QCM : Algèbre du second degré — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle condition caractérise une équation du second degré écrite sous la forme ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 ?

Les coefficients sont réels et a=0a=0
Le terme constant est nul et a≠0a\neq0
Le coefficient de xx est nécessairement nul et a≠0a\neq0
Les coefficients sont réels et a≠0a\neq0

Les coefficients sont réels et $$a\neq0$$

Explication

Une équation du second degré contient un terme en x2x^2 dont le coefficient vérifie a≠0a\neq0, avec aa, bb et cc réels. Si a=0a=0, l’équation devient affine, tandis que les autres conditions ne sont pas requises.

2. Quelle expression représente le discriminant du trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac
Δ=4ac−b2\Delta=4ac-b^2
Δ=b2+4ac\Delta=b^2+4ac
Δ=b2−4ac2a\Delta=\frac{b^2-4ac}{2a}

$$\Delta=b^2-4ac$$

Explication

Le discriminant est défini par Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac. Les racines sont ensuite déterminées à partir de sa valeur ; elles ne constituent donc pas la définition du discriminant.

3. Pour déterminer les coefficients d’une fonction f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c dont la courbe passe par plusieurs points connus, quelle méthode faut-il utiliser ?

Remplacer les coordonnées des points dans l’expression puis résoudre le système obtenu
Calculer le discriminant avant de connaître les coefficients de la fonction
Identifier directement le coefficient de x2x^2 à partir de l’ordonnée à l’origine
Remplacer les ordonnées dans l’expression sans utiliser les abscisses correspondantes

Remplacer les coordonnées des points dans l’expression puis résoudre le système obtenu

Explication

Chaque point fournit une équation en remplaçant son abscisse et son ordonnée dans f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, puis ces équations forment un système. Le discriminant sert à étudier une équation connue, tandis que l’ordonnée à l’origine ne détermine pas à elle seule tous les coefficients.

4. Pour un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c possédant deux racines réelles distinctes x1x_1 et x2x_2, quelles relations relient leurs somme et leur produit aux coefficients ?

x1+x2=cax_1+x_2=\frac{c}{a} et x1x2=−bax_1x_2=-\frac{b}{a}
x1+x2=bax_1+x_2=\frac{b}{a} et x1x2=−cax_1x_2=-\frac{c}{a}
x1+x2=−cax_1+x_2=-\frac{c}{a} et x1x2=bax_1x_2=\frac{b}{a}
x1+x2=−bax_1+x_2=-\frac{b}{a} et x1x2=cax_1x_2=\frac{c}{a}

$$x_1+x_2=-\frac{b}{a}$$ et $$x_1x_2=\frac{c}{a}$$

Explication

La somme des racines est l’opposé du quotient de bb par aa, tandis que leur produit est le quotient de cc par aa. La confusion fréquente consiste à intervertir les formules de la somme et du produit.

5. Pour résoudre l’inéquation g(x)≤0g(x)\leq 0 à l’aide du tableau de signes de gg, quels intervalles faut-il retenir ?

Les intervalles où g(x)g(x) est négatif ou nul.
Les intervalles où g(x)g(x) est strictement négatif, en excluant les racines.
Les intervalles où g(x)g(x) est positif ou nul.
Les intervalles où g(x)g(x) est strictement positif.

Les intervalles où $$g(x)$$ est négatif ou nul.

Explication

Le symbole ≤\leq impose de retenir les valeurs pour lesquelles g(x)g(x) est négatif ainsi que les racines où il s’annule. Une inéquation strictement négative, notée g(x)<0g(x)<0, exclurait ces zéros.

6. Quel est le signe d’un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c lorsque Δ>0\Delta>0, entre ses deux racines distinctes x1x_1 et x2x_2 ?

Il est nul sur tout l’intervalle entre les racines.
Il est du même signe que aa.
Il change de signe sans dépendre de la valeur de aa.
Il est du signe contraire de aa.

Il est du signe contraire de $$a$$.

Explication

Entre deux racines distinctes, le trinôme est du signe opposé à celui de son coefficient dominant aa. À l’extérieur de ces racines, il reprend le signe de aa.

7. Laquelle des expressions définit une fonction polynôme de degré 2 sur ℝ ?

f(x)=3x2−2x+1f(x)=3x^2-2x+1
f(x)=3x−2+1f(x)=3x-2+1
f(x)=3x2−2x+1f(x)=\frac{3}{x^2}-2x+1
f(x)=3x3−2x+1f(x)=3x^3-2x+1

$$f(x)=3x^2-2x+1$$

Explication

Une fonction polynôme de degré 2 s’écrit f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a≠0a\neq0. L’expression affine ne comporte pas de terme en x2x^2, l’expression cubique est de degré 3 et la dernière n’est pas un polynôme.

8. Si a<0a<0 dans f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, comment la fonction varie-t-elle ?

Elle est décroissante sur ]−∞ ; α]]-\infty\,;\,\alpha] puis croissante sur [α ; +∞[[\alpha\,;\,+\infty[, avec un minimum β\beta en α\alpha
Elle est croissante sur les deux intervalles et atteint sa valeur maximale en β\beta
Elle est croissante sur ]−∞ ; α]]-\infty\,;\,\alpha] puis décroissante sur [α ; +∞[[\alpha\,;\,+\infty[, avec un maximum β\beta en α\alpha
Elle est décroissante sur les deux intervalles et atteint sa valeur minimale en α\alpha

Elle est croissante sur $$]-\infty\,;\,\alpha]$$ puis décroissante sur $$[\alpha\,;\,+\infty[$$, avec un maximum $$\beta$$ en $$\alpha$$

Explication

Lorsque a<0a<0, la parabole est tournée vers le bas : la fonction croît jusqu’à α\alpha, puis décroît, et sa valeur maximale est β\beta. Le minimum associé à une décroissance puis une croissance correspond au cas a>0a>0.

9. Quelle forme factorisée correspond à un trinôme dont le discriminant est strictement positif et dont les racines distinctes sont x1x_1 et x2x_2 ?

f(x)=a(x−x1)2(x−x2)2f(x)=a(x-x_1)^2(x-x_2)^2
f(x)=a(x−x1+x2)2f(x)=a(x-x_1+x_2)^2
f(x)=a(x+x1)(x+x2)f(x)=a(x+x_1)(x+x_2)
f(x)=a(x−x1)(x−x2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)

$$f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)$$

Explication

Avec Δ>0\Delta>0, le trinôme possède deux racines distinctes et se décompose en deux facteurs linéaires distincts multipliés par aa. Un facteur linéaire au carré correspond au cas Δ=0\Delta=0, et non à deux racines distinctes.

10. Pour f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, quelles expressions donnent les paramètres de sa forme canonique f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta ?

α=−2ab\alpha=-\frac{2a}{b} et β=−4ab2−4ac\beta=-\frac{4a}{b^2-4ac}
α=−ba\alpha=-\frac{b}{a} et β=−b2−4ac2a\beta=-\frac{b^2-4ac}{2a}
α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=−b2−4ac4a\beta=-\frac{b^2-4ac}{4a}
α=b2a\alpha=\frac{b}{2a} et β=b2−4ac4a\beta=\frac{b^2-4ac}{4a}

$$\alpha=-\frac{b}{2a}$$ et $$\beta=-\frac{b^2-4ac}{4a}$$

Explication

La forme canonique utilise α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=−b2−4ac4a\beta=-\frac{b^2-4ac}{4a}. Les autres expressions modifient les signes ou les facteurs du calcul et ne correspondent pas à la transformation canonique.

11. Une équation du second degré possède un discriminant Δ=0\Delta=0 : quelle est alors sa solution réelle ?

Elle possède l’unique solution x0=−b2ax_0=-\frac{b}{2a}
Elle ne possède aucune solution réelle puisque le discriminant est nul
Elle possède deux solutions x1=−b2ax_1=-\frac{b}{2a} et x2=b2ax_2=\frac{b}{2a}
Elle possède les solutions x1=−b−Δ2ax_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=−b+Δ2ax_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}

Elle possède l’unique solution $$x_0=-\frac{b}{2a}$$

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, les deux racines se confondent et l’unique solution est x0=−b2ax_0=-\frac{b}{2a}. La formule donnant deux solutions distinctes s’applique lorsque Δ>0\Delta>0, tandis que l’absence de solution réelle correspond à Δ<0\Delta<0.

12. Dans la forme canonique f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, quelles sont l’axe de symétrie et le sommet de la parabole ?

L’axe est x=αx=\alpha et le sommet est S(β ; α)S(\beta\,;\,\alpha)
L’axe est x=βx=\beta et le sommet est S(α ; β)S(\alpha\,;\,\beta)
L’axe est x=αx=\alpha et le sommet est S(α ; β)S(\alpha\,;\,\beta)
L’axe est y=αy=\alpha et le sommet est S(β ; α)S(\beta\,;\,\alpha)

L’axe est $$x=\alpha$$ et le sommet est $$S(\alpha\,;\,\beta)$$

Explication

Le carré (x−α)2(x-\alpha)^2 est symétrique par rapport à la droite verticale x=αx=\alpha, et la valeur extrême est atteinte au point de coordonnées (α ; β)(\alpha\,;\,\beta). Confondre l’axe avec x=βx=\beta revient à utiliser la valeur verticale à la place de l’abscisse.

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Qu'est-ce qu'une fonction polynôme de degré 2 ?

C'est une fonction définie par f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a≠0a \neq 0.

Comment détermine-t-on les coefficients a, b et c d'une fonction du second degré ?

On remplace les coordonnées des points dans f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c et on résout le système obtenu.

Quelle est la forme canonique d'une fonction du second degré ?

f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta

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