Système à plusieurs inconnues

 
 

Systèmes à plusieurs inconnues

 

I/  Equations du premier degré à deux inconnues

 

Une équation du premier degré à deux inconnues x et y est une équation de la forme ax + by = c, dans laquelle a, b et c sont des nombres donnés.

Exemple : 7x-3y = 17 est une équation à deux inconnues x et y.

 

Un couple de valeur numériques est solution d’une telle équation lorsqu’on obtient une égalité en remplaçant les inconnues par ces valeurs.

Exemple : Le couple (2, -1) est une solution de l’équation 7x –3y = 17 car 7x2 – 3x (-1) = 14 + 3 = 17.

 

Pour obtenir un couple solution d’une équation à deux inconnues, on peut fixer la valeur d’une inconnue et calculer la valeur de l’autre.

Exemple : Calculons x pour que le couple (x,2) soit solution de l’équation 7x – 3x2 = 17. En remplaçant y par sa valeur 2 dans l’équation, on obtient : 7x – 3x2 = 17

D’où 7x = 17 + 6. On déduit x = 23/7.

Le couple (23/7 , 2) est une solution de l’équation 7x – 3y = 17.

 

Une équation du premier degré à deux inconnues a une infinité de solutions.

 

II/ Systèmes de deux équations à deux inconnues

 

1.    Définition :

 

Deux équations à deux inconnues, où figurent les mêmes inconnues, forment un système de deux équations. On fait précéder les deux équations d’une accolade pour signaler que l’on a un système de deux équations.

Exemple : {x + 2y =9

            {3x – y = -1

Résoudre un système de deux équations à deux inconnues, c’est trouver tous les couples de nombres qui vérifient simultanément les deux équations.

 

Exemple : Le couple (1 ;4) est une solution de système

{x + 2y = 9   car 1 + 2 x 4 = 9 et 3 x 1 – 4 = -1

{3x – y = -1

 

2.    Résolution

 

On a le choix entre deux méthodes de résolution. C’est l’examen des équations qui permet d’opter pour une méthode.

 

2.1Méthode par substitution

 

Pour résoudre un système par substitutions :

-on exprime une des inconnues en fonction de l’autre dans une des équations ;

-on porte cette expression dans l’autre équation afin d’obtenir une équation à une seule inconnue ;

-on résout l’équation à une seule inconnue obtenue;

-on en déduit la valeur de l’autre inconnues et le couple solution.

 

Exemple : soit le système : {4x – 5y = 9

                                 {3x + y = 2

On exprime y en fonction de x dans la deuxième équation :

y = 2 – 3x.

La première équation devient 4x – 5(2 – 3x) = 9. Elle a pour seul inconnue x.

4x – 10 + 15x = 9

19x = 19. D’où x = 1

y = 2-3 x 1 = -1. La solution du système est le couple (1 ;-1).

 

2.2 Méthode par addition

 

Pour résoudre un système par addition :

-on multiplie une équation (ou les deux) par des nombres choisis de façon que les coefficients d’un  inconnue deviennent opposés ;

-on élimine cette inconnue par addition membre à membre des deux équations ;

on en déduit le valeur de l’autre inconnue et le couple solution.

 

Exemple : Soit le système précédent :

{4x – 5y = 9

{3x + y = 2

 

On multiplie chaque terme de la deuxième équation par 5 :

 4x – 5y = 9

 15x + 5y = 10

On additionne membre a membre : 19x = 19. D’où x =1

4 x 1 – 5 x y = 9. D’où y = -1

La solution du système est le couple (1 ;-1).

 

III/ Système à plus de deux inconnues

 

Les systèmes d’équations peuvent avoir trois, quatre,… inconnues.

Pour résoudre ces systèmes, on peut généraliser les deux méthodes vues précédemment pour les systèmes à deux inconnues.

Pour résoudre un système par substitution :

-on exprime les inconnues en fonction d’une seule d’entre elles à l’aide des différentes équations sauf une ;

-on porte ces expression dans l’équation qui n’a pas encore été utilisée pour obtenir une équation à une seule inconnue ;

-on résout l’équation à une seule inconnue obtenue ;

-on en déduit la valeur des autres inconnues et la solution du système.

 

Exemple : Soit le système à trois inconnues

{x + y + z = 14

{y - x = 5

{y – z = 8

Exprimons x en fonction de y dans la deuxième équation et z en fonction de y dans la troisième :

{x + y + z = 14

{x = y – 5

{z = y – 8

 

On remplace x et z par les expressions trouvées dans la première équation :

(y – 5) + y + (y – 8) = 14

3y = 27

y = 9 ; x = 9 – 5 = 4 ; z = 9 – 8 = 1.

La solution du système est le triplet : (4 ; 9 ; 1 ).

 

Le 01/07/08 by Xababaa®

 

 




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