درس L'ordre dans IR — الجذع المشترك العلمي (خيار فرنسية)

درس «L'ordre dans IR» لتلاميذ الجذع المشترك العلمي (خيار فرنسية) بالفرنسية والعربية: Ordre et opérations - Intervalles - Réunion et intersection - Valeur absolue - Encadrement et approximations. Cours L'ordre dans IR — Tronc commun scientifique (BIOF).

📖 حل فـ MathsClick (الورقة بخط اليد، بالعربية والفرنسية)

Ordre et opérations

Définition Comparer deux réels

Comparer $a$ et $b$, c’est chercher lequel est le plus grand. On a :

$a<b\iff a-b<0$

Comparer $a$ et $b$ revient donc à étudier le signe de $a-b$.

Exemple

Comparer $a=\dfrac{5}{7}$ et $b=\dfrac{7}{10}$ : $a-b=\dfrac{50-49}{70}=\dfrac{1}{70}>0$.

$a>b$

Propriété Ordre et addition

  • Si $a<b$, alors $a+c<b+c$ et $a-c<b-c$ : ajouter ou soustraire un même nombre ne change pas le sens.
  • Si $a<b$ et $c<d$, alors $a+c<b+d$ (on peut additionner membre à membre).

Propriété Ordre et multiplication

  • Si $a<b$ et $c>0$, alors $ac<bc$ : multiplier par un nombre strictement positif ne change pas le sens.
  • Si $a<b$ et $c<0$, alors $ac>bc$ : multiplier par un nombre strictement négatif change le sens.
  • Si $a$, $b$, $c$, $d$ sont positifs avec $a<b$ et $c<d$, alors $ac<bd$.
  • Pour $b\neq0$ : si $a$ et $b$ sont positifs, $a<b\iff\dfrac{a}{b}<1$ ; s’ils sont négatifs, $a<b\iff\dfrac{a}{b}>1$.

Propriété Ordre et inverse

Si $a$ et $b$ sont non nuls et de même signe :

$a<b\iff\dfrac{1}{a}>\dfrac{1}{b}$

Deux nombres de même signe et leurs inverses sont rangés dans l’ordre inverse.

Propriété Ordre et carré, ordre et racine carrée

  • Si $a$ et $b$ sont positifs : $a<b\iff a^2<b^2\iff\sqrt{a}<\sqrt{b}$ (même ordre).
  • Si $a$ et $b$ sont négatifs : $a<b\iff a^2>b^2$ (ordre inverse).

Exemple

Sachant que $2<x<3$, encadrer $-2x+1$, $x^2$ et $\dfrac{1}{x}$.

$-6<-2x<-4$ (multiplication par $-2$), donc $-5<-2x+1<-3$ ; $x>0$ : $4<x^2<9$ et $\dfrac{1}{3}<\dfrac{1}{x}<\dfrac{1}{2}$.

Intervalles de ℝ

Définition

Soient $a<b$ deux réels.

| Intervalle | Inégalité | Nom |

| $[a;b]$ | $a\leq x\leq b$ | fermé |

| $[a;b[$ | $a\leq x<b$ | ouvert à droite |

| $]a;b]$ | $a<x\leq b$ | ouvert à gauche |

| $]a;b[$ | $a<x<b$ | ouvert |

| $]-\infty;b]$ | $x\leq b$ | non borné |

| $]-\infty;b[$ | $x<b$ | non borné |

| $[a;+\infty[$ | $x\geq a$ | non borné |

| $]a;+\infty[$ | $x>a$ | non borné |

Remarque

Pour les intervalles bornés d’extrémités $a$ et $b$ : la longueur (amplitude) est $b-a$, le centre est $c=\dfrac{a+b}{2}$ et le rayon est $r=\dfrac{b-a}{2}$.

On a aussi $\mathbb{R}=]-\infty;+\infty[$.

Définition Réunion et intersection

  • La réunion $I\cup J$ est l’ensemble des réels qui appartiennent à $I$ ou à $J$.
  • L’intersection $I\cap J$ est l’ensemble des réels qui appartiennent à $I$ et à $J$.

Exemple

$[-2;3]\cup[1;5]=[-2;5]$ ; $[-2;3]\cap[1;5]=[1;3]$

Sur la droite graduée : la réunion est la partie hachurée au moins une fois, l’intersection la partie hachurée deux fois.

Valeur absolue d’un nombre réel

Définition Distance entre deux réels

La distance entre $x$ et $y$ est la différence entre le plus grand et le plus petit ; elle est notée $|x-y|$ (ou $|y-x|$).

Si $M$ et $N$ ont pour abscisses $x$ et $y$ sur une droite graduée, alors $|x-y|=MN$.

Définition Valeur absolue

$|x|$ est la distance entre $x$ et $0$ :

si $x\geq0$ : $|x|=x$ ; si $x\leq0$ : $|x|=-x$

Propriété

$|x|=0\iff x=0$ ; $|-x|=|x|$ ; $|x|^2=x^2$ ; $\sqrt{x^2}=|x|$

$|x|=|y|\iff x=y$ ou $x=-y$ ; $|xy|=|x|\times|y|$ ; $\left|\dfrac{x}{y}\right|=\dfrac{|x|}{|y|}$ $(y\neq0)$

Inégalité triangulaire : $|x+y|\leq|x|+|y|$.

Propriété Les inégalités $|x-a|\leq r$ et $|x-a|\geq r$

Soient $a\in\mathbb{R}$ et $r>0$ :

$|x-a|\leq r\iff a-r\leq x\leq a+r\iff x\in[a-r;a+r]$

$|x-a|\geq r\iff x\in]-\infty;a-r]\cup[a+r;+\infty[$

Exemple

Résoudre $|x-3|\leq2$ et $|2x+1|>5$.

$|x-3|\leq2\iff1\leq x\leq5$ ; $|2x+1|>5\iff2x+1>5$ ou $2x+1<-5$

$S_1=[1;5]$ ; $S_2=]-\infty;-3[\cup]2;+\infty[$

Encadrement et approximations

Définition Encadrement

On dit que $a$ et $b$ encadrent $x$ lorsque $a\leq x\leq b$ ; le nombre $b-a$ est l’amplitude de l’encadrement.

Définition Valeur approchée

Soit $r>0$. $a$ est une valeur approchée de $x$ à $r$ près lorsque $|x-a|\leq r$ :

  • par défaut si $a\leq x\leq a+r$ ;
  • par excès si $a-r\leq x\leq a$.

Propriété

Si $a\leq x\leq b$, alors $\dfrac{a+b}{2}$ est une valeur approchée de $x$ à $\dfrac{b-a}{2}$ près.

Exemple

$1{,}41\leq\sqrt{2}\leq1{,}42$ : $1{,}41$ est une valeur approchée de $\sqrt{2}$ à $10^{-2}$ près par défaut, $1{,}42$ par excès.

$1{,}415$ est une valeur approchée de $\sqrt{2}$ à $0{,}005$ près

À retenir

  • $a<b\iff a-b<0$ ; multiplier par un négatif change le sens ; même signe : inverses en ordre inverse.
  • $|x-a|\leq r\iff x\in[a-r;a+r]$ ; $\sqrt{x^2}=|x|$ ; $|x+y|\leq|x|+|y|$.
  • $a\leq x\leq b$ : $\dfrac{a+b}{2}$ approche $x$ à $\dfrac{b-a}{2}$ près.

النسخة العربية

الترتيب والعمليات

تعريف مقارنة عددين حقيقيين

مقارنة $a$ و $b$ هي معرفة أيهما الأكبر. لدينا :

$a<b\iff a-b<0$

إذن مقارنة $a$ و $b$ تعود إلى دراسة إشارة $a-b$.

مثال

قارن $a=\dfrac{5}{7}$ و $b=\dfrac{7}{10}$ : $a-b=\dfrac{50-49}{70}=\dfrac{1}{70}>0$.

$a>b$

خاصية الترتيب والجمع

  • إذا كان $a<b$ فإن $a+c<b+c$ و $a-c<b-c$ : إضافة أو طرح نفس العدد لا يغير المنحى.
  • إذا كان $a<b$ و $c<d$ فإن $a+c<b+d$ (يمكن الجمع طرفاً بطرف).

خاصية الترتيب والضرب

  • إذا كان $a<b$ و $c>0$ فإن $ac<bc$ : الضرب في عدد موجب قطعاً لا يغير المنحى.
  • إذا كان $a<b$ و $c<0$ فإن $ac>bc$ : الضرب في عدد سالب قطعاً يغير المنحى.
  • إذا كانت $a$ و $b$ و $c$ و $d$ موجبة مع $a<b$ و $c<d$ فإن $ac<bd$.
  • من أجل $b\neq0$ : إذا كان $a$ و $b$ موجبين فإن $a<b\iff\dfrac{a}{b}<1$ ؛ وإذا كانا سالبين فإن $a<b\iff\dfrac{a}{b}>1$.

خاصية الترتيب والمقلوب

إذا كان $a$ و $b$ غير منعدمين ولهما نفس الإشارة :

$a<b\iff\dfrac{1}{a}>\dfrac{1}{b}$

عددان لهما نفس الإشارة ومقلوباهما مرتبة بترتيب معاكس.

خاصية الترتيب والمربع، الترتيب والجذر المربع

  • إذا كان $a$ و $b$ موجبين : $a<b\iff a^2<b^2\iff\sqrt{a}<\sqrt{b}$ (نفس الترتيب).
  • إذا كان $a$ و $b$ سالبين : $a<b\iff a^2>b^2$ (ترتيب معاكس).

مثال

علماً أن $2<x<3$، أطّر $-2x+1$ و $x^2$ و $\dfrac{1}{x}$.

$-6<-2x<-4$ (الضرب في $-2$)، إذن $-5<-2x+1<-3$ ؛ $x>0$ : $4<x^2<9$ و $\dfrac{1}{3}<\dfrac{1}{x}<\dfrac{1}{2}$.

مجالات ℝ

تعريف

ليكن $a<b$ عددين حقيقيين.

| المجال | المتفاوتة | الاسم |

| $[a;b]$ | $a\leq x\leq b$ | مغلق |

| $[a;b[$ | $a\leq x<b$ | مفتوح على اليمين |

| $]a;b]$ | $a<x\leq b$ | مفتوح على اليسار |

| $]a;b[$ | $a<x<b$ | مفتوح |

| $]-\infty;b]$ | $x\leq b$ | غير محدود |

| $]-\infty;b[$ | $x<b$ | غير محدود |

| $[a;+\infty[$ | $x\geq a$ | غير محدود |

| $]a;+\infty[$ | $x>a$ | غير محدود |

ملاحظة

بالنسبة للمجالات المحدودة ذات الطرفين $a$ و $b$ : الطول (السعة) هو $b-a$، والمركز هو $c=\dfrac{a+b}{2}$، والشعاع هو $r=\dfrac{b-a}{2}$.

ولدينا أيضاً $\mathbb{R}=]-\infty;+\infty[$.

تعريف الاتحاد والتقاطع

  • الاتحاد $I\cup J$ هو مجموعة الأعداد الحقيقية التي تنتمي إلى $I$ أو إلى $J$.
  • التقاطع $I\cap J$ هو مجموعة الأعداد الحقيقية التي تنتمي إلى $I$ و إلى $J$.

مثال

$[-2;3]\cup[1;5]=[-2;5]$ ; $[-2;3]\cap[1;5]=[1;3]$

على المستقيم المدرج : الاتحاد هو الجزء المخطط مرة واحدة على الأقل، والتقاطع هو الجزء المخطط مرتين.

القيمة المطلقة لعدد حقيقي

تعريف المسافة بين عددين حقيقيين

المسافة بين $x$ و $y$ هي الفرق بين أكبرهما وأصغرهما ؛ ونرمز لها بـ $|x-y|$ (أو $|y-x|$).

إذا كان أفصولا $M$ و $N$ على مستقيم مدرج هما $x$ و $y$ فإن $|x-y|=MN$.

تعريف القيمة المطلقة

$|x|$ هي المسافة بين $x$ و $0$ :

إذا كان $x\geq0$ : $|x|=x$ ؛ إذا كان $x\leq0$ : $|x|=-x$

خاصية

$|x|=0\iff x=0$ ; $|-x|=|x|$ ; $|x|^2=x^2$ ; $\sqrt{x^2}=|x|$

$|x|=|y|\iff x=y$ أو $x=-y$ ؛ $|xy|=|x|\times|y|$ ؛ $\left|\dfrac{x}{y}\right|=\dfrac{|x|}{|y|}$ $(y\neq0)$

المتفاوتة المثلثية : $|x+y|\leq|x|+|y|$.

خاصية المتفاوتتان $|x-a|\leq r$ و $|x-a|\geq r$

ليكن $a\in\mathbb{R}$ و $r>0$ :

$|x-a|\leq r\iff a-r\leq x\leq a+r\iff x\in[a-r;a+r]$

$|x-a|\geq r\iff x\in]-\infty;a-r]\cup[a+r;+\infty[$

مثال

حل $|x-3|\leq2$ و $|2x+1|>5$.

$|x-3|\leq2\iff1\leq x\leq5$ ; $|2x+1|>5\iff2x+1>5$ أو $2x+1<-5$

$S_1=[1;5]$ ; $S_2=]-\infty;-3[\cup]2;+\infty[$

التأطير والقيم المقربة

تعريف التأطير

نقول إن $a$ و $b$ يؤطران $x$ إذا كان $a\leq x\leq b$ ؛ والعدد $b-a$ هو سعة التأطير.

تعريف القيمة المقربة

ليكن $r>0$. يكون $a$ قيمة مقربة للعدد $x$ إلى $r$ إذا كان $|x-a|\leq r$ :

  • بتفريط إذا كان $a\leq x\leq a+r$ ؛
  • بإفراط إذا كان $a-r\leq x\leq a$.

خاصية

إذا كان $a\leq x\leq b$ فإن $\dfrac{a+b}{2}$ قيمة مقربة للعدد $x$ إلى $\dfrac{b-a}{2}$.

مثال

$1{,}41\leq\sqrt{2}\leq1{,}42$ : $1{,}41$ قيمة مقربة للعدد $\sqrt{2}$ إلى $10^{-2}$ بتفريط، و $1{,}42$ بإفراط.

$1{,}415$ قيمة مقربة للعدد $\sqrt{2}$ إلى $0{,}005$

للحفظ

  • $a<b\iff a-b<0$ ؛ الضرب في عدد سالب يغير المنحى ؛ نفس الإشارة : المقلوبان بترتيب معاكس.
  • $|x-a|\leq r\iff x\in[a-r;a+r]$ ؛ $\sqrt{x^2}=|x|$ ؛ $|x+y|\leq|x|+|y|$.
  • $a\leq x\leq b$ : $\dfrac{a+b}{2}$ تقرب $x$ إلى $\dfrac{b-a}{2}$.

← كل الدروس والفروض ديال الجذع المشترك العلمي (خيار فرنسية)