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Résoudre dans $\mathbb R$ les inéquations suivantes.
a.
$e^{x^2 + 6x + 5} \geqslant 1$ ;
Corrigé
On a :
\[\begin{aligned}
\mathrm e^{x^2+6x + 5} &\geqslant 1&
\\ \iff
\mathrm e^{x^2+6x+5} &\geqslant \mathrm e^0&
\\ \iff
x^2 + 6x + 5 &\geqslant 0.&
\end{aligned}\]
Le polynôme de degré deux $x^2+6x+5$ admet $-1$ pour racine évidente puisque
\[(-1)^2 + 6(-1) + 5 = 1-6+5 = 0.\]
Le produit de ses deux racines est $\dfrac ca = \dfrac 5 1$, donc son autre
racine est $-5$.
De plus, son coefficient de degré 2 est 1, positif; il est donc positif à
l'extérieur de ses racines.
Donc l'ensemble solution de cette inéquation est
\[S = ]-\infty;-5]\cup[-1;+\infty[.\]
b.
$\mathrm e^{-x^2 - 3x + 5} > \mathrm e$ ;
Corrigé
On a :
\[\begin{aligned}
\mathrm e^{-x^2-3x+5} &> \mathrm e&
\\ \iff
\mathrm e^{-x^2-3x+5} &> \mathrm e^1&
\\ \iff
-x^2 -3x + 5 &> 1&
\\ \iff
-x^2 - 3x + 5 - 1 &> 0&
\\ \iff
-x^2 -3x + 4&> 0.&
\end{aligned}\]
Le polynôme $-x^2 -3x + 4$ admet 1 pour racine évidente car
\[-1^2 - 3\times 1 + 4 = -1 - 3 + 4 = 0.\]
Le produit des racines est $\frac c a = 4$, donc son autre racine est 4.
Le coefficient de degré 2 est $-1$ qui est négatif, donc ce polynôme
est négatif à l'extérieur de ses racines.
L'inéquation a donc pour ensemble solution:
\[S = ]1;4[.\]
c.
$\mathrm e^{2x^2 - 3x - 1} \le \left(\mathrm e^4\right)^2$ ;
Corrigé
On a :
\[\begin{aligned}
\mathrm e^{2x^2 - 3x - 1} &\le \left(\mathrm e^4\right)^2&
\\ \iff
\mathrm e^{2x^2 - 3x - 1} &\le \mathrm e^{4\times 2}&
\\ \iff
\mathrm e^{2x^2 - 3x - 1} &\le \mathrm e^8&
\\ \iff
2x^2 - 3x - 1 &\le 8&
\\ \iff
2x^2 -3x - 1 - 8 &\le 0&
\\ \iff
2x^2 - 3x - 9 &\le 0.&
\end{aligned}\]
Ce polynôme a pour discriminant
\[\Delta = (-3)^2 - 4\times 2 \times (-9) = 81.\]
Il est strictement positif, donc le polynôme admet deux racines:
\[\begin{aligned}
x_1 &=\frac{3-\sqrt{81}}{2\times 2} = \frac{3-9}4 = -\frac 64 = -\frac 32\;;&
\\
x_2 &=\frac{3+\sqrt{81}}{2\times 2} = \frac{3+9}4 = \frac{12}4 = 3.&
\end{aligned}\]
Son coefficient de degré 2 est 2, donc positif, ce qui signifie qu'il est positif
à l'extérieur de ses racines.
\[S = \left[-\frac 32;3\right].\]
d.
$\dfrac{\mathrm e^{x^2} \times \left(\mathrm e^{-5}\right)^3}{\left(\mathrm e^x\right)^2}
\leqslant 1$.
Corrigé
On a :
\[\begin{aligned}
\frac{\mathrm e^{x^2} \times \left(\mathrm e^{-5}\right)^3}
{\left(\mathrm e^{x}\right)^2} &\le 1&
\\ \iff
\frac{\mathrm e^{x^2 - 5\times 3}}{\mathrm e^{2x}} &\le 1&
\\ \iff
\mathrm e^{x^2 - 15} &\le \mathrm e^{2x}&
\\ \iff
x^2 - 15 &\le 2x&
\\ \iff
x^2 -2x - 15 &\le 0.&
\end{aligned}\]
Ce polynôme admet pour racine évidente $-3$ car
\[(-3)^2 - 2\times (-3) - 15 = 9 + 6 - 15 = 0.\]
Sachant que le produit des deux racines est $\frac c a = -15$, l'autre racine est donc 5.
Le coefficient de degré 2 est $a=1$, positif, donc ce polynôme est positif à
l'extérieur de ses racines.
L'inéquation a donc pour ensemble solution
\[S = [-3;5].\]
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