6.62.6  Résolution d’équations : solve resoudre

solve permet de résoudre une équation ou un système d’équations polynômiales.
solve a 1 ou 2 arguments qui sont une expression xpr en x ou une expression xpr d’une variable var et le nom de cette variable var.
solve resout xpr=0 l’inconnue étant x ou var Attention
La deuxième variable peut spécifier un intervalle par exemple x=a..b pour n’avoir que les solutions dans l’intervalle [a;b] mais dans ce cas les solutions seront numériques et solve est alors identique à fsolve, par exemple :
solve(t^2-2,t=0..2) ou fsolve(t^2-2,t=0..2) renvoie [1.41421356237] alors que solve(t^2-2,t) renvoie [-(sqrt(2)),sqrt(2)].

• Résolution d’une équation
  solve a comme arguments une équation entre deux expressions (ou une expression et dans ce cas =0 est sous-entendu), et le nom d’une variable (par défaut x).
  solve résout cette équation.
• Résolution d’un système d’équations polynômiales
  Soit solve a comme arguments deux vecteurs : le vecteur des équations polynômiales et le vecteur contenant le nom des variables.
  solve résout ce système d’équations polynômiales.

Attention
Par défaut, solve ne renvoie que les solutions réelles : pour avoir les solutions complexes il faut être en mode complexe c’est à dire avoir coché Complexe dans la configuration du cas.
De plus,

• pour les équations comportant un dénominateur, solve ne tient pas compte du dénominateur et renvoie les solutions du numérateur.
  Par exemple solve(ln(abs(x-2))/ln(x)) renvoie [1,3] ou
  solve((x^2-2x)/x) renvoie [0,2],
• pour les équations trigonométriques, solve ne renvoie que les solutions principales : pour avoir toutes les solutions il faut avoir coché All_trig_sol dans la configuration du cas.

Exemples :

• Résoudre x⁴−1=3 On tape :
  solve(x^4-1=3)
  On obtient en mode réel :
  [sqrt(2),-(sqrt(2))]
  On obtient en mode complexe :
  [sqrt(2),-(sqrt(2)),(i)*sqrt(2),-((i)*sqrt(2))]
• Résoudre exp(x)=2
  On tape :
  solve(exp(x)=2)
  On obtient en mode réel :
  [log(2)]
• Résoudre en x,y le système x+y=1,x−y=0:
  On tape :
  solve([x+y=1,x-y],[x,y])
  On obtient :
  [[1/2,1/2]]
• Résoudre en x,y le système x²+y=2,x+y²=2
  On tape :
  solve([x^2+y=2,x+y^2=2],[x,y])
  On obtient :
  [[-2,-2],[1,1],[(-sqrt(5)+1)/2,(1+sqrt(5))/2],
  [(sqrt(5)+1)/2,(1-sqrt(5))/2]]
• Résoudre en x,y,z le système x²−y²=0,x²−z²=0:
  On tape :
  solve([x^2-y^2=0,x^2-z^2=0],[x,y,z])
  On obtient :
  [[x,x,x],[x,-x,-x],[x,-x,x],[x,x,-x]]
• Résoudre cos(2*x)=1/2
  On tape :
  solve(cos(2*x)=1/2)
  On obtient :
  [pi/6,(-pi)/6]
  On obtient en ayant coché All_trig_sol :
  [(6*pi*n_0+pi)/6,(6*pi*n_0-pi)/6]

Remarque Pour pouvoir par exemple trouver l’intersection d’une droite (donnée par son équation paramétrique) et un plan on peut mettre les équations sous la forme d’une liste contenant une liste.
Exemple : Trouver l’intersection de la droite D d’équation paramétrique [y−z=0,z−x=0,x−y=0] et du plan P d’équation x−1+y+z=0.
On tape

On obtient :

Remarque
Différence entre solve et csolve : En mode complexe solve renvoie le même résultat que csolve (pour csolve que l’on soit en mode complexe ou réel cela importe peu). Ainsi, si on ne veut pas que le résultat dépende du mode, pour avoir les solutions complexes il est préférable d’utiliser csolve.
On tape en mode réel :

On obtient :

car en mode réel l’inconnue r est considérée comme un nombre réel.
On tape en mode complexe :

On obtient :

car en mode complexe, l’expression contient i donc l’inconnue r est considérée comme un nombre complexe. La solution complexe est :
‘ x‘+(i)*1/(sin(t))*(-‘ x‘*cos(t)+1) (la partie réelle de r vaut ‘ x‘ qui est un nombre rèel quelconque et la partie imaginaire de r est fonction de ‘ x‘).
On tape en mode complexe ou réel:

On obtient :

car avec csolve, l’inconnue r est toujours considérée comme un nombre complexe.