Aller au contenu principal

L'ordre dans ℝ

Comparer deux nombres réels et , c'est étudier le signe de leur différence . Toutes les règles de ce chapitre découlent de ce seul principe : les propriétés des inégalités, l'encadrement, la valeur absolue et la notation par intervalles.

Conforme au programme officiel du Ministère de l'Éducation Nationale (2025-2026) · Mis à jour le

À la fin de ce chapitre, vous saurez

  • Comparer deux nombres réels en étudiant le signe de leur différence
  • Appliquer correctement les règles opératoires sur les inégalités
  • Encadrer une somme, un produit ou un quotient
  • Interpréter la valeur absolue comme une distance et résoudre
  • Passer de l'écriture par inégalité à l'écriture par intervalle

PrérequisLes ensembles de nombres ℕ, ℤ, 𝔻, ℚ et ℝ · Le calcul sur les racines carrées et les identités remarquables · La résolution d'une inéquation du premier degré

Un bon cours, ça se partage.

Aide un camarade à comprendre ce chapitre. Envoie-lui cette page et révisez ensemble.

Instagram : copie le lien puis colle-le dans un message.

Comparer deux nombres réels

Définition

Ordre dans ℝ : Soient et deux nombres réels. On dit que lorsque est positif ou nul. Comparer et revient donc toujours à étudier le signe de la différence .

Méthode

Comparer par différence

  1. Former la différence .
  2. La transformer : réduire au même dénominateur, factoriser, utiliser une identité remarquable.
  3. Déterminer son signe.
  4. Conclure : si alors  ; si alors .

Exemple

Comparer et pour .

  1. .
  2. Le numérateur vaut .
  3. Comme , le dénominateur est strictement positif.
  4. Donc , c'est-à-dire .
L'ordre dans ℝ se lit sur la droite numérique : a ≤ b signifie que a est situé à gauche de b. Tronc commun sciences, semestre 1.

Les règles opératoires

Propriété

Addition

Si , alors pour tout réel  : . On peut donc ajouter un même nombre aux deux membres sans changer le sens de l'inégalité.

Propriété

Multiplication

Si et , alors . Mais si , alors  : multiplier par un nombre négatif inverse le sens de l'inégalité.

Attention

L'oubli du changement de sens lors d'une multiplication ou d'une division par un nombre négatif est l'erreur la plus coûteuse du chapitre. Elle invalide toute la suite d'un exercice d'inéquation.

Propriété

Somme d'inégalités

Si et , alors . On peut additionner deux inégalités de même sens.

Attention

En revanche, on ne soustrait jamais deux inégalités membre à membre : de et on ne peut rien conclure sur et .

Propriété

Passage à l'inverse et au carré

Si , alors  : passer à l'inverse inverse le sens, pour des nombres strictement positifs. Et si , alors et .

Encadrement

Définition

Encadrer : Encadrer un réel , c'est trouver deux réels et tels que . Le nombre est l'amplitude de l'encadrement.

Propriété

Encadrement d'une somme et d'un produit

Si et , alors . Si de plus tous ces nombres sont positifs, alors .

Encadrer une différence

Sachant que et , encadrer .

  1. On ne soustrait pas les encadrements. On encadre d'abord  : de on tire .
  2. On additionne alors les deux encadrements de et de  :
  3. , soit .

La valeur absolue

Définition

Valeur absolue : La valeur absolue d'un réel , notée , vaut si et si . Géométriquement, est la distance de à sur la droite numérique.

L'interprétation qui rend tous les exercices de valeur absolue immédiats.

Propriété

Propriétés essentielles

Pour tous réels et  :  ;  ;  ;  ; et l'inégalité triangulaire .

Propriété

Résoudre une inéquation avec valeur absolue

Pour  : . Autrement dit, appartient à l'intervalle de centre et de rayon .

Exemple

Résoudre , puis .

  1. signifie que la distance de à est au plus  : , soit .
  2. équivaut à ou .
  3. Premier cas : , donc . Second cas : , donc .
  4. L'ensemble des solutions est .

Les intervalles de ℝ

InégalitéIntervalleLecture
fermé, bornes comprises
ouvert, bornes exclues
semi-ouvert à droite
non borné à droite
non borné à gauche
Les cinq écritures à savoir traduire dans les deux sens. Les symboles et ne sont jamais des bornes fermées.

Définition

Centre et rayon d'un intervalle : L'intervalle a pour centre et pour rayon . Il s'écrit alors .

Questions fréquentes

Comment comparer deux nombres réels ?

On étudie le signe de leur différence. Si alors  ; si alors  ; et si alors . Cette méthode fonctionne même quand les deux expressions contiennent des racines ou des fractions.

Pourquoi le sens d'une inégalité change-t-il quand on multiplie par un nombre négatif ?

Parce que multiplier par un nombre négatif change le signe des deux membres, ce qui inverse leur position par rapport à zéro sur la droite numérique. Ainsi , mais . On change donc toujours le sens de l'inégalité quand on multiplie ou divise ses deux membres par un nombre négatif.

Peut-on soustraire deux inégalités membre à membre ?

Non, jamais. Pour encadrer une différence , on encadre d'abord en multipliant l'encadrement de par , ce qui inverse son sens, puis on additionne les deux encadrements de même sens. Par exemple, et donnent , donc .

Que représente la valeur absolue  ?

Elle représente la distance entre les nombres et sur la droite numérique. C'est pourquoi signifie que se trouve à une distance au plus de , soit . Par exemple, équivaut à .

Est-il vrai que  ?

Non, seulement lorsque est positif ou nul. En toute généralité, , car une racine carrée est toujours positive. Par exemple , et non . Cette propriété permet de résoudre des équations comme , qui a deux solutions : et .

Comment encadrer une somme et un produit ?

Pour encadrer une somme , on additionne membre à membre les encadrements de et de  : et donnent . Pour un produit , on multiplie les encadrements, mais seulement si tous les nombres sont positifs : on obtient ici .

Comment résoudre une inéquation avec une valeur absolue ?

On traduit la valeur absolue en distance. signifie que est à une distance au plus de , donc . signifie que ou . Par exemple, donne .

Quiz : 20 questions sur ce chapitre

20 questions tirées au hasard parmi les 20 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.

Q1 équivaut à :

Bonne réponse :

Comparer, c'est étudier le signe de la différence.

Q2Si , alors

Bonne réponse :

Ajouter aux deux membres ne change pas le sens.

Q3Si , alors est :

Bonne réponse :

Multiplier par inverse le sens de l'inégalité.

Q4 vaut :

Bonne réponse :

La valeur absolue est la distance à zéro.

Q5 vaut :

Bonne réponse :

Une racine carrée est toujours positive.

Q6 équivaut à

Bonne réponse :

est à distance au plus de .

Q7L'intervalle contient :

Bonne réponse : mais pas

Le crochet tourné vers l'extérieur exclut la borne.

Q8 et donnent

Bonne réponse :

On additionne les bornes correspondantes.

Q9Peut-on soustraire deux inégalités de même sens ?

Bonne réponse : Non

On encadre d'abord l'opposé, puis on additionne.

Q10Si , alors est :

Bonne réponse : supérieur à

Le passage à l'inverse de nombres positifs inverse le sens.

Q11L'équation a pour solutions :

Bonne réponse : et

Deux nombres sont à distance de zéro.

Q12L'inéquation a :

Bonne réponse : aucune solution

Une valeur absolue n'est jamais négative.

Q13L'amplitude de l'encadrement est :

Bonne réponse :

.

Q14 représente :

Bonne réponse : la distance entre et

C'est l'écart entre les deux nombres sur la droite.

Q15 s'écrit :

Bonne réponse :

La borne est exclue.

Q16Si , alors est :

Bonne réponse : inférieur ou égal à

Pour des nombres positifs, les carrés sont rangés dans le même ordre.

Q17Pour tout réel , est :

Bonne réponse : positif ou nul

Un carré n'est jamais négatif.

Q18 vaut :

Bonne réponse :

est négatif, donc sa valeur absolue est son opposé.

Q19 donne

Bonne réponse :

Multiplier par inverse les bornes.

Q20Comparer deux réels et revient à étudier :

Bonne réponse : le signe de

C'est le principe de tout le chapitre.

Exercices corrigés

10 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.

Exercice 1

Facile

Comparer, pour tout réel , les nombres et .

Correction

On forme la différence et on développe :

La différence vaut , qui est strictement positif quel que soit . Donc pour tout réel .

Exercice 2

Moyen

On sait que et . Encadrer successivement , puis .

Correction

Somme. On additionne les deux encadrements : , soit .

Produit. Tous les nombres sont positifs, on peut multiplier les encadrements : , soit .

Quotient. On encadre d'abord . Comme avec , le passage à l'inverse inverse le sens : .

Exercice 3

Moyen

Résoudre dans ℝ, puis écrire l'ensemble des solutions sous forme d'intervalles : a.  ; b. .

Correction

a. s'écrit  : la distance de à est au plus .

Donc , soit . L'ensemble des solutions est .

b. équivaut à ou .

Premier cas : , donc . Second cas : , donc .

Exercice 4

Difficile

On sait que et .

  1. Encadrer et donner l'amplitude de cet encadrement.
  2. Encadrer .
  3. Écrire l'encadrement de la question 1 à l'aide d'une valeur absolue.

Correction

1. On additionne les deux encadrements, qui sont de même sens :

L'amplitude vaut .

2. On encadre d'abord  : de on tire .

En additionnant avec l'encadrement de  : , soit .

3. L'intervalle a pour centre et pour rayon .

Exercice 5

Facile

Comparer et en étudiant le signe de leur différence.

Correction

.

La différence est négative, donc .

Exercice 6

Facile

Écrire sous forme d'intervalle l'ensemble des réels tels que : a.  ; b.  ; c. .

Correction

a.  : est inclus, est exclu.

b. .

c. .

Exercice 7

Moyen

On sait que . Encadrer .

Correction

On multiplie par , le sens est conservé : .

On ajoute  : , soit .

Exercice 8

Moyen

On sait que . Encadrer .

Correction

On multiplie par , ce qui inverse le sens : , soit .

On ajoute  : .

Exercice 9

Moyen

Écrire sans valeur absolue : a.  ; b.  ; c. .

Correction

a. .

b. , donc et .

c. , donc et .

Exercice 10

Difficile

Soit un réel tel que . 1. Comparer et . 2. Comparer et .

Correction

1. . Or et , donc  : .

2. . Comme , on a , donc et  : .

Pour un nombre strictement compris entre et , élever au carré ou au cube le rend plus petit, et prendre la racine carrée le rend plus grand.