Domaine d'une fonction racine carrée

Guide étape par étape, interprétations graphiques et exemples résolus

Le domaine d'une fonction racine carrée $f(x) = \sqrt{g(x)}$ est l'ensemble de toutes les valeurs réelles de $x$ pour lesquelles l'expression $g(x)$ est non négative ($g(x) \ge 0$). Cela garantit que le résultat reste un nombre réel.

Concept fondamental

La fonction $y = \sqrt{x}$ n'existe que lorsque $x \ge 0$. Comme le montre le graphique ci-dessous, il n'existe aucune valeur réelle pour la fonction lorsque $x$ est négatif.

Graphique standard d'une racine carrée

Exemples résolus

Exemple 1 : Radicande linéaire

Trouvez le domaine de la fonction : \[ f(x) = \sqrt{x - 2} \]

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La fonction prend des valeurs réelles si la quantité sous le radical satisfait la condition :

\[ x - 2 \ge 0 \]

La résolution de l'inéquation donne :

\[ x \ge 2 \]

Vérification graphique : Le graphique "existe" seulement pour les valeurs de $x$ supérieures ou égales à 2.

Graphique pour l'exemple 1

Exemple 2 : Radicande avec valeur absolue

Trouvez le domaine de la fonction : \[ f(x) = \sqrt{|x - 1|} \]

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La condition pour obtenir des valeurs réelles est :

\[ |x - 1| \ge 0 \]

Comme une expression de valeur absolue est toujours supérieure ou égale à zéro pour tout nombre réel, la condition est satisfaite pour tout $x$.

Domaine : Tous les nombres réels $\mathbb{R}$, ou $(-\infty, \infty)$.

Graphique pour l'exemple 2

Exemple 3 : Radical au dénominateur

Trouvez le domaine de la fonction : \[ f(x) = \dfrac{1}{\sqrt{x + 3}} \]

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Puisque la division par zéro est interdite, le radicande doit être strictement positif :

\[ x + 3 > 0 \]

La résolution donne :

\[ x > -3 \]

Vérification graphique : Le graphique commence juste après $x = -3$ et s'étend vers la droite.

Graphique pour l'exemple 3

Exemple 4 : Rapport de deux radicaux

Trouvez le domaine de la fonction : \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{x + 4}}{\sqrt{x - 2}} \]

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Deux conditions doivent être remplies simultanément :

  1. Numérateur : $x + 4 \ge 0 \Rightarrow x \ge -4$
  2. Dénominateur : $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

Le domaine est l'intersection de ces ensembles :

\[ x > 2 \] Graphique pour l'exemple 4

Exemple 5 : Racine carrée d'une expression rationnelle

Trouvez le domaine de la fonction : \[ f(x) = \sqrt{\dfrac{x + 4}{x - 2}} \]

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Condition : \[ \dfrac{x + 4}{x - 2} \ge 0 \]

Les points critiques sont $x = -4$ et $x = 2$. Test des intervalles :

  • $(-\infty, -4]$ : L'expression est positive.
  • $(-4, 2)$ : L'expression est négative.
  • $(2, \infty)$ : L'expression est positive.

Domaine : $(-\infty, -4] \cup (2, \infty)$. (Note : $x=2$ est exclu à cause du dénominateur).

Graphique pour l'exemple 5

Exemple 6 : Somme de carrés négative

Trouvez le domaine de la fonction : \[ f(x) = \sqrt{-x^2 - 4} \]

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Condition : \[ -x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow x^2 + 4 \le 0 \]

Puisque $x^2 + 4$ est toujours au moins égal à 4 pour tout $x$ réel, il ne peut jamais être inférieur ou égal à 0.

Domaine : Ensemble vide (aucune solution réelle).

Exemple 7 : Intersection d'intervalles

Trouvez le domaine de : \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{6 - x}}{\sqrt{x - 2}} \]

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Conditions :

  • Numérateur : $6 - x \ge 0 \Rightarrow x \le 6$
  • Dénominateur : $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

Intersection : $2 < x \le 6$. En notation d'intervalle : $(2, 6]$.

Graphique pour l'exemple 7

Exemple 8 : Différence quadratique (x² positif)

Trouvez le domaine de : \[ f(x) = \sqrt{x^2 - 4} \]

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Condition : \[ x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow (x - 2)(x + 2) \ge 0 \]

Cette inéquation est vraie quand $x$ est en dehors des racines $-2$ et $2$.

Domaine : $(-\infty, -2] \cup [2, \infty)$.

Graphique pour l'exemple 8

Exemple 9 : Différence quadratique (x² négatif)

Trouvez le domaine de : \[ f(x) = \sqrt{4 - x^2} \]

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Condition : \[ 4 - x^2 \ge 0 \Rightarrow (2 - x)(2 + x) \ge 0 \]

Cette inéquation est vraie quand $x$ est compris entre les racines $-2$ et $2$.

Domaine : $[-2, 2]$.

Graphique pour l'exemple 9

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