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ExerciceSeconde, chapitre 2 — Calcul littéral · Exercices de synthèse

Exercice 35

Calcul

On considère l'expression F(x)=x2−1x2+2x+1F(x)=\dfrac{x^2-1}{x^2+2x+1}.

1. Déterminer les valeurs interdites de FF.

2. Factoriser le numérateur et le dénominateur, puis simplifier F(x)F(x).

3. Calculer F(0)F(0), F(2)F(2) et F(−3)F(-3) à l'aide de la forme simplifiée.

4. Écrire F(x)−1F(x)-1 sous la forme d'un quotient unique.

5. En déduire que, pour toute valeur de xx autorisée, F(x)=1−2x+1F(x)=1-\dfrac{2}{x+1}.

Corrigé

1. Le dénominateur se factorise : x2+2x+1=(x+1)2x^2+2x+1=(x+1)^2, et ce carré s'annule uniquement lorsque x+1=0x+1=0 : la seule valeur interdite est −1\boxed{\text{la seule valeur interdite est }-1}

2. On factorise le numérateur à l'aide de la différence de deux carrés : F(x)=(x−1)(x+1)(x+1)(x+1)F(x)=\frac{(x-1)(x+1)}{(x+1)(x+1)} On simplifie alors par le facteur commun (x+1)(x+1), non nul : F(x)=x−1x+1\boxed{F(x)=\frac{x-1}{x+1}}

3. Avec cette écriture simplifiée : F(0)=−11=−1F(2)=13=13F(−3)=−4−2=2F(0)=\frac{-1}{1}=\boxed{-1} \qquad F(2)=\frac{1}{3}=\boxed{\frac{1}{3}} \qquad F(-3)=\frac{-4}{-2}=\boxed{2}

4. On écrit 1=x+1x+11=\dfrac{x+1}{x+1} afin d'obtenir le même dénominateur : F(x)−1=x−1x+1−x+1x+1=x−1−(x+1)x+1=x−1−x−1x+1\begin{aligned} F(x)-1 &= \frac{x-1}{x+1}-\frac{x+1}{x+1}\\ &= \frac{x-1-(x+1)}{x+1}=\frac{x-1-x-1}{x+1} \end{aligned}

F(x)−1=−2x+1\boxed{F(x)-1=\frac{-2}{x+1}}

5. En ajoutant 11 à chaque membre de l'égalité précédente, on obtient immédiatement, pour toute valeur de xx différente de −1-1 : F(x)=1−2x+1\boxed{F(x)=1-\frac{2}{x+1}} Cette écriture montre au passage que F(x)F(x) ne vaut jamais exactement 11, puisque le quotient 2x+1\dfrac{2}{x+1} ne s'annule pour aucune valeur de xx.

Dans l'édifice

Thèmes

factorisation, expressions rationnelles

Notions

anneau de polynômes

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