Équations et inéquations du premier degré dans ℝ×ℝ
Objectifs pédagogiques
- Identifier et vérifier les solutions d'équations dans ℝ×ℝ
- Résoudre graphiquement et algébriquement des systèmes d'équations
- Représenter graphiquement les solutions d'inéquations
- Traduire et résoudre des problèmes concrets à deux variables
Situation d'apprentissage
Pour leur fête de fin d'année, les élèves de la promotion troisième du Collège Moderne d'ABENGOUROU commandent du jus de 'Bissap' et de 'Gnamancou'. Le litre de jus de 'Bissap' coûte 400 F CFA et celui de 'Gnamancou' 500 F CFA. Les organisateurs ont commandé 20 litres de jus pour 9 200 F CFA. Deux jours avant la fête, la vendeuse appelle pour une précision sur le nombre de litres de chaque jus. Les organisateurs s'attèlent à répondre à la vendeuse.
Le cours
1. Équations du premier degré à deux variables\n\nUne équation de la forme $ax + by + c = 0$ où $a$ et $b$ ne sont pas tous nuls.\n\nExemple : $2x + 3y - 6 = 0$\nSolutions : (0, 2), (3, 0), (1, $\\frac{4}{3}$), ...\n\n## 2. Vérification d'une solution\n\nLe couple $(x_0, y_0)$ est solution si en remplaçant $x$ par $x_0$ et $y$ par $y_0$, l'égalité est vérifiée.\n\nExemple : Vérifions si (2, 1) est solution de $3x - 2y = 4$ :\n$3 \\times 2 - 2 \\times 1 = 6 - 2 = 4$ ✓\n\n## 3. Systèmes de deux équations\n\nMéthodes de résolution :\n\nmermaid\ngraph TD\n A[Système d'équations] --> B{Choix de la méthode}\n B --> C[Substitution]\n B --> D[Combinaison]\n B --> E[Graphique]\n C --> F[Isoler une variable]\n D --> G[Éliminer une variable]\n E --> H[Intersection des droites]\n F --> I[Solution unique/infini/aucune]\n G --> I\n H --> I\n\n\n## 4. Résolution par substitution\n\nRésoudre $\\begin{cases} x + y = 10 \\\\ 2x - y = 5 \\end{cases}$\n\n1. De la première équation : $x = 10 - y$\n2. Substituer dans la seconde : $2(10 - y) - y = 5$\n3. $20 - 2y - y = 5$\n4. $-3y = -15$\n5. $y = 5$\n6. $x = 10 - 5 = 5$\n7. Solution : (5, 5)\n\n## 5. Résolution par combinaison\n\nRésoudre $\\begin{cases} 3x + 2y = 12 \\\\ 2x - y = 1 \\end{cases}$\n\n1. Multiplier la seconde par 2 : $4x - 2y = 2$\n2. Ajouter à la première : $(3x + 2y) + (4x - 2y) = 12 + 2$\n3. $7x = 14$\n4. $x = 2$\n5. Remplacer : $3 \\times 2 + 2y = 12$\n6. $6 + 2y = 12$\n7. $2y = 6$\n8. $y = 3$\n\n## 6. Représentation graphique\n\nmathgraph\n{\n "type": "function",\n "title": "Système d'équations - Jus de Bissap et Gnamancou",\n "xRange": [0, 25],\n "yRange": [0, 25],\n "functions": [\n { "expression": "20 - x", "color": "#3b82f6", "name": "x + y = 20" },\n { "expression": "(9200 - 400*x)/500", "color": "#ef4444", "name": "400x + 500y = 9200" }\n ],\n "showGrid": true,\n "showAxes": true,\n "xLabel": "Bissap (L)",\n "yLabel": "Gnamancou (L)",\n "points": [\n { "x": 8, "y": 12, "color": "#10b981", "label": "Solution (8,12)" }\n ]\n}\n\n\n## 7. Inéquations dans ℝ×ℝ\n\nLa solution d'une inéquation comme $2x + 3y \\leq 6$ est un demi-plan.\n\nMéthode :\n1. Tracer la droite frontière $2x + 3y = 6$\n2. Choisir un point test (0,0)\n3. Vérifier : $2 \\times 0 + 3 \\times 0 = 0 \\leq 6$ ✓\n4. Le demi-plan contenant (0,0) est solution\n\n## 8. Application à la situation\n\nSoit $x$ : litres de Bissap, $y$ : litres de Gnamancou\n\nSystème : $\\begin{cases} x + y = 20 \\\\ 400x + 500y = 9200 \\end{cases}$\n\nRésolution :\n1. De la première : $y = 20 - x$\n2. Substituer : $400x + 500(20 - x) = 9200$\n3. $400x + 10000 - 500x = 9200$\n4. $-100x = -800$\n5. $x = 8$\n6. $y = 20 - 8 = 12$\n\nRéponse à la vendeuse : 8 litres de Bissap et 12 litres de Gnamancou.
Points clés à retenir
- Une équation à deux variables a une infinité de solutions représentées par une droite
- Un système de deux équations peut avoir une solution unique (intersection de droites)
- La solution d'une inéquation à deux variables est un demi-plan
- La résolution graphique permet de visualiser les solutions
Quiz d'auto-évaluation
Le couple (2,3) est solution de :
- $x + y = 5$
- $2x - y = 1$
- $x - 2y = -4$
- Toutes ces réponses
Réponse
Toutes ces réponses
Un système de deux équations à deux inconnues peut avoir :
- 0 solution
- 1 solution
- une infinité de solutions
- Toutes ces réponses
Réponse
Toutes ces réponses
La solution de $\\begin{cases} x + y = 5 \\\\ x - y = 1 \\end{cases}$ est :
- (2,3)
- (3,2)
- (4,1)
- (1,4)
Réponse
(3,2)
La représentation graphique de $2x + y \\leq 4$ est :
- Une droite
- Un cercle
- Un demi-plan
- Un point
Réponse
Un demi-plan
Vidéos pour approfondir
Ouvrir dans l'application (suivi de progression, quiz interactifs)