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systeme à 3 inconnues

Posté par
Boubounettem
07-11-20 à 21:59

Bonjour,
j'ai le système suivant à résoudre :
a+b+c= 0
exp(a)+exp(b)+exp(c)=3
en injectant c=-a-b dans la 2eme équation je trouve
exp(2a)exp(b) + exp(2b)exp(a) + 1 = 3exp(a)exp(b)
comment trouver les valeurs de a b et c?
merci d'avance

* Modération >  Niveau de la demande modifié en fonction du profil *

Posté par
lafol Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 07-11-20 à 22:14

Bonjour
si tu considères a comme un paramètre, tu as une équation du second degré en e^b, que tu peux résoudre en faisant attention à ne conserver que des solutions strictement positives. tu en déduiras b en fonction de a, puis c = -b-a

(il y a déjà une solution "évidente" : a=b=c=0)

Posté par
jsvdb
re : systeme à 3 inconnues 07-11-20 à 22:21

Salut Boubounettem.

Tu peux toujours considérer que la première ligne s'écrit xyz = 1 avec x=e^a,y=e^b \text{ et } z=e^c.
Du coup ton système devient :

xyz = 1
x+y+z = 3

ou encore

xy = 1/z
x+y = 3-z

Et tu appliques la résolution classique en somme/ produit par une équation du second degré.

Posté par
jsvdb
re : systeme à 3 inconnues 07-11-20 à 22:22

(ha oops, bonsoir lafol)

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 07-11-20 à 22:25

si je comprends bien votre réponse, j'ai
exp(2b)exp(a) + exp(b)*(exp(2a)-3exp(a)) + 1 =0
delta = (exp(2a) - 3exp(a))² -4exp(a)
comment je connais le signe de delta?
comment je calcule une solution à partir de ce delta?
merci d'avance

Posté par
lafol Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 07-11-20 à 22:33

l'indication de jsvdb sera plus facile à suivre

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 07-11-20 à 22:38

merci à tous les 2 je vais tenter de terminer mon exercice

Posté par
alb12
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 10:04

salut,
1/ connais tu l'inegalite arithmetico geometrique ?
2/ ta question fait-elle partie d'un exercice ?

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 10:11

Bonjour,

Tu as un système de 2 equations a 3 inconnues, ce qui est en principe insuffisant pour déterminer a, b, c, donc tu es obligé comme te l'à fait remarquer lafol de prendre une des inconnues comme paramètre.

Tu peux aussi au passage remarquer qu'ils ont un rôle symétrique. (Ça pourrait servir).

Ce que t'à proposé jsvdb est très pratique de ramener ton système à des x,y,z et te débarrasser des exponentielles, mais une fois résolus tu peux revenir aux inconnues initiaux.

Tu as donc:
xyz=1; x+y+z=3

Ca reviens à résoudre une équation du second degré avec x,y ou z comme paramètre,  ce n'est pas de la tarte,  A moins que tu n'ai oublié une équation. alors ça changerait tout et là tu aura à résoudre une équation du 3ème degré  (somme des racines =3; produit des racines =1; ...) de la forme w^3-3w^3+\alpha w-1=0

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 10:15

Bonjour alb12,


Il fallait y penser.

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 10:39

bonjour
mon exercice ne comporte que ce systeme de 2 équations à 3 inconnues
je ne connais pas l inégalite  arithmetico geometrique

j'ai pousuivi la démarche proposée par jsvdb mais je n'arrive pas à finir

je trouve x² + x(-3+z) + 1/z =0
delta = (-3+z)² -4/z
mais je ne sais pas comment trouver le signe de delta
et apres je vais trouver x n fonction de z mais ce ne me donne pas a et c que je cherche

merci pour votre aide

Posté par
alb12
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 10:52

"je ne connais pas l inégalite  arithmetico geometrique"
tout fout le camp en prepa

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 11:10

je ne demande qu'à apprendre
pourquoi faut il utiliser cette inégalité? pour trouver le signe de delta?

Posté par
alb12
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 11:14

si tu ne l'as pas vu on laisse tomber à moins que ton professeur autorise les recherches sur le web
manifestement il faut suivre les indications des autres aidants

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 11:45

ok merci
pour répondre à une question, mon exercice ne comporte que ce systeme de 2 équations à 3 inconnues

j'ai poursuivi la démarche proposée par jsvdb mais je n'arrive pas à finir

je trouve x² + x(-3+z) + 1/z =0
delta = (-3+z)² -4/z
mais je ne sais pas comment trouver le signe de delta
et après je vais trouver x n fonction de z mais ce ne me donne pas a et c que je cherche

merci pour votre aide

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 12:07

La moyenne géométrique de n réels strictement positifs x_{1},\,\dots ,\,x_{n} est inférieure à leur moyenne arithmétique :

\sqrt[{n}]{x_{1}\dots x_{n}}\leqslant \dfrac {x_{1}+\dots +x_{n}}{n};    avec égalité (si et) seulement si  x_{1}=x_{2}=\dots =x_{n}.

Source: wikipedia ainsi les cours sur les moyennes arithmétique, géométrique, harmonique, ... qui doivent être vus par un élève en Terminale, c'est vrai qu'ils ne sont pas très utilisés mais on est censé les connaitre.

Dans notre cas x,y,z sont strictement positifs, donc ...

Posté par
alb12
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 14:24

oui mais Boubounettem n'en veut pas

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 14:28

Je ne fais que passer.
@Boubounettem,
Si tu te contentes de regarder ton discriminant sans rien y faire, son signe ne va pas t'apparaître par miracle
Et si tu réduisais au même dénominateur puis factorisais le numérateur ?

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 15:18

merci à tous, je continue sur la même méthode pour le moment
donc x² + x(-3+z) + 1/z =0
delta = ((z-3)² +1/z
je cherche le signe de delta :
delta = ( z(9 - 6z  + z²) - 4 ) / z
j'ai refait un autre delta : delta = 0 donc réponse z = 1/3
je trouve que le delta associé à x est toujours négatif

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 16:13

Tu refais un autre delta pour quelle expression ?
Reprends ton delta de 11h45.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 16:16

Ceci est juste : (4-x^{\dfrac{2}{3}})^{\dfrac{3}{2}} -8
J'ai pensé que c'était faux à cause de ce qui précède qui est mal recopié.
Développe et cherche à factoriser le numérateur.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 16:17

Oups !
Ceci est juste : delta = ( z(9 - 6z + z²) - 4 ) / z

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 16:31

je cherche à résoudre cette equation x² + x(-3+z) + 1/z =0
donc delta  =  ((z-3)² +1/z =  (-3+z)² - 4/z  
delta = ( z(9 - 6z  + z²) - 4 ) / z
je cherche le signe de delta pour trouver les solutions :
pour trouver le signe de ce delta j'ai refait un autre delta avec 9 - 6z  + z²  0:  delta = 0 donc réponse z = 1/3
je ne sais pas où ça mène je suis perdue

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 16:49

delta = ( z(9 - 6z + z²) - 4 ) / z
Pour le signe de ce quotient :
Tu sais que z est positif car c'est une exponentielle.
Tu cherches donc le signe de tout le numérateur.

Posté par
lafol Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 16:52

Boubounettem @ 08-11-2020 à 16:31

je cherche à résoudre cette equation x² + x(-3+z) + 1/z =0
donc delta = ((z-3)² +1/z = (-3+z)² - 4/z
delta = ( z(9 - 6z + z²) - 4 ) / z
je cherche le signe de delta pour trouver les solutions :
pour trouver le signe de ce delta j'ai refait un autre delta avec 9 - 6z + z² 0: delta = 0 donc réponse z = 1/3
je ne sais pas où ça mène je suis perdue


alors de une, 9-6z+z² n'est pas tout le numérateur, de deux, tu l'as obtenu en développant un carré, est-ce bien nécessaire de calculer un discriminant pour savoir que ce sera toujours positif ?

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 18:55

delta  =    (-3+z)² - 4/z
delta = (z(z-3)² - 4 ) / z
je dois donc trouver le signe de  z(z-3)² - 4 mais je n'y arrive pas

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 19:01

As-tu essayé de développer ?

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 19:48

oui j'ai développé
z(z-3)² - 4 = z(z²-6z+9) - 4
= z^3 - 6z² +9z -4 ca ne m'aide pas à trouver le signe

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 08-11-20 à 20:17

Tu n'as jamais cherché à factoriser un polynôme de degré supérieur à 2 dans ta carrière de lycéen ?

Posté par
lafol Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 00:05

Indice : 1+9 = 6+4....

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 01:56

Un petit effort, tu es prêt du but.

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 10:06

bonjour,
comme conseillé, j'ai factorisé mon polynome pour trouver le signe de delta
delta = z^3 - 6z² +9z -4 = (z-1)(z-1)(z-4)
delta s'annule pour z=1 et z=4 et delta positif en dehors de ces bornes

si je considere delta positif je peux résoudre mon équation x² + x(-3+z) + 1/z =0
je trouve x = -(-3+z)/2 avec z=1 et z=4
soit x=1 et x = -1/2
or x=exp(a) donc x positif donc seule la 1ere solution est correcte donc x=1 et a=0  et z=1 et z=exp(b) donc b=0

que dois je faire du cas delta positif? comment le traiter?

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 10:20

Tu fonce dans les calculs sans faire attention.

Tu as: \Delta = z^3 - 6z^{2} +9z -4 = (z-1)(z-1)(z-4) =(z-1)^{2}(z-4)

C'est quoi le signe de \Delta ?

Mais aussi que: x+y+z=3 , avec x,y,z> 0; Que peut tu dire de z?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 10:22

Citation :
delta s'annule pour z=1 et z=4 et delta positif en dehors de ces bornes
Non, le polynôme (z-1)(z-1)(z-4) n'est pas de degré 2.
Mais son signe est du niveau d'une classe de seconde.

Par ailleurs, n'oublie pas que x+y+z = 3.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 10:23

Bonjour Razes
Je te laisse continuer.
Je ne vais plus être disponible ce matin.

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 10:40

delta = (z-1)²(z-4)
x+y+z=3 donc z<>4 et z<=3
donc delta s'annule pour z=1 et sinon delta négatif pour 0<=z<=3

ce delta correspond à x² + x(-3+z) + 1/z =0
delta négatif implique 0 solution
delta positif pour z=1 on a une solution
x = -(-3+z)/2 avec z=1
soit x=1  et a=0  et z=1 et z=exp(b) donc b=0 et a+b+c=0 donc c=0

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 10:52

Bonjour Sylvieg,

Merci, de toute facon Boubounettem a terminé.

Ceci corrobore le résultat immédiat par la methode des moyennes.

Posté par
Boubounettem
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 11:03

merci à tous et toutes pour votre aide

la méthode des moyennes aurait permis de trouver plus rapidement le signe de delta?

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 11:25

Non. La méthode des moyennes appliquée à x,y,z est immédiate.  Il suffit de lire ce que j'ai posté en blue à 12h07.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 12:33

Et pour la fin avec x² + x(-3+z) + 1/z =0 :
Vu que z 3, le discriminant n'est positif ou nul que si z =1.
Et pour z = 1 l'équation x² + x(-3+z) + 1/z =0 s'écrit x² - 2x + 1 = 0.
Pas besoin de calculs pour en déduire x = 1

Posté par
Razes
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 12:46

Tu as raison Sylvieg, quand on fait un travail autant le faire avec rigueur. A la place de Boubounettem, J'aurais déterminé x,y,z et après j'en déduit a, b, c.

A bientôt

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 14:05

Et pour finir :
@Boubounettem,
Ne poste pas en niveau "math sup" mais en niveau "autre prépa".
Nos aides seront mieux adaptées

Posté par
perroquet
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 19:36

Bonjour à tous.

Voici une solution rapide (mais Boubounettem n' a sans doute pas encore vu les fonctions convexes).

La fonction \exp est strictement convexe puisque sa dérivée seconde est strictement positive.
Donc, si x,y,z sont trois réels tels que [tehttps://www.ilemaths.net/membre-6018-perroquet.htmlx]x+y+z=0[/tex], on a:
\dfrac{e^x+e^y+e^z}{3} \leqslant \exp \left( \dfrac{x+y+z}{3}\right) = 1
avec égalité si et seulement si x=y=z=0.

On en déduit que le système proposé par Boubounettem admet pour unique solution x=y=z=0

Posté par
alb12
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 19:49

l'inegalite est dans l'autre sens

Posté par
perroquet
re : systeme à 3 inconnues 09-11-20 à 20:34

Mon message de 19h36 comporte quelques erreurs (merci à alb12 de l'avoir signalé).

Je le reposte donc, corrigé.

Voici une solution rapide (mais Boubounettem n' a sans doute pas encore vu les fonctions convexes).

La fonction \exp est strictement convexe puisque sa dérivée seconde est strictement positive.
Donc, si x,y,z sont trois réels tels que x+y+z=0, on a:
\dfrac{e^x+e^y+e^z}{3} \geqslant \exp \left( \dfrac{x+y+z}{3}\right) = 1
avec égalité si et seulement si x=y=z=0.

On en déduit que le système proposé par Boubounettem admet pour unique solution x=y=z=0



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