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Fiche de cours

Équations et inéquations du premier degré à une inconnue

10 min de lectureAu programme du concours d’agent administratif et du concours de contrôleur des Finances publiques

Testez-vous · sans compte

Vrai ou faux ?

La solution de 3x + 5 = 20 est x = 5.

Trouver un nombre inconnu à partir d'une égalité : c'est l'équation du premier degré, au programme du collège et des QCM de catégorie C et de contrôleur, où elle sert aussi à résoudre les petits problèmes d'âges, de partages et de prix. L'inéquation ajoute une seule difficulté, mais elle piège souvent : le sens de l'inégalité change quand on multiplie ou divise par un nombre négatif.

À retenir

  • Une équation du premier degré s'écrit ax + b = c avec a ≠ 0 ; ajouter un même nombre aux deux membres, ou les multiplier ou diviser par un même nombre non nul, conserve ses solutions.
  • Méthode : développer si besoin, regrouper les termes en x d'un côté et les nombres de l'autre, diviser par le coefficient de x s'il est non nul, vérifier en remplaçant. S'il est nul, examiner l'égalité obtenue sans diviser.
  • 3x + 5 = 20 donne x = 5 ; 2(x − 3) = 10 donne x = 8 ; 5x − 7 = 2x + 8 donne x = 5 ; x/4 + 2 = 6 donne x = 16.
  • Une inéquation se résout comme une équation, sauf qu'en multipliant ou divisant par un nombre négatif on change le sens de l'inégalité : −2x ≤ 8 donne x ≥ −4.
  • 3x + 2 > 11 donne x > 3 ; 4 − x = x + 10 donne x = −3.
  • Mettre un problème en équation : choisir l'inconnue, traduire chaque phrase, résoudre, vérifier avec l'énoncé.
  • Une équation du type 7x = 0 a pour solution 0 ; une équation qui aboutit à 0 = 5 n'a pas de solution, à 0 = 0 en a une infinité.

Résoudre une équation

Pour conserver les solutions, on ajoute ou soustrait la même expression des deux côtés, ou on multiplie ou divise les deux membres par un même nombre non nul. Pour 3x + 5 = 20, on retire 5 des deux côtés (3x = 15) puis on divise par 3 (x = 5). Pour 5x − 7 = 2x + 8, on retire 2x (3x − 7 = 8), on ajoute 7 (3x = 15), on divise (x = 5). Quand l'équation contient des parenthèses, on développe d'abord : 2(x − 3) = 10 devient 2x − 6 = 10, puis 2x = 16, x = 8. Quand elle contient une fraction, on peut multiplier tout par le dénominateur (x/4 + 2 = 6 devient x + 8 = 24) ou isoler d'abord la fraction (x/4 = 4) : dans les deux cas, x = 16.

Quatre équations, quatre gestes
ÉquationGeste cléSolutionVérification
3x + 5 = 20Retirer 5, diviser par 353 × 5 + 5 = 20
2(x − 3) = 10Développer, puis isoler82 × (8 − 3) = 10
5x − 7 = 2x + 8Regrouper les x à gauche, les nombres à droite525 − 7 = 10 + 8
4 − x = x + 10Regrouper : 4 − 10 = 2x−34 + 3 = −3 + 10

Un nombre augmenté de son double vaut 27 : x + 2x = 27, donc 3x = 27 et x = 9.

Résoudre une inéquation

Les mêmes gestes s'appliquent, avec une règle en plus : multiplier ou diviser les deux membres par un nombre négatif inverse le sens de l'inégalité. 3x + 2 > 11 donne 3x > 9 puis x > 3, sans changement. −2x ≤ 8 donne, en divisant par −2, x ≥ −4 : le « ≤ » devient « ≥ ». La solution d'une inéquation est un ensemble de nombres, que l'on peut représenter sur une droite graduée ; un crochet indique si la borne est comprise.

Confusions fréquentes

Diviser par un négatif retourne l'inégalité
−x > 5 signifie x < −5. Vérifier avec une valeur : x = −6 donne −(−6) = 6, qui est bien supérieur à 5.
Ajouter ou soustraire ne change jamais le sens
Seules la multiplication et la division par un négatif inversent l'inégalité ; ajouter −3 des deux côtés ne la retourne pas.
Ne pas confondre solution et vérification
Après avoir trouvé x, remplacer dans l'équation d'origine : si l'égalité est fausse, une erreur de signe s'est glissée en chemin.

Mettre un problème en équation

Nommer l'inconnue avec précision (« soit l la largeur, en mètres »), traduire chaque phrase de l'énoncé en expression (la longueur vaut la largeur plus 3 : l + 3 ; le périmètre vaut 30 : 2l + 2(l + 3) = 30), résoudre (4l + 6 = 30, l = 6), puis répondre à la question posée avec l'unité (largeur 6 m, longueur 9 m) et vérifier (2 × 6 + 2 × 9 = 30).

Au QCM, si la mise en équation résiste, tester les propositions dans l'énoncé : la bonne réponse est celle qui rend toutes les phrases vraies. C'est légitime et souvent plus rapide.

Se tester : vrai ou faux ?

Décidez si l’affirmation est vraie ou fausse, puis ouvrez le corrigé.

  1. 1.La solution de 3x + 5 = 20 est x = 5.Voir le corrigé

    Vrai

    3x = 15 puis x = 5 ; vérification : 15 + 5 = 20.

  2. 2.Pour résoudre −2x ≤ 8, on divise par −2 sans changer le sens de l'inégalité.Voir le corrigé

    Faux

    Diviser par un négatif inverse le sens : x ≥ −4.

  3. 3.Ajouter le même nombre aux deux membres d'une inéquation ne change jamais son sens.Voir le corrigé

    Vrai

    Seules la multiplication et la division par un négatif retournent l'inégalité.

  4. 4.L'équation 2(x − 3) = 10 a pour solution x = 5.Voir le corrigé

    Faux

    2x − 6 = 10 donne 2x = 16, donc x = 8 ; vérification : 2 × 5 = 10.

  5. 5.L'équation 7x = 0 a pour solution x = 0.Voir le corrigé

    Vrai

    Un produit est nul si l'un de ses facteurs est nul ; 7 ne l'est pas, donc x = 0.

  6. 6.Une équation qui aboutit à 0 = 5 a une infinité de solutions.Voir le corrigé

    Faux

    0 = 5 est toujours faux : l'équation n'a aucune solution. C'est 0 = 0 qui en a une infinité.

Textes de référence

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