QCM : Fonctions de référence et second degré — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. La fonction ff est-elle croissante sur un intervalle II lorsque, pour tous a,b∈Ia,b\in I tels que a≤ba\le b, quelle relation est vérifiée ?

f(a)=f(b)f(a)=f(b)
f(a)<0f(a)<0
f(a)≥f(b)f(a)\ge f(b)
f(a)≤f(b)f(a)\le f(b)

$$f(a)\le f(b)$$

Explication

Une fonction croissante conserve l’ordre des images : si a≤ba\le b, alors f(a)≤f(b)f(a)\le f(b). La relation f(a)≥f(b)f(a)\ge f(b) caractérise la décroissance, tandis que les deux autres conditions ne définissent pas la croissance.

2. Une fonction ff vérifie-t-elle la définition d’une fonction décroissante sur II si, pour tous a≤ba\le b appartenant à II, on a quelle relation ?

f(a)≤f(b)f(a)\le f(b)
f(a)<f(b)f(a)<f(b)
f(a)≥f(b)f(a)\ge f(b)
f(a)=0f(a)=0

$$f(a)\ge f(b)$$

Explication

Une fonction décroissante associe des images qui diminuent ou restent égales lorsque la variable augmente, donc f(a)≥f(b)f(a)\ge f(b). L’inégalité inverse correspond à la croissance.

3. Laquelle des expressions définit une fonction affine ?

f(x)=ax+bf(x)=\frac{a}{x}+b, avec a,b∈Ra,b\in\mathbb{R}
f(x)=ax+bf(x)=ax+b, avec a,b∈Ra,b\in\mathbb{R}
f(x)=ax2+bf(x)=ax^2+b, avec a,b∈Ra,b\in\mathbb{R}
f(x)=∣x∣+bf(x)=|x|+b, avec b∈Rb\in\mathbb{R}

$$f(x)=ax+b$$, avec $$a,b\in\mathbb{R}$$

Explication

Une fonction affine est de la forme f(x)=ax+bf(x)=ax+b, où les coefficients aa et bb sont réels. Les autres expressions correspondent à des formes quadratique, inverse ou valeur absolue.

4. Pour f(x)=−3x+5f(x)=-3x+5, quel est le sens de variation de la fonction ?

Elle n’est définie que pour x>0x>0.
Elle est constante.
Elle est croissante.
Elle est décroissante.

Elle est décroissante.

Explication

Le coefficient directeur vaut a=−3<0a=-3<0, donc la fonction affine est décroissante. Une fonction affine est croissante lorsque son coefficient directeur est positif et constante lorsqu’il est nul.

5. Quel est le tableau de variations correct de la fonction carrée f(x)=x2f(x)=x^2 ?

Décroissante sur chacun des deux intervalles séparés par zéro.
Croissante sur ]−∞;0]]-\infty;0] puis décroissante sur [0;+∞[[0;+\infty[.
Décroissante sur ]−∞;0]]-\infty;0] puis croissante sur [0;+∞[[0;+\infty[.
Croissante sur tout R\mathbb{R}.

Décroissante sur $$]-\infty;0]$$ puis croissante sur $$[0;+\infty[$$.

Explication

La fonction carrée diminue jusqu’à 00, puis augmente à partir de 00. Elle ne suit donc pas le même comportement que la fonction inverse, qui est décroissante sur chacun de ses deux intervalles de définition.

6. Quelle propriété caractérise la fonction inverse f(x)=1xf(x)=\frac{1}{x} ?

Elle est définie sur R∗\mathbb{R}^* et croît sur chacun de ses deux intervalles de définition.
Elle est définie sur [0;+∞[[0;+\infty[ et décroît sur cet intervalle.
Elle est définie sur R\mathbb{R} et croît de part et d’autre de zéro.
Elle est définie sur R∗\mathbb{R}^* et décroît sur chacun de ses deux intervalles de définition.

Elle est définie sur $$\mathbb{R}^*$$ et décroît sur chacun de ses deux intervalles de définition.

Explication

La fonction inverse n’est pas définie en 00, donc son domaine est R∗\mathbb{R}^*, et elle est décroissante sur ]−∞;0[]-\infty;0[ ainsi que sur ]0;+∞[]0;+\infty[. La fonction carrée, elle, est définie sur tout R\mathbb{R}.

7. Que représente la valeur absolue ∣x∣|x| d’un réel xx sur une droite graduée ?

La distance entre l’origine et le point d’abscisse xx.
La position signée du point d’abscisse xx.
Le déplacement orienté entre l’origine et le point d’abscisse xx.
Le carré de la distance entre l’origine et le point d’abscisse xx.

La distance entre l’origine et le point d’abscisse $$x$$.

Explication

La valeur absolue ∣x∣|x| représente une distance entre l’origine et le point d’abscisse xx, donc elle est positive ou nulle. À l’inverse, le nombre xx conserve son signe et peut être négatif.

8. Deux points AA et BB ont pour abscisses xA=−2x_A=-2 et xB=5x_B=5. Quelle est la distance ∣AB∣|AB| ?

−3-3
−7-7
77
33

$$7$$

Explication

La distance vaut ∣AB∣=∣xB−xA∣=∣5−(−2)∣=∣7∣=7|AB|=|x_B-x_A|=|5-(-2)|=|7|=7. La différence orientée xB−xAx_B-x_A peut dépendre de l’ordre choisi, tandis que la distance reste positive.

9. Laquelle des égalités est vraie pour tout réel xx ?

x2=x2\sqrt{x^2}=x^2
x2=x\sqrt{x^2}=x pour tout réel xx
x2=−∣x∣\sqrt{x^2}=-|x|
x2=∣x∣\sqrt{x^2}=|x|

$$\sqrt{x^2}=|x|$$

Explication

La racine carrée de x2x^2 est la valeur positive ou nulle associée à xx, donc x2=∣x∣\sqrt{x^2}=|x|. L’égalité x2=x\sqrt{x^2}=x échoue lorsque x<0x<0.

10. Quel est le sens de variation de la fonction valeur absolue définie par f(x)=∣x∣f(x)=|x| ?

Elle est croissante sur ]−∞;0]]-\infty;0] puis décroissante sur [0;+∞[[0;+\infty[.
Elle est croissante sur tout R\mathbb{R}.
Elle est décroissante sur ]−∞;0]]-\infty;0] puis croissante sur [0;+∞[[0;+\infty[.
Elle est décroissante sur tout R\mathbb{R}.

Elle est décroissante sur $$]-\infty;0]$$ puis croissante sur $$[0;+\infty[$$.

Explication

Lorsque x<0x<0, on a ∣x∣=−x|x|=-x, ce qui produit une décroissance jusqu’à zéro ; lorsque x≥0x\ge0, on a ∣x∣=x|x|=x, ce qui produit une croissance. La fonction possède donc un minimum en 00.

11. Laquelle de ces expressions définit une fonction polynôme du second degré sur R\mathbb{R} ?

f(x)=3x2−2x+5f(x)=3x^2-2x+5
f(x)=5x3−x+2f(x)=5x^3-x+2
f(x)=2x+1f(x)=\frac{2}{x}+1
f(x)=4x−7f(x)=4x-7

$$f(x)=3x^2-2x+5$$

Explication

Une fonction polynôme du second degré s’écrit ax2+bx+cax^2+bx+c avec a≠0a\neq 0, ce qui est le cas de la première expression. L’expression 4x−74x-7 est affine, car elle ne comporte pas de terme en x2x^2.

12. Quelle figure géométrique représente la courbe d’une fonction polynôme du second degré ?

Une parabole
Une hyperbole
Une droite
Un cercle

Une parabole

Explication

La courbe représentative d’une fonction polynôme du second degré est une parabole. Une droite correspond notamment à une fonction affine, tandis qu’un cercle ou une hyperbole ne décrivent pas cette forme générale.

13. Pour f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a≠0a\neq 0, quelles expressions donnent les paramètres de la forme canonique f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta ?

α=−2ab\alpha=-\frac{2a}{b} et β=f(b)\beta=f(b)
α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=f(α)\beta=f(\alpha)
α=b2a\alpha=\frac{b}{2a} et β=f(−α)\beta=f(-\alpha)
α=ba\alpha=\frac{b}{a} et β=f(0)\beta=f(0)

$$\alpha=-\frac{b}{2a}$$ et $$\beta=f(\alpha)$$

Explication

Le paramètre horizontal vaut α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et le paramètre vertical est la valeur f(α)f(\alpha). Le signe et le facteur 22 sont donc essentiels dans le calcul de α\alpha.

14. Dans quelle direction s’ouvre la parabole associée à f(x)=−2x2+3x−1f(x)=-2x^2+3x-1 ?

Vers la droite
Vers la gauche
Vers le bas
Vers le haut

Vers le bas

Explication

Le coefficient de x2x^2 est négatif, car a=−2a=-2 ; la parabole est donc ouverte vers le bas. Une parabole dont le coefficient dominant est positif s’ouvre vers le haut.

15. Quelle expression est la forme canonique du polynôme P(x)=ax2+bx+cP(x)=ax^2+bx+c ?

ax2+bx+cax^2+bx+c
a(x+α)2−βa(x+\alpha)^2-\beta
a(x−α)2+βa(x-\alpha)^2+\beta
a(x−x1)(x−x2)a(x-x_1)(x-x_2)

$$a(x-\alpha)^2+\beta$$

Explication

La forme canonique s’écrit a(x−α)2+βa(x-\alpha)^2+\beta, tandis que ax2+bx+cax^2+bx+c est la forme développée. La forme a(x−x1)(x−x2)a(x-x_1)(x-x_2) correspond à la forme factorisée lorsqu’elle existe.

16. Quelle expression décrit un polynôme du second degré sous forme factorisée ?

P(x)=a(x−α)2+βP(x)=a(x-\alpha)^2+\beta avec a≠0a\neq 0
P(x)=a(x−x1)(x−x2)P(x)=a(x-x_1)(x-x_2) avec a≠0a\neq 0
P(x)=ax2+bx+cP(x)=ax^2+bx+c avec a=0a=0
P(x)=a(x+x1)+x2P(x)=a(x+x_1)+x_2 avec a≠0a\neq 0

$$P(x)=a(x-x_1)(x-x_2)$$ avec $$a\neq 0$$

Explication

La forme factorisée est P(x)=a(x−x1)(x−x2)P(x)=a(x-x_1)(x-x_2) avec a≠0a\neq 0. L’expression a(x−α)2+βa(x-\alpha)^2+\beta est la forme canonique, et la condition a=0a=0 supprimerait le degré deux.

17. Pour P(x)=2(x−3)2−5P(x)=2(x-3)^2-5, comment la fonction varie-t-elle de gauche à droite ?

Elle est décroissante puis croissante
Elle est croissante puis décroissante
Elle est décroissante sur tout R\mathbb{R}
Elle est croissante sur tout R\mathbb{R}

Elle est décroissante puis croissante

Explication

Ici, a=2>0a=2>0, donc la fonction décroît jusqu’à l’abscisse du sommet puis croît après celle-ci. Une valeur positive de aa correspond aussi à un minimum.

18. Quelles sont les coordonnées du sommet de la parabole associée à P(x)=a(x−α)2+βP(x)=a(x-\alpha)^2+\beta ?

(β;α)(\beta;\alpha)
(α;a)(\alpha;a)
(α;β)(\alpha;\beta)
(a;α)(a;\alpha)

$$(\alpha;\beta)$$

Explication

L’extrémum est atteint pour x=αx=\alpha et sa valeur est β\beta, donc le sommet a pour coordonnées (α;β)(\alpha;\beta). Intervertir α\alpha et β\beta confondrait l’abscisse du sommet avec son ordonnée.

19. Laquelle des équations suivantes est une équation du second degré ?

x3−2x=0x^3-2x=0
3x2−5x+2=03x^2-5x+2=0
2x+1=0\frac{2}{x}+1=0
4x−7=04x-7=0

$$3x^2-5x+2=0$$

Explication

Une équation du second degré peut s’écrire ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 avec a≠0a\neq 0 ; c’est le cas de 3x2−5x+2=03x^2-5x+2=0. L’équation 4x−7=04x-7=0 est du premier degré, tandis que les deux autres ont une autre structure.

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Qu'impose une fonction croissante sur un intervalle I pour a ≤ b ?

f(a) ≤ f(b)

Qu'impose une fonction décroissante sur un intervalle I pour a ≤ b ?

f(a) ≥ f(b)

Comment se définit une fonction affine ?

Par f(x) = ax + b avec a et b réels.

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