La valeur absolue d’un nombre mesure sa « taille » indépendamment de son signe : c’est sa distance à zéro. Cet outil, introduit en Seconde, est essentiel pour parler de distances sur la droite numérique et pour résoudre des équations et des inéquations d’un type nouveau.
Définition
Valeur absolue d'un nombre
La valeur absolue d’un réel x, notée ∣x∣, est la distance de x à 0 sur la droite numérique. On la définit par :
∣x∣={x−xsi x≥0si x<0
Comme une distance ne peut pas être négative, on a toujours ∣x∣≥0.
Quelques valeurs
Par exemple :
- ∣4∣=4 car 4≥0 ;
- ∣−7∣=−(−7)=7 car −7<0 ;
- ∣0∣=0.
Retenir : la valeur absolue « efface le signe ». Le résultat est le nombre rendu positif.
La valeur absolue comme distance
Distance entre deux nombres
Pour deux réels a et b, l’expression ∣a−b∣ est la distance entre a et b sur la droite numérique.
L’ordre n’a aucune importance : ∣a−b∣=∣b−a∣.
Calculer une distance
Pour trouver la distance entre 8 et 3 :
∣8−3∣=∣5∣=5.
On obtient la même chose dans l’autre sens : ∣3−8∣=∣−5∣=5. La distance entre 8 et 3 vaut donc bien 5.
La courbe de la fonction valeur absolue
Fonction valeur absolue
La fonction valeur absolue est définie sur R par f(x)=∣x∣. Sa représentation graphique est une courbe en forme de V, dont le sommet est l’origine O(0;0).
Parité et symétrie
La fonction valeur absolue est paire : pour tout réel x, f(−x)=∣−x∣=∣x∣=f(x). Sa courbe en V est donc symétrique par rapport à l’axe des ordonnées.
Sens de variation
La fonction valeur absolue est décroissante sur ]−∞;0] puis croissante sur [0;+∞[. Elle atteint son minimum 0 en x=0.
| x | −∞ | | 0 | | +∞ |
|---|
| $ | x | $ | +∞ | ↘ | 0 |
Signe de la valeur absolue
La valeur absolue est positive
Pour tout réel x, on a ∣x∣≥0. De plus, la valeur absolue ne s’annule qu’en un seul point :
∣x∣=0⟺x=0.
Autrement dit, le seul nombre dont la distance à 0 vaut 0, c’est 0 lui-même.
Équations avec une valeur absolue
Résoudre |x − c| = a
Lorsqu’on cherche les nombres situés à une distance a d’un point c, on résout ∣x−c∣=a (avec a>0) en enlevant la valeur absolue de deux façons :
x−c=aoux−c=−a.
Par exemple, ∣x−3∣=2 donne x−3=2 ou x−3=−2, c’est-à-dire x=5 ou x=1. Ce sont bien les deux nombres situés à distance 2 de 3.
Inéquations avec une valeur absolue
Distance à un point : |x − c| ≤ r
Plus généralement, ∣x−c∣≤r signifie « être à une distance au plus r du point c ». On obtient un intervalle centré en c, de rayon r :
∣x−c∣≤r⟺c−r≤x≤c+r,
soit l’intervalle [c−r;c+r]. C’est l’écriture idéale d’un encadrement : ∣x−7∣≤0,5 équivaut à 6,5≤x≤7,5.
Ne pas oublier la borne négative
Une erreur fréquente est de résoudre ∣x∣≤4 en écrivant seulement x≤4. C’est faux : il faut aussi la borne −4.
La bonne réponse est −4≤x≤4, soit S=[−4;4]. La valeur absolue impose deux conditions à la fois, car −3 par exemple vérifie bien ∣−3∣=3≤4.