Maths-cours

COURS & EXERCICES DE MATHÉMATIQUES

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Encadrements (2)

On sait que 1x<1 - 1 \leqslant x < 1.

Donner un encadrement (aussi précis que possible) de :

  1. 12x\frac{1}{2 - x}

  2. (x5)2+1\left(x - 5\right)^{2}+1

  3. x|x|

Corrigé

  1. La fonction x2xx \mapsto 2 - x est strictement décroissante sur R\mathbb{R} car c'est une fonction affine dont le coefficient directeur est négatif donc :

    2(1)2x>212 - \left( - 1\right) \geqslant 2 - x > 2 - 1 c'est à dire 1<2x31 < 2 - x \leqslant 3

    L'encadrement précédent montre que 2x2 - x est supérieur à 1 donc strictement positif. Or la fonction inverse est strictement décroissante sur ]0;+[\left]0 ; +\infty \right[ donc :

    1>12x131 > \frac{1}{2 - x} \geqslant \frac{1}{3} c'est à dire 1312x<1\frac{1}{3} \leqslant \frac{1}{2 - x} < 1

  2. La fonction xx5x \mapsto x - 5 est strictement croissante sur R\mathbb{R} car c'est une fonction affine dont le coefficient directeur est positif donc :

    15x5<15 - 1 - 5 \leqslant x - 5 < 1 - 5 c'est à dire 6x5<4 - 6 \leqslant x - 5 < - 4

    L'encadrement précédent montre que x5x - 5 est négatif. Or la fonction carrée est strictement décroissante sur ];0[\left] - \infty ; 0 \right[ donc :

    (6)2(x5)2>(4)2\left( - 6\right)^{2} \geqslant \left(x - 5\right)^{2} > \left( - 4\right)^{2} c'est à dire 16<(x5)23616 < \left(x - 5\right)^{2} \leqslant 36

    Il suffit ensuite d'ajouter 11 à chaque membre :

    17<(x5)2+13717 < \left(x - 5\right)^{2}+1 \leqslant 37

  3. La fonction xxx \mapsto |x| n'est pas monotone sur l'intervalle [1;1[\left[ - 1 ; 1 \right[. Donc il n'est pas possible d'utiliser un raisonnement identique à celui utilisé dans les questions précédentes.

    On peut utiliser un graphique ou raisonner par disjonction de cas :

    1. Si xx est positif ou nul :

      0x<10 \leqslant x < 1

      La fonction xxx \mapsto |x| est strictement croissante sur [0;+[\left[0 ; +\infty \right[ donc

      0x<1|0| \leqslant |x| < |1| soit 0x<10 \leqslant |x| < 1

    2. Si xx est strictement négatif :

      1x<0 - 1 \leqslant x < 0

      La fonction xxx \mapsto |x| est strictement décroissante sur ];0]\left] - \infty ; 0\right] donc

      1x>0| - 1| \geqslant |x| > |0| c'est à dire 0<x10 < |x| \leqslant 1

    En regroupant les deux cas on trouve que 0x10 \leqslant |x| \leqslant 1