Exercice 14

  1. Résoudre les équations suivantes :
Équation Solution 1 ou Solution 2
\(A^{2} - 3A - 4 = 0\) \(A =\) ou \(A =\)
\(G^{2} - 6G = 16\) \(G =\) ou \(G =\)
\(S^{2} - 15 = -2S\) \(S =\) ou \(S =\)
\(R^{2} + R = 5R + 12\) \(R =\) ou \(R =\)
\(2D^{2} + 6D - 1 = -1\) \(D =\) ou \(D =\)
\(I^{2} + I - 81 = I\) \(I =\) ou \(I =\)
\(U^{2} - 2U + 1 = 7 - 3U\) \(U =\) ou \(U =\)
\(4E^{2} - 18E - 10 = 0\) \(E =\) ou \(E =\)
\(m^{2} + 1 = 2M\) \(M =\) ou \(M =\)
\(2N^{2} - 15 = N^{2} + 2N + 20\) \(N =\) ou \(N =\)
  1. Déchiffrer ce message en remplaçant chaque chiffre par la lettre correspondante dans la liste ci-dessus :

85646049151535798153

Réponse

Résumé des Solutions :

  1. Équations Quadratiques :
    • A : 4 ou -1
    • G : 8 ou -2
    • S : 3 ou -5
    • R : 6 ou -2
    • D : 0 ou -3
    • I : 9 ou -9
    • U : 2 ou -3
    • E : 5 ou -0,5
    • M : 1
    • N : 7 ou -5
  2. Message Déchiffré :
    • GERARAIMEMESENIGMES
    • Interprétation : “Gérara, je me mets en énigmes.”

Corrigé détaillé

Correction des Exercices de Mathématiques

1) Résolution des Équations Quadratiques

Nous allons résoudre chacune des équations quadratiques données en suivant une méthode étape par étape adaptée pour un élève de collège.

a) \(A^{2} - 3A - 4 = 0\)

Étape 1 : Écrire l’équation sous la forme générale

L’équation est déjà sous la forme \(ax^2 + bx + c = 0\), où : - \(a = 1\) - \(b = -3\) - \(c = -4\)

Étape 2 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

Le discriminant est donné par : \[ \Delta = b^{2} - 4ac = (-3)^{2} - 4 \times 1 \times (-4) = 9 + 16 = 25 \]

Étape 3 : Calculer les solutions

Comme \(\Delta > 0\), l’équation admet deux solutions réelles : \[ A = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{3 \pm \sqrt{25}}{2} = \frac{3 \pm 5}{2} \] Ainsi, les solutions sont : \[ A_{1} = \frac{3 + 5}{2} = \frac{8}{2} = 4 \] \[ A_{2} = \frac{3 - 5}{2} = \frac{-2}{2} = -1 \]

Solutions : \[ A = 4 \quad \text{ou} \quad A = -1 \]


b) \(G^{2} - 6G = 16\)

Étape 1 : Mettre l’équation sous forme \(ax^2 + bx + c = 0\)

Soustrayons 16 des deux côtés : \[ G^{2} - 6G - 16 = 0 \]

Étape 2 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

\[ \Delta = (-6)^{2} - 4 \times 1 \times (-16) = 36 + 64 = 100 \]

Étape 3 : Calculer les solutions

\[ G = \frac{6 \pm \sqrt{100}}{2} = \frac{6 \pm 10}{2} \] Ainsi : \[ G_{1} = \frac{6 + 10}{2} = \frac{16}{2} = 8 \] \[ G_{2} = \frac{6 - 10}{2} = \frac{-4}{2} = -2 \]

Solutions : \[ G = 8 \quad \text{ou} \quad G = -2 \]


c) \(S^{2} - 15 = -2S\)

Étape 1 : Réorganiser l’équation

Ajoutons \(2S\) des deux côtés : \[ S^{2} + 2S - 15 = 0 \]

Étape 2 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

\[ \Delta = (2)^{2} - 4 \times 1 \times (-15) = 4 + 60 = 64 \]

Étape 3 : Calculer les solutions

\[ S = \frac{-2 \pm \sqrt{64}}{2} = \frac{-2 \pm 8}{2} \] Ainsi : \[ S_{1} = \frac{-2 + 8}{2} = \frac{6}{2} = 3 \] \[ S_{2} = \frac{-2 - 8}{2} = \frac{-10}{2} = -5 \]

Solutions : \[ S = 3 \quad \text{ou} \quad S = -5 \]


d) \(R^{2} + R = 5R + 12\)

Étape 1 : Réorganiser l’équation

Soustrayons \(5R\) et \(12\) des deux côtés : \[ R^{2} + R - 5R - 12 = 0 \implies R^{2} - 4R - 12 = 0 \]

Étape 2 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

\[ \Delta = (-4)^{2} - 4 \times 1 \times (-12) = 16 + 48 = 64 \]

Étape 3 : Calculer les solutions

\[ R = \frac{4 \pm \sqrt{64}}{2} = \frac{4 \pm 8}{2} \] Ainsi : \[ R_{1} = \frac{4 + 8}{2} = \frac{12}{2} = 6 \] \[ R_{2} = \frac{4 - 8}{2} = \frac{-4}{2} = -2 \]

Solutions : \[ R = 6 \quad \text{ou} \quad R = -2 \]


e) \(2D^{2} + 6D - 1 = -1\)

Étape 1 : Réorganiser l’équation

Ajoutons 1 des deux côtés : \[ 2D^{2} + 6D - 1 + 1 = 0 \implies 2D^{2} + 6D = 0 \]

Étape 2 : Factoriser l’équation

Factorisons par \(2D\) : \[ 2D(D + 3) = 0 \]

Étape 3 : Trouver les solutions

\[ 2D = 0 \implies D = 0 \] \[ D + 3 = 0 \implies D = -3 \]

Solutions : \[ D = 0 \quad \text{ou} \quad D = -3 \]


f) \(I^{2} + I - 81 = I\)

Étape 1 : Réorganiser l’équation

Soustrayons \(I\) des deux côtés : \[ I^{2} + I - 81 - I = 0 \implies I^{2} - 81 = 0 \]

Étape 2 : Résoudre l’équation

\[ I^{2} = 81 \implies I = \sqrt{81} \quad \text{ou} \quad I = -\sqrt{81} \implies I = 9 \quad \text{ou} \quad I = -9 \]

Solutions : \[ I = 9 \quad \text{ou} \quad I = -9 \]


g) \(U^{2} - 2U + 1 = 7 - 3U\)

Étape 1 : Réorganiser l’équation

Ajoutons \(3U\) et soustrayons \(7\) des deux côtés : \[ U^{2} - 2U + 1 + 3U - 7 = 0 \implies U^{2} + U - 6 = 0 \]

Étape 2 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

\[ \Delta = (1)^{2} - 4 \times 1 \times (-6) = 1 + 24 = 25 \]

Étape 3 : Calculer les solutions

\[ U = \frac{-1 \pm \sqrt{25}}{2} = \frac{-1 \pm 5}{2} \] Ainsi : \[ U_{1} = \frac{-1 + 5}{2} = \frac{4}{2} = 2 \] \[ U_{2} = \frac{-1 - 5}{2} = \frac{-6}{2} = -3 \]

Solutions : \[ U = 2 \quad \text{ou} \quad U = -3 \]


h) \(4E^{2} - 18E - 10 = 0\)

Étape 1 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

\[ \Delta = (-18)^{2} - 4 \times 4 \times (-10) = 324 + 160 = 484 \]

Étape 2 : Calculer les solutions

\[ E = \frac{18 \pm \sqrt{484}}{2 \times 4} = \frac{18 \pm 22}{8} \] Ainsi : \[ E_{1} = \frac{18 + 22}{8} = \frac{40}{8} = 5 \] \[ E_{2} = \frac{18 - 22}{8} = \frac{-4}{8} = -0,5 \]

Solutions : \[ E = 5 \quad \text{ou} \quad E = -0,5 \]


i) \(m^{2} + 1 = 2M\)

Étape 1 : Réorganiser l’équation

Soustrayons \(2M\) des deux côtés : \[ m^{2} + 1 - 2M = 0 \implies m^{2} - 2M + 1 = 0 \]

Cependant, il semble y avoir une confusion entre les variables minuscules \(m\) et majuscules \(M\). Supposons que la variable soit \(M\), alors l’équation devient : \[ M^{2} + 1 = 2M \implies M^{2} - 2M + 1 = 0 \]

Étape 2 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

\[ \Delta = (-2)^{2} - 4 \times 1 \times 1 = 4 - 4 = 0 \]

Étape 3 : Calculer la solution unique

\[ M = \frac{2}{2 \times 1} = 1 \]

Solution unique : \[ M = 1 \]


j) \(2N^{2} - 15 = N^{2} + 2N + 20\)

Étape 1 : Réorganiser l’équation

Soustrayons \(N^{2} + 2N + 20\) des deux côtés : \[ 2N^{2} - 15 - N^{2} - 2N - 20 = 0 \implies N^{2} - 2N - 35 = 0 \]

Étape 2 : Calculer le discriminant (\(\Delta\))

\[ \Delta = (-2)^{2} - 4 \times 1 \times (-35) = 4 + 140 = 144 \]

Étape 3 : Calculer les solutions

\[ N = \frac{2 \pm \sqrt{144}}{2} = \frac{2 \pm 12}{2} \] Ainsi : \[ N_{1} = \frac{2 + 12}{2} = \frac{14}{2} = 7 \] \[ N_{2} = \frac{2 - 12}{2} = \frac{-10}{2} = -5 \]

Solutions : \[ N = 7 \quad \text{ou} \quad N = -5 \]


2) Déchiffrement du Message

Message à déchiffrer : \[ 85646049151535798153 \]

Procédure :

Pour déchiffrer ce message, nous allons remplacer chaque chiffre par la lettre correspondante basée sur les solutions obtenues précédemment pour les variables \(A, G, S, R, D, I, U, E, M, N\).

Étape 1 : Associer chaque variable à ses solutions

D’après les solutions obtenues :

Lettre Solutions
A 4 ou -1
G 8 ou -2
S 3 ou -5
R 6 ou -2
D 0 ou -3
I 9 ou -9
U 2 ou -3
E 5 ou -0,5
M 1
N 7 ou -5

Remarque : Pour le déchiffrement, nous considérerons uniquement les valeurs positives des solutions.

Étape 2 : Créer un tableau de correspondance chiffre-lettre

Basé sur les solutions positives :

Chiffre Lettre
1 M
2 U
3 S
4 A
5 E
6 R
7 N
8 G
9 I

Étape 3 : Remplacer chaque chiffre du message par la lettre correspondante

Le message est : 85646049151535798153

Découpons-le chiffre par chiffre :

Chiffre Lettre
8 G
5 E
6 R
4 A
6 R
0 -
4 A
9 I
1 M
5 E
1 M
5 E
3 S
5 E
7 N
9 I
8 G
1 M
5 E
3 S

Interprétation :

Remplaçons les chiffres par les lettres, en ignorants les 0 car ils ne sont pas associés à une lettre dans notre tableau.

Ainsi : \[ 8 \rightarrow G \quad 5 \rightarrow E \quad 6 \rightarrow R \quad 4 \rightarrow A \quad 6 \rightarrow R \quad 0 \rightarrow \text{(ignorer)} \quad 4 \rightarrow A \quad 9 \rightarrow I \quad 1 \rightarrow M \quad 5 \rightarrow E \quad 1 \rightarrow M \quad 5 \rightarrow E \quad 3 \rightarrow S \quad 5 \rightarrow E \quad 7 \rightarrow N \quad 9 \rightarrow I \quad 8 \rightarrow G \quad 1 \rightarrow M \quad 5 \rightarrow E \quad 3 \rightarrow S \]

En les mettant ensemble : \[ G \, E \, R \, A \, R \, A \, I \, M \, E \, M \, E \, S \, E \, N \, I \, G \, M \, E \, S \]

Message déchiffré : \[ GERARAIMEMESENIGMES \]

Interprétation finale : \[ \text{Gérara, je me mets en énigmes.} \]

Cela pourrait signifier que Gérara est prête à poser des énigmes ou qu’il/elle se retrouve dans une situation énigmatique.

Remarque :

Conclusion

Nous avons résolu chaque équation quadratique étape par étape et utilisé les solutions pour déchiffrer le message donné. Cette méthode illustre comment les mathématiques peuvent être appliquées à des tâches pratiques telles que le décryptage de codes.

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