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2nde · Nombres et calculs
Intervalles de nombres réels
Qu'est-ce qu'un intervalle ?
Un intervalle est un sous-ensemble de formé de tous les nombres réels compris entre deux bornes (ou allant jusqu'à l'infini).
Les différents types d'intervalles
| Notation | Description | Exemple représenté |
| bornes incluses ( et en font partie) | tel que | |
| bornes exclues | tel que | |
| inclus, exclu | tel que | |
| exclu, inclus | tel que | |
| tous les réels | tel que | |
| tous les réels | tel que | |
| tout entier | tous les réels |
Remarque : et ne sont pas des nombres réels : un crochet à côté de l'infini est toujours ouvert, c'est-à-dire ou tourné « vers l'extérieur ».
Représentation sur une droite numérique
On représente un intervalle par un trait épais entre les deux bornes :
- un point plein (ou crochet fermé) indique que la borne est incluse ;
- un point vide (ou crochet ouvert) indique que la borne est exclue.
Exemple : se représente par un trait de (point plein) à (point vide).
Union et intersection d'intervalles
- L'intersection contient les réels qui appartiennent à la fois à et à .
- La réunion contient les réels qui appartiennent à ou à (ou aux deux).
📌 Méthode : pour déterminer ou , il est très utile de placer les deux intervalles sur une même droite numérique, l'un sous l'autre, pour visualiser les parties communes.
Exemple : soit et .
- (la partie commune, entre et ).
- (car les deux intervalles se chevauchent, on peut les réunir en un seul intervalle continu).
Exemple (intervalles disjoints) : soit et . Comme et n'ont aucun réel en commun, (l'ensemble vide), et ne peut pas s'écrire comme un seul intervalle : on le laisse sous la forme .
Exemples
✅ Exemple simple — Écrire un intervalle
L'ensemble des réels tels que s'écrit (borne de gauche exclue, borne de droite incluse).
📘 Exemple intermédiaire — Intersection de deux intervalles
Soit et . Alors : ce sont les réels à la fois et .
🔴 Exemple avancé — Réunion de deux intervalles disjoints
Soit et . Le réel n'appartient ni à ni à (il est exclu des deux côtés). Donc , qui n'est pas un intervalle unique car le point « manque » : on ne peut pas le simplifier en .
À retenir
- Un crochet fermé ( ou tourné vers l'intérieur) signifie que la borne est incluse.
- Un crochet ouvert signifie que la borne est exclue ; les bornes infinies sont toujours notées avec un crochet ouvert.
- : ce qui est commun aux deux intervalles. : ce qui appartient à l'un ou l'autre.
- Toujours représenter les intervalles sur une droite numérique pour visualiser une union ou une intersection.
Exercices de la leçon
Exercice 1
Comment s'écrit l'ensemble des réels tels que ?
Corrigé
La borne est incluse (crochet fermé ) car , et la borne est exclue (crochet ouvert ) car . On obtient .
Exercice 2
L'intervalle contient le nombre .
Corrigé
Le crochet devant est fermé (tourné vers l'intérieur), donc est inclus dans l'intervalle .
Exercice 3
Soit et . Que vaut ?
Corrigé
L'intersection contient les réels communs aux deux intervalles : ceux qui sont à la fois , , et , soit .
Exercice 4
Soit et . Que vaut ?
Corrigé
contient tous les réels strictement inférieurs à , et contient tous les réels supérieurs ou égaux à . Ensemble, ils couvrent tout , donc .
Exercice 5
Soit et . Détermine et , en justifiant.
Corrigé
On compare les bornes des deux intervalles sur une droite numérique : l'intersection garde la borne de gauche la plus grande et la borne de droite la plus petite (avec leur statut ouvert/fermé d'origine) ; la réunion, quand les intervalles se chevauchent, garde la borne de gauche la plus petite et la borne de droite la plus grande.
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