SÉRIE D’EXERCICES COMPLÈTE – MATHÉMATIQUES
Chapitre 6 : Ordre et Opérations
Comparaison & Encadrement – Niveau 3AC
Objectif : Utiliser le signe de \(a-b\) pour comparer \(a\) et \(b\).
- Comparer les nombres \(\frac{7}{5}\) et \(\frac{4}{3}\) en calculant leur différence.
- Soient \(a\) et \(b\) deux nombres tels que \(a – b = -3\). Comparer \(a\) et \(b\).
- Soit \(x\) un nombre réel.
a) Développer \((x – 1)^2\).
b) Calculer la différence \((x^2 + 1) – 2x\).
c) En déduire une comparaison entre \(x^2 + 1\) et \(2x\).
Objectif : Comparer les carrés de nombres positifs.
Dans chaque cas, comparer les deux nombres sans calculatrice :
- \(3\sqrt{2}\) et \(2\sqrt{5}\).
- \(5\) et \(2\sqrt{7}\).
- \(4\) et \(\sqrt{15}\).
- En déduire le signe de \(3\sqrt{2} – 2\sqrt{5}\).
Objectif : Manipuler les inégalités sans se tromper de sens.
Soit \(x\) un nombre réel tel que \(x \geq 3\).
Déterminer, en justifiant, une inégalité pour chacun des nombres suivants :
- \(x + 5\)
- \(x – 7\)
- \(4x\)
- \(-2x\) (Attention au sens !)
- \(\frac{1}{x}\) (Inverse)
Objectif : Encadrer \(x+y\) et \(xy\).
Soient \(x\) et \(y\) deux nombres réels tels que :
\(2 \leq x \leq 5 \quad \text{et} \quad 3 \leq y \leq 4\)
- Encadrer \(x + y\).
- Encadrer \(x \times y\).
- Encadrer \(2x + 3y\).
Objectif : Encadrer \(x-y\).
On reprend les mêmes données : \(2 \leq x \leq 5\) et \(3 \leq y \leq 4\).
- Encadrer \(-y\).
- En déduire l’encadrement de \(x – y\) (Rappel : \(x – y = x + (-y)\)).
- Peut-on dire que \(2 – 3 \leq x – y \leq 5 – 4\) ? Justifier.
Objectif : Encadrer \(\frac{x}{y}\).
Toujours avec : \(2 \leq x \leq 5\) et \(3 \leq y \leq 4\).
- Encadrer \(\frac{1}{y}\). (Attention au changement d’ordre pour les inverses).
- En déduire l’encadrement de \(\frac{x}{y}\) (Rappel : \(\frac{x}{y} = x \times \frac{1}{y}\)).
Objectif : Calculer la précision d’un encadrement.
On a trouvé l’encadrement : \(10 \leq A \leq 12,5\).
- Quelle est l’amplitude de cet encadrement ?
- Si on sait que \(x\) est une valeur approchée de \(\sqrt{7}\) à \(10^{-2}\) près par défaut, donner l’encadrement de \(x\).
Objectif : Lien entre ordre et racine carrée.
On considère l’expression \(E = \sqrt{(3\sqrt{2} – 5)^2}\).
- Comparer \(3\sqrt{2}\) et \(5\).
- Quel est le signe de \(3\sqrt{2} – 5\) ?
- En déduire une écriture simplifiée de \(E\) sans racine ni carré.
Objectif : Appliquer l’encadrement à une figure.
Un rectangle a une longueur \(L\) et une largeur \(l\) telles que :
\(7 < L < 8 \quad \text{et} \quad 3 < l < 4\)
- Encadrer le périmètre \(P\) de ce rectangle.
- Encadrer l’aire \(S\) de ce rectangle.
Objectif : Synthèse et réflexion.
Soient \(a\) et \(b\) deux nombres réels strictement positifs.
- Développer \((\sqrt{a} – \sqrt{b})^2\).
- En déduire que \(a + b \geq 2\sqrt{ab}\).
- Application : Montrer que si un rectangle a une aire de 100 cm², son périmètre est au moins de 40 cm.
