QCM : Fonctions du second degré — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel est le degré du polynôme obtenu en réduisant l’expression (x1)2x2(x-1)^2-x^2 ?

Le degré constant
Le premier degré
Le deuxième degré
Le troisième degré

Le premier degré

Explication

En développant, on obtient x22x+1x2=2x+1x^2-2x+1-x^2=-2x+1, qui est un polynôme du premier degré. La présence initiale de termes en x2x^2 ne suffit donc pas à déterminer le degré après réduction.

2. Quelle expression représente la forme canonique d’une fonction polynôme du second degré ?

f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta
f(x)=(axb)2+cf(x)=(a x-b)^2+c
f(x)=a(xβ)2+αf(x)=a(x-\beta)^2+\alpha
f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c

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

Explication

La forme canonique s’écrit f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, avec α\alpha et β\beta réels. L’expression ax2+bx+cax^2+bx+c est la forme développée, et les autres propositions échangent ou modifient les paramètres caractéristiques.

3. Pour f(x)=6x212x+5f(x)=6x^2-12x+5, quelles sont les coordonnées du sommet de la parabole ?

(1,1)\left(1,-1\right)
(1,1)\left(-1,1\right)
(1,1)\left(-1,-1\right)
(1,1)\left(1,1\right)

$$\left(1,-1\right)$$

Explication

On calcule α=b2a=122×6=1\alpha=-\frac{b}{2a}=-\frac{-12}{2\times6}=1, puis β=f(1)=612+5=1\beta=f(1)=6-12+5=-1. La confusion fréquente consiste à attribuer à β\beta le rôle de l’abscisse, alors que α\alpha est l’abscisse du sommet.

4. Quelle opération correspond au développement d’une expression algébrique ?

Distribuer les facteurs puis regrouper les termes de même degré
Remplacer chaque terme par sa valeur numérique
Écrire l’expression sous la forme d’un produit de facteurs
Classer les termes selon leurs coefficients décroissants

Distribuer les facteurs puis regrouper les termes de même degré

Explication

Développer consiste à distribuer les facteurs, puis à regrouper les termes de même degré. Écrire une expression sous forme de produit correspond plutôt à la factorisation.

5. Quel est le développement de (3x2)2(3x-2)^2 ?

9x2+12x+49x^2+12x+4
9x212x+49x^2-12x+4
9x26x+49x^2-6x+4
3x212x+43x^2-12x+4

$$9x^2-12x+4$$

Explication

En utilisant l’identité remarquable (uv)2=u22uv+v2(u-v)^2=u^2-2uv+v^2 avec u=3xu=3x et v=2v=2, on obtient 9x212x+49x^2-12x+4. Le terme central est négatif, car le binôme contient une soustraction.

6. Pour une fonction du second degré écrite sous la forme f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, que peut-on affirmer lorsque a<0a<0 ?

La parabole a pour axe la droite y=βy=\beta
La parabole possède deux sommets d’ordonnée β\beta
La parabole admet un maximum égal à β\beta
La parabole admet un minimum égal à β\beta

La parabole admet un maximum égal à $$\beta$$

Explication

Lorsque a<0a<0, la parabole est tournée vers le bas et son sommet correspond à un maximum d’ordonnée β\beta. Le minimum correspond au cas a>0a>0, tandis que y=βy=\beta décrit une droite horizontale et non l’axe de symétrie.

7. Quelle est l’équation de l’axe de symétrie de la parabole associée à f(x)=3(x5)22f(x)=3(x-5)^2-2 ?

x=5x=5
x=5x=-5
y=2y=-2
y=5y=5

$$x=5$$

Explication

Dans la forme canonique, l’axe de symétrie est la droite verticale x=αx=\alpha ; ici, α=5\alpha=5. La valeur β=2\beta=-2 donne l’ordonnée du sommet et ne détermine pas l’axe.

8. Quelle propriété permet de résoudre une équation de la forme (x2)(x+5)=0(x-2)(x+5)=0 ?

Un produit nul impose que les deux facteurs soient égaux
Un produit nul signifie que les facteurs ont des signes opposés
Un produit nul possède au moins un facteur nul
Un produit nul possède deux facteurs strictement positifs

Un produit nul possède au moins un facteur nul

Explication

Un produit est nul dès qu’au moins l’un de ses facteurs est nul, ce qui conduit ici à étudier séparément x2=0x-2=0 et x+5=0x+5=0. Il n’est pas nécessaire que les deux facteurs soient nuls ni qu’ils aient des signes opposés.

9. Quel est l’ensemble des solutions de l’équation x23=0x^2-3=0 ?

{3}\{-\sqrt3\}
{3;3}\{-\sqrt3;\sqrt3\}
{3}\{\sqrt3\}
{3;3}\{-3;3\}

$$\{-\sqrt3;\sqrt3\}$$

Explication

L’équation devient x2=3x^2=3, donc ses deux solutions opposées sont x=3x=\sqrt3 et x=3x=-\sqrt3. L’équation linéaire x+3=0x+3=0, en revanche, ne possède qu’une solution.

10. Quelle forme factorisée convient à une fonction polynôme du second degré ayant pour racines x0x_0 et x1x_1 ?

f(x)=a(xx0)2(xx1)2f(x)=a(x-x_0)^2(x-x_1)^2
f(x)=a(xx0)(xx1)f(x)=a(x-x_0)(x-x_1)
f(x)=a(x+x0)(x+x1)f(x)=a(x+x_0)(x+x_1)
f(x)=a(x0x)(x1+x)f(x)=a(x_0-x)(x_1+x)

$$f(x)=a(x-x_0)(x-x_1)$$

Explication

Une fonction du second degré ayant les racines x0x_0 et x1x_1 s’écrit a(xx0)(xx1)a(x-x_0)(x-x_1), avec un coefficient aa non nul. Cette écriture fait apparaître les racines, contrairement à la forme canonique qui met en évidence le sommet.

11. Une fonction polynôme du second degré possède une racine double égale à 11. Quelle expression peut-elle prendre ?

f(x)=a(x+1)2f(x)=a(x+1)^2
f(x)=a(x1)(x2)f(x)=a(x-1)(x-2)
f(x)=a(x1)2f(x)=a(x-1)^2
f(x)=a(x1)(x+1)f(x)=a(x-1)(x+1)

$$f(x)=a(x-1)^2$$

Explication

Une racine double égale à 11 apparaît deux fois dans la forme factorisée, d’où le facteur (x1)2\left(x-1\right)^2. Deux facteurs distincts, comme (x1)(x2)\left(x-1\right)\left(x-2\right), correspondraient à deux racines différentes.

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Qu'est-ce qu'une fonction polynôme du second degré ?

C'est une fonction définie par f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0.

Quelle est la condition sur le coefficient aa dans f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

Le coefficient aa doit être différent de zéro.

Quel degré a le polynôme 2x+12x+1 ?

C'est un polynôme du premier degré.

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