1. **Énoncé du problème :** Résoudre dans $\mathbb{R}$ l'équation $\sqrt{-5x^2 + 3x + 2} = 5x - 1$.
2. **Formule et règles importantes :** Pour résoudre une équation avec une racine carrée, on doit d'abord s'assurer que l'expression sous la racine est positive ou nulle : $$-5x^2 + 3x + 2 \geq 0.$$ Ensuite, on élève les deux membres au carré pour éliminer la racine, en faisant attention aux solutions extrêmes qui peuvent apparaître.
3. **Étape 1 : Domaine de définition**
$$-5x^2 + 3x + 2 \geq 0$$
On résout l'inéquation :
$$-5x^2 + 3x + 2 \geq 0 \iff 5x^2 - 3x - 2 \leq 0.$$
Le polynôme $5x^2 - 3x - 2$ a pour discriminant :
$$\Delta = (-3)^2 - 4 \times 5 \times (-2) = 9 + 40 = 49.$$
Les racines sont :
$$x_1 = \frac{3 - 7}{10} = -\frac{2}{5}, \quad x_2 = \frac{3 + 7}{10} = 1.$$
Le polynôme est positif à l'extérieur des racines et négatif à l'intérieur, donc :
$$5x^2 - 3x - 2 \leq 0 \iff x \in \left[-\frac{2}{5}, 1\right].$$
4. **Étape 2 : Équation à résoudre**
$$\sqrt{-5x^2 + 3x + 2} = 5x - 1.$$
Le membre de droite doit être positif ou nul :
$$5x - 1 \geq 0 \implies x \geq \frac{1}{5}.$$
Donc, le domaine de recherche est l'intersection :
$$\left[-\frac{2}{5}, 1\right] \cap \left[\frac{1}{5}, +\infty\right) = \left[\frac{1}{5}, 1\right].$$
5. **Étape 3 : Élever au carré**
Pour $x \in \left[\frac{1}{5}, 1\right]$, on élève au carré :
$$-5x^2 + 3x + 2 = (5x - 1)^2 = 25x^2 - 10x + 1.$$
On obtient :
$$-5x^2 + 3x + 2 = 25x^2 - 10x + 1 \implies 0 = 25x^2 - 10x + 1 + 5x^2 - 3x - 2 = 30x^2 - 13x - 1.$$
6. **Étape 4 : Résolution du polynôme quadratique**
Le discriminant est :
$$\Delta = (-13)^2 - 4 \times 30 \times (-1) = 169 + 120 = 289.$$
Les racines sont :
$$x = \frac{13 \pm 17}{60}.$$
Donc :
$$x_1 = \frac{13 - 17}{60} = -\frac{4}{60} = -\frac{1}{15}, \quad x_2 = \frac{13 + 17}{60} = \frac{30}{60} = \frac{1}{2}.$$
7. **Étape 5 : Vérification dans le domaine**
Seule la racine $x = \frac{1}{2}$ appartient à $\left[\frac{1}{5}, 1\right]$.
Vérifions la solution :
$$\sqrt{-5(\frac{1}{2})^2 + 3(\frac{1}{2}) + 2} = \sqrt{-5 \times \frac{1}{4} + \frac{3}{2} + 2} = \sqrt{-\frac{5}{4} + \frac{3}{2} + 2} = \sqrt{-1.25 + 1.5 + 2} = \sqrt{2.25} = 1.5,$$
$$5 \times \frac{1}{2} - 1 = 2.5 - 1 = 1.5.$$
Les deux membres sont égaux, donc $x = \frac{1}{2}$ est solution.
**Réponse finale :** $$\boxed{x = \frac{1}{2}}.$$
Equation Racine C05E7C
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