Polynôme du second degré : Une fonction définie par f(x)=ax2+bx+c avec a=0 et a,b,c∈R.
★ À maîtriser
📐 Formule — Le discriminant du polynôme P(x)=ax2+bx+c est Δ=b2−4ac.
📌 Si Δ>0, l’équation admet deux solutions distinctes x1=2a−b−Δ et x2=2a−b+Δ ; si Δ=0, elle admet une solution double x=−2ab ; si Δ<0, elle n’admet aucune solution réelle.
📌 Pour une équation du second degré dépendant d’un paramètre, il faut d’abord étudier le cas où le coefficient de x2 est nul, puis calculer le discriminant et étudier son signe selon les valeurs du paramètre.
Compléments
📐 Formule — Si un polynôme du second degré admet deux racines x1 et x2, leur somme vaut x1+x2=−ab et leur produit vaut x1x2=ac.
💡 Astuce mémo
Discriminant → nombre de racines → solutions
📖 2. Inéquations polynomiales
🔑 Notions clés & Définitions
Inéquation du second degré : Une inéquation de la forme ax2+bx+c>0, ax2+bx+c<0, ax2+bx+c≥0 ou ax2+bx+c≤0 avec a=0.
📝 Points essentiels
📌 Pour étudier le signe d’un polynôme du second degré, on calcule son discriminant puis on distingue les cas Δ<0, Δ=0 et Δ>0.
📌 Si Δ<0, le polynôme est partout du signe de a ; si Δ=0, il est du signe de a sauf à sa racine double ; si Δ>0, il est du signe de a à l’extérieur des racines et du signe opposé entre elles.
Résoudre une inéquation du second degré consiste à étudier le signe du polynôme correspondant, puis à sélectionner les intervalles où le signe demandé est vérifié.
💡 Astuce mémo
Signe du discriminant → signe du polynôme → intervalles solutions
📖 3. Équations et systèmes réductibles
🔑 Notions clés & Définitions
Équation bicarrée : Une équation de la forme ax4+bx2+c=0 avec a=0.
📝 Points essentiels
Pour résoudre une équation bicarrée, on pose X=x2 afin de la transformer en équation du second degré aX2+bX+c=0, puis on retient seulement les valeurs de X positives ou nulles correspondant à des valeurs réelles de x.
Pour résoudre une équation irrationnelle p(x)=q(x), il faut imposer p(x)≥0 et q(x)≥0, résoudre p(x)=q(x)2, puis conserver les solutions vérifiant l’équation initiale.
💡 Astuce mémo
Substitution → second degré → factorisation → tableau de signes
📖 4. Systèmes linéaires à trois inconnues
🔑 Notions clés & Définitions
Système linéaire à trois inconnues : Constitué de trois équations du premier degré en x, y et z, et dont la résolution consiste à déterminer tous les triplets réels vérifiant simultanément les trois équations.
📝 Points essentiels
Les quatre méthodes sont:
La substitution
Le pivot de Gauss
La méthode de Cramer
La méthode de Sarrus
La méthode du pivot de Gauss transforme un système en un système équivalent triangulaire par combinaisons linéaires, puis se résout en remontant depuis la dernière inconnue.
📐 Formule — Dans la méthode de Cramer ou de Sarrus, si ΔS=0, les solutions sont x=ΔSΔx, y=ΔSΔy et z=ΔSΔz.
💡 Astuce mémo
Substitution, Gauss, Cramer, Sarrus
📖 5. Notion de limite
🔑 Notions clés & Définitions
Limite à l’infini : Le comportement d’une fonction lorsque ses valeurs deviennent arbitrairement grandes quand la variable tend vers plus ou moins l’infini.
★ À maîtriser
📐 Formule — Pour tout entier naturel non nul n, limx→+∞xn1=0 et limx→−∞xn1=0.
📌 Une limite à droite en x₀ est la limite lorsque x tend vers x₀ avec x>x₀, tandis qu’une limite à gauche est la limite lorsque x tend vers x₀ avec x<x₀.
Compléments
📐 Formule — La fonction f(x)=x21 tend vers +∞ lorsque x tend vers 0 par la droite ou par la gauche.
💡 Astuce mémo
À l’infini ≠ en un point ; à droite ≠ à gauche
📖 6. Calculs de limites
★ À maîtriser
📌 Si une fonction f est encadrée par g et h, avec g≤f≤h et limg=limh=l, alors limf=l ; c’est le théorème des deux gendarmes.
📐 Formule — La limite de référence est limu→0usinu=1.
Pour calculer la limite de f(ax+b) lorsque x tend vers x₀, on pose u=ax+b, puis u tend vers ax0+b.
Compléments
📌 Si f≤g sur un intervalle et si leurs limites existent, alors la limite de f est inférieure ou égale à celle de g.
📐 Formule — Si limx→x0f(x)=l, alors, lorsque les opérations sont définies, limx→x0∣f(x)∣=∣l∣ et limx→x0f(x)=l pour l≥0.
💡 Astuce mémo
Encadrement ou opération → limite déterminée
📖 7. Limites et continuité
🔑 Notions clés & Définitions
Continuité en un point : Si elle est définie en x₀ et si limx→x0f(x)=f(x0).
Prolongement par continuité : Le prolongement de f par continuité en x₀ est la fonction qui coïncide avec f sur son domaine et qui prend en x₀ la valeur limx→x0f(x), lorsque cette limite est finie.
★ À maîtriser
📌 Si une fonction tend vers une limite non nulle l, son inverse tend vers l1 ; si elle tend vers 0 par valeurs positives, l’inverse tend vers +∞, et si elle tend vers 0 par valeurs négatives, il tend vers −∞.
📌 Si limx→x0f(x)=l, alors limx→x0∣f(x)∣=∣l∣ et, lorsque l est positif ou nul, limx→x0f(x)=l.
Compléments
Pour calculer limx→x0f(ax+b) avec a=0, on pose u=ax+b, puis on fait tendre u vers ax0+b.
💡 Astuce mémo
Calculer la limite, transformer l’expression, puis conclure sur la continuité
📖 8. Dérivation et tangentes
🔑 Notions clés & Définitions
Nombre dérivé : Une fonction f est dérivable en x₀ si le quotient x−x0f(x)−f(x0) admet une limite finie en x₀, appelée nombre dérivé f′(x0).
📝 Points essentiels
📐 Formule — L’équation de la tangente à la courbe de f au point d’abscisse x₀ est y=f′(x0)(x−x0)+f(x0).
📌 Une fonction est dérivable en x₀ si et seulement si elle est dérivable à gauche et à droite en x₀ et si ses deux nombres dérivés sont égaux.
📌 Toute fonction dérivable en x₀ est continue en x₀, mais une fonction continue en x₀ n’est pas nécessairement dérivable en x₀.
📐 Formule — Les dérivées usuelles vérifient (xn)′=nxn−1, (sinx)′=cosx, (cosx)′=−sinx et (tanx)′=1+tan2x.
📐 Formule — Pour des fonctions dérivables U et V, on a (UV)′=U′V+UV′ et (VU)′=V2U′V−UV′ lorsque V ne s’annule pas.
💡 Astuce mémo
Continue n’implique pas dérivable, alors que dérivable implique continue
📖 9. Fonctions et applications
🔑 Notions clés & Définitions
Fonction : Une fonction de E dans F associe à chaque élément de E au plus un élément de F, où E est l’ensemble de départ et F l’ensemble d’arrivée.
Application : Une application de E vers F associe à tout élément de E une et une seule image dans F.
Composition de fonctions : Si f va de E vers F et g de F vers G, leur composée g∘f va de E vers G et vérifie (g∘f)(x)=g(f(x)).
★ À maîtriser
📌 Une application est injective si chaque élément de F a au plus un antécédent, surjective si chaque élément de F a au moins un antécédent, et bijective si elle est à la fois injective et surjective.
Compléments
📌 Si f et g sont bijections composables, alors g∘f est bijective et (g∘f)−1=g−1∘f−1.
💡 Astuce mémo
Définir, composer, injecter-surjecter, puis comparer
📖 10. Étude globale des fonctions
🔑 Notions clés & Définitions
Domaine de définition : L’ensemble des nombres réels pour lesquels la fonction est définie.
Asymptote horizontale : Si limx→+∞f(x)=l ou limx→−∞f(x)=l avec l fini, alors la droite y=l est une asymptote horizontale à la courbe de f.
Asymptote oblique : La droite y=ax+b est une asymptote oblique à la courbe de f si limx→±∞[f(x)−(ax+b)]=0.
📝 Points essentiels
📌 Le domaine d’une fonction rationnelle exclut les réels qui annulent son dénominateur, tandis que le domaine de toute fonction polynôme est ℝ.
📌 Pour déterminer le domaine de f(x)=g(x), on résout l’inéquation g(x)≥0.
L’étude générale d’une fonction consiste à déterminer son domaine, ses limites, sa dérivée et ses variations, ses points et droites remarquables, puis à construire sa courbe.
💡 Astuce mémo
Domaine → limites → dérivée → variations → courbe
📖 11. Suites numériques
🔑 Notions clés & Définitions
Suite numérique : Une suite numérique est une fonction de ℕ vers ℝ, généralement notée (un).
Suite arithmétique : Une suite arithmétique est une suite dont deux termes consécutifs vérifient un+1=un+r, où r est la raison.
Suite géométrique : Une suite géométrique est une suite dont deux termes consécutifs vérifient un+1=qun, où q est la raison.
📝 Points essentiels
📌 Une suite est minorée s’il existe m tel que m≤un pour tout n, majorée s’il existe M tel que un≤M pour tout n, et bornée si elle est à la fois minorée et majorée.
📐 Formule — Le terme général d’une suite arithmétique vérifie un=up+(n−p)r et la somme des termes de u₁ à uₙ vaut u1+⋯+un=2n(u1+un).
📌 Pour une suite géométrique de premier terme u₀ non nul, si ∣q∣>1 elle diverge, si ∣q∣<1 elle converge, et si ∣q∣=1 elle est stationnaire selon le cours.
💡 Astuce mémo
Arithmétique : on ajoute r ; géométrique : on multiplie par q
📖 12. Dénombrement et barycentre
🔑 Notions clés & Définitions
Factorielle : Pour un entier naturel n, la factorielle est le produit n!=n(n−1)⋯2×1, avec par convention 0!=1.
Arrangement avec répétition : Un arrangement avec répétition de k éléments parmi n est une suite ordonnée de k éléments, les éléments pouvant être répétés, et son nombre est nk.
Combinaison : Une combinaison de p éléments d’un ensemble à n éléments est une partie de p éléments, et son nombre est Cnp=p!(n−p)!n!.
Barycentre de deux points : Le barycentre de (A,α) et (B,β), lorsque α+β=0, est l’unique point G vérifiant αGA+βGB=0.
★ À maîtriser
📐 Formule — Le nombre d’arrangements sans répétition de p éléments parmi n est Anp=(n−p)!n!.
📐 Formule — Le barycentre de (A,α) et (B,β) vérifie AG=α+ββAB lorsque α+β=0.
Si A et B sont distincts, l’ensemble des barycentres de (A,α) et (B,β) est la droite (AB).
Compléments
📌 Les coefficients binomiaux vérifient Cnn−p=Cnp et, pour 0<p<n, Cn−1p−1+Cn−1p=Cnp.
📌 Le barycentre de deux points pondérés est inchangé lorsque tous les coefficients sont multipliés par un même réel non nul.
💡 Astuce mémo
Les arrangements tiennent compte de l’ordre, les combinaisons non
📖 13. Barycentre de points pondérés
🔑 Notions clés & Définitions
Barycentre de trois points : l’unique point G tel que αGA+βGB+γGC=0 lorsque α+β+γ=0.
★ À maîtriser
📌 Le barycentre de deux points pondérés reste inchangé lorsqu’on multiplie tous leurs coefficients par un même nombre réel non nul.
L’ensemble des barycentres de deux points distincts A et B est la droite (AB).
📐 Formule — Si α+β=0 et si G est le barycentre de (A, α) et (B, β), alors αMA+βMB=(α+β)MG.
📐 Formule — Dans un repère, le barycentre G de A(x_A,y_A) et B(x_B,y_B) vérifie G(α+βαxA+βxB,α+βαyA+βyB), avec α+β=0.
L’isobarycentre correspond à: le milieu du segment de deux points, le centre de gravité d’un triangle pour trois sommets, le centre du parallélogramme pour ses sommets
📐 Formule — Pour trois points pondérés, si α+β+γ=0, alors αMA+βMB+γMC=(α+β+γ)MG.
📌 Si H est le barycentre de (A, α) et (B, β), avec α+β=0, alors le barycentre de (A, α), (B, β) et (C, γ) est le barycentre de (H, α+β) et (C, γ).
Compléments
📌 Si α+β=0, le vecteur αMA+βMB est indépendant du point M.
📌 La projection du barycentre de deux points pondérés est le barycentre des projections affectées des mêmes coefficients.
📌 Si un coefficient d’un barycentre de plusieurs points est nul, le point correspondant peut être supprimé ; la définition se généralise à quatre points et plus.
📐 Formule — Le barycentre G de A(x_A,y_A), B(x_B,y_B) et C(x_C,y_C) a pour coordonnées G(α+β+γαxA+βxB+γxC,α+β+γαyA+βyB+γyC).
💡 Astuce mémo
Somme des coefficients non nulle : point G ; somme nulle : vecteur indépendant de M
📖 14. Applications du barycentre
📝 Points essentiels
📌 Pour démontrer que trois points sont alignés, il suffit de montrer que l’un d’eux est le barycentre des deux autres.
Pour démontrer un concours de trois droites par barycentre, on exprime chaque point construit comme barycentre de deux sommets, on forme un barycentre commun, puis on regroupe les points pour montrer que ce barycentre appartient aux trois droites.
💡 Astuce mémo
Remplacer un groupe par son barycentre partiel, puis construire G
📖 15. Angles orientés et cercle
🔑 Notions clés & Définitions
Mesure d’un angle orienté : Les mesures d’un angle orienté de mesure principale α sont les nombres α+2kπ, avec k∈Z.
Congruence modulo 2π : Deux réels x et y sont congrus modulo 2π si et seulement si x−y=2kπ pour un entier relatif k.
★ À maîtriser
Pour trouver la mesure principale θ d’un angle dont une mesure α est connue, on écrit θ=α+2kπ puis on impose −π<θ≤π.
📐 Formule — La relation de Chasles donne (u,v)+(v,w)=(u,w) pour des vecteurs non nuls.
Compléments
📌 Quatre points A, B, C et D sont cocycliques si et seulement si 2(CA,CB)=2(DA,DB) lorsque trois quelconques ne sont pas alignés.
💡 Astuce mémo
Même angle inscrit doublé → même cercle
📖 16. Trigonométrie et équations
🔑 Notions clés & Définitions
Cosinus et sinus : Pour un angle de mesure α représenté par M sur le cercle trigonométrique, le cosinus est l’abscisse de M et le sinus est son ordonnée.
Tangente : Pour un angle non droit de mesure α, la tangente est définie par tanα=cosαsinα.
★ À maîtriser
📐 Formule — Pour tout réel α, on a cos2α+sin2α=1 et −1≤cosα≤1 ainsi que −1≤sinα≤1.
📐 Formule — Les formules d’addition sont cos(a−b)=cosacosb+sinasinb, sin(a−b)=sinacosb−cosasinb, cos(a+b)=cosacosb−sinasinb et sin(a+b)=sinacosb+cosasinb.
📌 Si a∈[−1,1] et si cosα=a, alors les solutions de cosx=a sont x=α+2kπ ou x=−α+2kπ, avec k∈Z.
Pour résoudre acosx+bsinx+c=0 avec a et b non nuls, on pose R=a2+b2 et on choisit φ tel que cosφ=Ra et sinφ=Rb, puis on transforme l’équation en cos(φ−x)=−Rc.
Compléments
📐 Formule — Les relations entre angles associés comprennent cos(−α)=cosα, sin(−α)=−sinα, cos(π−α)=−cosα et sin(π−α)=sinα.
📐 Formule — Les formules de duplication et de linéarisation sont cos2a=cos2a−sin2a, sin2a=2sinacosa, cos2a=21+cos2a et sin2a=21−cos2a.
Translation : Une application est une translation si, pour tous points M et N et leurs images M' et N', on a MN=M′N′.
★ À maîtriser
📐 Formule — Une droite d’équation cartésienne ax+by+c=0 admet n(a,b) comme vecteur normal et u(−b,a) comme vecteur directeur.
📐 Formule — Deux droites ax+by+c=0 et a′x+b′y+c′=0 sont parallèles si et seulement si ab′−a′b=0, et perpendiculaires si et seulement si aa′+bb′=0.
📐 Formule — Une équation normale d’une droite est xcosθ+ysinθ+k=0, où (cosθ,sinθ) est un vecteur normal unitaire.
📐 Formule — La distance du point A(x_0,y_0) à la droite ax+by+c=0 est d(A,D)=a2+b2∣ax0+by0+c∣.
📐 Formule — La représentation paramétrique du cercle de centre Ω(a,b) et de rayon r est x=a+rcosθ et y=b+rsinθ, avec θ∈R.
📐 Formule — La composée des translations de vecteurs u et v est la translation de vecteur u+v, soit tu∘tv=tu+v.
Compléments
L’équation x2+y2−2x+y−1=0 décrit le cercle de centre Ω(1,−1/2) et de rayon 3/2.
📌 La translation de vecteur nul est l’identité et tous les points sont invariants, tandis qu’une translation de vecteur non nul ne possède aucun point invariant.
💡 Astuce mémo
Une droite se décrit par sa normale ; un cercle par son centre et son rayon
📖 18. Translations du plan
🔑 Notions clés & Définitions
Translation : Une application est une translation si, pour tous points M et N d’images respectives M′ et N′, on a MN=M′N′.
Symétrie orthogonale : Une symétrie définie par une droite est une symétrie orthogonale, et cette droite est son axe de symétrie.
Rotation : Transformation qui associe à tout point M un point M′ tel que, si M≠O, OM=OM′ et (OM;OM′)=θ.
★ À maîtriser
📌 Une translation de vecteur nul est l’application identique, dont tous les points sont invariants, tandis qu’une translation de vecteur non nul n’a aucun point invariant.
📐 Formule — La composée de deux translations vérifie tu∘tv=tu+v.
📐 Formule — La translation de vecteur v(a;b) a pour expression analytique x′=x+a et y′=y+b.
📌 Tout point appartenant à l’axe d’une symétrie orthogonale est invariant.
📌 Pour un point M qui n’appartient pas à l’axe, son image M′ est telle que l’axe est la médiatrice du segment [MM′].
📐 Formule — Si deux droites parallèles (Δ) et (Δ′) sont considérées, avec O∈(Δ) et O′ projeté orthogonal de O sur (Δ′), alors SΔ′∘SΔ=t2OO′.
📌 Pour une rotation d’angle nul, tous les points sont invariants car la rotation est l’identité, tandis que pour un angle non nul, seul le centre O est invariant.
📌 Une rotation d’angle π est une symétrie de centre O.
📐 Formule — Si deux droites sécantes (Δ) et (Δ′) se coupent en O et ont pour vecteurs directeurs respectifs u et u′, alors SΔ′∘SΔ=r(O;2(u;u′)).
Compléments
📌 La composition de deux translations est commutative : tu∘tv=tv∘tu.
📌 La translation de vecteur opposé est la transformation réciproque : (tu)−1=t−u.
📌 Lorsque les deux axes de symétrie parallèles sont confondus, leur composée est l’identité ; sinon, leur composée est une translation de vecteur non nul.
Toute translation de vecteur non nul peut être décomposée en la composée de deux symétries orthogonales dont le premier axe a pour vecteur normal le vecteur de translation et dont le second axe est l’unique droite parallèle appropriée.
💡 Astuce mémo
Ajouter un vecteur → déplacer tous les points du même déplacement
📊 Tableaux de synthèse
Types de tirages
Type
Ordre
Répétition
Nombre
Arrangement avec répétition
Oui
Oui
n^p
Arrangement sans répétition
Oui
Non
A_n^p
Combinaison
Non
Non
C_n^p
Compositions de symétries
Configuration des axes
Transformation composée
Axes parallèles
Translation
Axes confondus
Identité
Axes sécants
Rotation
Teste tes connaissances
Teste tes connaissances sur Barycentres et trigonométrie avec 65 questions à choix multiples et corrections détaillées.
1. Quelle condition distingue un polynôme du second degré d’un polynôme du premier degré ?
2. Pour le polynôme P(x)=3x²−5x+2, quelle expression donne son discriminant ?