+2\right)\ge 0

Correction
L'inéquation est définie si et seulement si : −2x+2>0⇔−2x>−2⇔x<−2−2⇔x<1-2x+2>0\Leftrightarrow -2x>-2\Leftrightarrow x<\frac{-2}{-2} \Leftrightarrow x<1
Ainsi le domaine de définition est
Df=]−∞;1[D_{f} =\left]-\infty ;1\right[

ln⁡(−2x+2)≥0⇔ln⁡(−2x+2)≥ln⁡(1)⇔−2x+2≥1⇔−2x≥−1⇔x≤−1−2⇔x≤12\ln \left(-2x+2\right)\ge 0\Leftrightarrow \ln \left(-2x+2\right)\ge \ln \left(1\right)\Leftrightarrow -2x+2\ge 1\Leftrightarrow -2x\ge-1\Leftrightarrow x\le\frac{-1}{-2} \Leftrightarrow x\le\frac{1}{2}
Le domaine de définition impose que x≤1x\le 1 et l'inéquation est vraie si x≤12x\le \frac{1}{2} .
On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle
S=]−∞;12]S=\left]-\infty ;\frac{1}{2} \right]
Question 3

ln⁡(−2x+2)≥ln⁡(x+4)\ln \left(-2x+2\right)\ge \ln \left(x+4\right)

Correction
L'inéquation est définie si et seulement si {−2x+2>0 et x+4>0⇔{x<−1 et x>−4\left\{\begin{array}{c} {-2x+2>0} \\ {\text{ et }} \\ {x+4>0} \end{array}\right. \Leftrightarrow \left\{\begin{array}{c} {x<-1} \\ {\text{ et }} \\ {x>-4} \end{array}\right.
Ainsi le domaine de définition est
Df=]−4;−1[D_{f} =\left]-4;-1\right[

ln⁡(−2x+2)≥ln⁡(x+4)\ln \left(-2x+2\right)\ge \ln \left(x+4\right)
−2x+2≥x+4-2x+2\ge x+4
−2x−x≥4−2-2x-x\ge 4-2
−3x≥2-3x\ge 2
x≤2−3 x\le \frac{2}{-3}
x≤−23 x\le \frac{-2}{3}
Le domaine de définition impose que −4<x<−1-4<x<-1 et l'inéquation est vraie si x≤−23x\le \frac{-2}{3} . On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle
S=]−4;−1[S=\left]-4;-1\right[
Question 4

ln⁡(x2)<ln⁡(4x−3)\ln \left(x^{2} \right)<\ln \left(4x-3\right)

Correction
L'inéquation est définie si et seulement si {x2>0 et 4x−3>0⇔{x∈]−∞;0[∪]0;+∞[ et x>34\left\{\begin{array}{c} {x^{2} >0} \\ {\text{ et }} \\ {4x-3>0} \end{array}\right. \Leftrightarrow \left\{\begin{array}{c} {x\in \left]-\infty ;0\right[\cup \left]0;+\infty \right[} \\ {\text{ et }} \\ {x>\frac{3}{4} } \end{array}\right.
On fait l'intersection des deux intervalles, ainsi le domaine de définition est
Df=]34;+∞[D_{f} =\left]\frac{3}{4} ;+\infty \right[

ln⁡(x2)<ln⁡(4x−3)⇔x2<4x−3⇔x2−4x+3≤0\ln \left(x^{2} \right)<\ln \left(4x-3\right)\Leftrightarrow x^{2} <4x-3\Leftrightarrow x^{2} -4x+3\le 0
Pour résoudre l'inéquation x2−4x+3≤0x^{2} -4x+3\le 0, on utilise le discriminant. Δ=4\Delta =4; x1=1x_{1} =1 et x2=3x_{2} =3
L'inéquation x2−4x+3≤0x^{2} -4x+3\le 0 est vraie si x∈[1;3]x\in \left[1;3\right]
Le domaine de définition impose que x∈]34;+∞[x\in \left]\frac{3}{4} ;+\infty \right[ et l'inéquation est vraie si x∈[1;3]x\in \left[1;3\right]
On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle :
S=[1;3]S=\left[1;3\right]
Question 5

ln⁡(−2x+2)+ln⁡(2x)≤ln⁡(x)\ln \left(-2x+2\right)+\ln \left(2x\right)\le \ln \left(x\right)

Correction
L'inéquation est définie si et seulement si {−2x+2>0 et 2x>0 et x>0⇔{x<1 et x>0 et x>0\left\{\begin{array}{c} {-2x+2>0} \\ {\text{ et }} \\ {2x>0} \\ {\text{ et }} \\ {x>0} \end{array}\right. \Leftrightarrow \left\{\begin{array}{c} {x<1} \\ {\text{ et }} \\ {x>0} \\ {\text{ et }} \\ {x>0} \end{array}\right.
On fait l'intersection des trois intervalles, ainsi le domaine de définition est
Df=]0;1[D_{f} =\left]0;1\right[

ln⁡(−2x+2)+ln⁡(2x)≤ln⁡(x)⇔ln⁡(2x×(−2x+2))≤ln⁡(x)⇔−4x2+4x≤x⇔−4x2+3x≤0\ln \left(-2x+2\right)+\ln \left(2x\right)\le \ln \left(x\right)\Leftrightarrow \ln \left(2x\times \left(-2x+2\right)\right)\le \ln \left(x\right)\Leftrightarrow -4x^{2} +4x\le x\Leftrightarrow -4x^{2} +3x\le 0
Pour résoudre l'inéquation −4x2+3x≤0-4x^{2} +3x\le 0, on utilise le discriminant. Δ=16\Delta =16 ; x1=0x_{1} =0 et x2=34x_{2} =\frac{3}{4}
L'inéquation −4x2+3x≤0-4x^{2} +3x\le 0 est vraie si x∈]−∞;0]∪[34;+∞[x\in \left]-\infty ;0\right]\cup \left[\frac{3}{4} ;+\infty \right[.
Le domaine de définition impose que x∈]0;1[x\in \left]0;1\right[ et l'inéquation est vraie si x∈]−∞;0]∪[34;+∞[x\in \left]-\infty ;0\right]\cup \left[\frac{3}{4} ;+\infty \right[ . On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation ln⁡(−2x+2)+ln⁡(2x)≤ln⁡(x)\ln \left(-2x+2\right)+\ln \left(2x\right)\le \ln \left(x\right) sont sur l'intervalle
S=[34;1[S=\left[\frac{3}{4} ;1\right[
Question 6

ln⁡(1+2x)<ln⁡(x)\ln \left(1+\frac{2}{x} \right)<\ln \left(x\right)

Correction
L'inéquation est définie si et seulement si {1+2x>0 et x>0⇔{x∈]−2;0[∪]0;+∞[ et x>0\left\{\begin{array}{c} {1+\frac{2}{x} >0} \\ {\text{ et }} \\ {x>0} \end{array}\right. \Leftrightarrow \left\{\begin{array}{c} {x\in \left]-2;0\right[\cup \left]0;+\infty \right[} \\ {\text{ et }} \\ {x>0} \end{array}\right.
On fait l'intersection des deux intervalles , ainsi le domaine de définition est
Df=]0;+∞[D_{f} =\left]0;+\infty \right[

ln⁡(1+2x)<ln⁡(x)⇔1+2x<x\ln \left(1+\frac{2}{x} \right)<\ln \left(x\right)\Leftrightarrow 1+\frac{2}{x} <x, on va tout mettre au même dénominateur.
1+2x<x⇔xx+2x<x2x⇔−x2+x+2x<01+\frac{2}{x} <x\Leftrightarrow \frac{x}{x} +\frac{2}{x} <\frac{x^{2} }{x} \Leftrightarrow \frac{-x^{2} +x+2}{x} <0
Comme x∈]0;+∞[x\in \left]0;+\infty \right[, le signe de −x2+x+2x\frac{-x^{2} +x+2}{x} dépend du dénominateur −x2+x+2-x^{2} +x+2. On utilise le discriminant Δ=9\Delta =9 ; x1=−1x_{1} =-1 et x2=2x_{2} =2
−x2+x+2<0⇔x∈]−∞;−1[∪]2;+∞[.-x^{2} +x+2<0\Leftrightarrow x\in \left]-\infty ;-1\right[\cup \left]2;+\infty \right[ .
Autrement dit : −x2+x+2x<0⇔x∈]−∞;−1[∪]2;+∞[\frac{-x^{2} +x+2}{x} <0\Leftrightarrow x\in \left]-\infty ;-1\right[\cup \left]2;+\infty \right[
Le domaine de définition impose que x∈]0;+∞[x\in \left]0;+\infty \right[ et l'inéquation est vraie si x∈]−∞;−1[∪]2;+∞[x\in \left]-\infty ;-1\right[\cup \left]2;+\infty \right[ .On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation ln⁡(1+2x)<ln⁡(x)\ln \left(1+\frac{2}{x} \right)<\ln \left(x\right) sont sur l'intervalle
S=]2;+∞[S=\left]2;+\infty \right[
Question 7

2ln⁡(x)+ln⁡(3)≥ln⁡(x2+3)2\ln \left(x\right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right)

Correction
L'inéquation est définie si et seulement si {x>0 et x2+3>0⇔{x>0 et x∈]−∞;+∞[\left\{\begin{array}{c} {x>0} \\ {\text{ et }} \\ {x^{2} +3>0} \end{array}\right. \Leftrightarrow \left\{\begin{array}{c} {x>0} \\ {\text{ et }} \\ {x\in \left]-\infty ;+\infty \right[} \end{array}\right.
On fait l'intersection des trois intervalles, ainsi le domaine de définition est
Df=]0;+∞[D_{f} =\left]0;+\infty \right[

2ln⁡(x)+ln⁡(3)≥ln⁡(x2+3)⇔ln⁡(x2)+ln⁡(3)≥ln⁡(x2+3)⇔3x2≥x2+3⇔2x2−3≥02\ln \left(x\right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right)\Leftrightarrow \ln \left(x^{2} \right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right)\Leftrightarrow 3x^{2} \ge x^{2} +3\Leftrightarrow 2x^{2} -3\ge 0
Pour résoudre l'inéquation 2x2−3≥02x^{2} -3\ge 0, on utilise le discriminant.
Δ=24\Delta =24 ; x1=−62x_{1} =-\frac{\sqrt{6} }{2} et x2=62x_{2} =\frac{\sqrt{6} }{2}
L'inéquation 2x2−3≥02x^{2} -3\ge 0 est vraie si x∈]−∞;−62]∪[62;+∞[x\in \left]-\infty ;\frac{-\sqrt{6} }{2} \right]\cup \left[\frac{\sqrt{6} }{2} ;+\infty \right[.
Le domaine de définition impose que x∈]0;+∞[x\in \left]0;+\infty \right[ et l'inéquation est vraie si x∈]−∞;−62]∪[62;+∞[x\in \left]-\infty ;\frac{-\sqrt{6} }{2} \right]\cup \left[\frac{\sqrt{6} }{2} ;+\infty \right[
On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation 2ln⁡(x)+ln⁡(3)≥ln⁡(x2+3)2\ln \left(x\right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right) sont sur l'intervalle
S=[62;+∞[S=\left[\frac{\sqrt{6} }{2} ;+\infty \right[

Signaler une erreur

Aide-nous à améliorer nos contenus en signalant les erreurs ou problèmes que tu penses avoir trouvés.

Connecte-toi ou crée un compte pour signaler une erreur.