QCM : Fonctions du second degré — 15 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelles solutions obtient-on à partir de l’équation factorisée a(xx1)(xx2)=0a(x-x_1)(x-x_2)=0 ?

x=ax1x=a-x_1 ou x=ax2x=a-x_2
x=x1ax=\frac{x_1}{a} ou x=x2ax=\frac{x_2}{a}
x=x1x=x_1 ou x=x2x=x_2
x=x1x2x=x_1x_2 ou x=ax=a

$$x=x_1$$ ou $$x=x_2$$

Explication

La propriété du produit nul impose qu’un des deux facteurs soit nul, ce qui donne x=x1x=x_1 ou x=x2x=x_2. Le coefficient a0a\ne0 ne crée pas une solution supplémentaire.

2. Quelle forme caractérise un trinôme défini sur R\mathbb{R} ?

f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec aRa\in\mathbb{R}^* et b,cRb,c\in\mathbb{R}
f(x)=ax+bf(x)=ax+b avec a,bRa,b\in\mathbb{R}
f(x)=ax3+bx2+cf(x)=ax^3+bx^2+c avec aRa\in\mathbb{R}^*
f(x)=ax2+bx+cf(x)=\frac{a}{x^2}+bx+c avec a,b,cRa,b,c\in\mathbb{R}

$$f(x)=ax^2+bx+c$$ avec $$a\in\mathbb{R}^*$$ et $$b,c\in\mathbb{R}$$

Explication

Un trinôme est un polynôme du second degré écrit sous la forme ax2+bx+cax^2+bx+c, avec un coefficient aa réel non nul. Une expression affine ou cubique ne possède pas ce degré.

3. Laquelle de ces expressions est la forme canonique d’un trinôme du second degré ?

a(xα)2+βa(x-\alpha)^2+\beta
a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2)
b24acb^2-4ac
ax2+bx+cax^2+bx+c

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

Explication

La forme canonique s’écrit a(xα)2+βa(x-\alpha)^2+\beta avec a0a\ne0, et cette écriture est unique. L’expression ax2+bx+cax^2+bx+c correspond à la forme développée.

4. Quelle expression donne le discriminant du trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

Δ=4acb2\Delta=4ac-b^2
Δ=b2+4ac\Delta=b^2+4ac
Δ=b24ac\Delta=b^2-4ac
Δ=2b4ac\Delta=2b-4ac

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

Explication

Le discriminant se calcule en soustrayant 4ac4ac à b2b^2. La forme canonique décrit plutôt le sommet à l’aide de ses coordonnées, et ne définit pas directement le discriminant.

5. Comment l’orientation de la parabole varie-t-elle selon le signe de aa dans f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

Elle est vers le bas si a>0a>0 et vers le haut si a<0a<0.
Elle est vers le haut si a>0a>0 et vers le bas si a<0a<0.
Elle est vers le haut lorsque a=0a=0 et vers le bas lorsque a0a\ne0.
Elle est vers le bas lorsque a=0a=0 et vers le haut lorsque a0a\ne0.

Elle est vers le haut si $$a>0$$ et vers le bas si $$a<0$$.

Explication

Un coefficient aa positif produit une parabole orientée vers le haut, tandis qu’un coefficient aa négatif l’oriente vers le bas. Les propositions fondées sur a=0a=0 ne concernent pas un trinôme du second degré.

6. Quelle est la courbe représentative d’un trinôme dans un repère orthonormé ?

Une droite
Un cercle
Une hyperbole
Une parabole

Une parabole

Explication

La représentation graphique d’un trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c est une parabole. Une droite correspond à une fonction affine, tandis qu’un cercle ou une hyperbole ne décrit pas la forme générale d’un trinôme.

7. Que signifie résoudre une équation ou une inéquation dans R\mathbb{R} ?

Trouver toutes les solutions réelles qui la vérifient
Déterminer le sommet de sa courbe représentative
Tracer sa courbe dans un repère orthonormé
Identifier les coefficients de son expression développée

Trouver toutes les solutions réelles qui la vérifient

Explication

Résoudre consiste à déterminer l’ensemble des valeurs réelles qui rendent l’équation ou l’inéquation vraie. Le sommet et les coefficients peuvent intervenir dans certaines méthodes, mais ne définissent pas la résolution elle-même.

8. Quelle nature de sommet possède une parabole selon le signe de aa ?

Un minimum dans les deux cas, car le sommet est unique
Un maximum si a>0a>0 et un minimum si a<0a<0
Un minimum si a>0a>0 et un maximum si a<0a<0
Un maximum dans les deux cas, car la parabole possède un sommet

Un minimum si $$a>0$$ et un maximum si $$a<0$$

Explication

Quand a>0a>0, la parabole est ouverte vers le haut et son sommet est un minimum ; quand a<0a<0, elle est ouverte vers le bas et son sommet est un maximum. L’existence d’un sommet ne suffit donc pas à déterminer sa nature.

9. Quelles sont les solutions réelles de l’équation 2x22=02x^2-2=0 ?

x=1x=1 et x=1x=-1
x=1x=1 et x=0x=0
x=2x=2 et x=2x=-2
L’équation n’a pas de solution réelle

$$x=1$$ et $$x=-1$$

Explication

En isolant le terme carré, on obtient x2=1x^2=1, dont les deux solutions réelles sont 11 et 1-1. L’équation x2=2x^2=-2, contrairement à celle-ci, n’aurait aucune solution dans R\mathbb{R}.

10. Comment définit-on une racine d’un polynôme PP ?

C’est l’abscisse du sommet de sa parabole
C’est la valeur de P(0)P(0)
C’est le coefficient du terme en x2x^2
C’est une solution de l’équation P(x)=0P(x)=0

C’est une solution de l’équation $$P(x)=0$$

Explication

Une racine est une valeur de xx qui annule le polynôme, c’est-à-dire qui vérifie P(x)=0P(x)=0. L’abscisse du sommet décrit l’extremum de la parabole et ne constitue pas forcément une racine.

11. Pour un trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, quelles formules donnent les coordonnées S(α;β)S(\alpha;\beta) du sommet ?

α=b2a\alpha=\frac{b}{2a} et β=Δ4a\beta=\frac{\Delta}{4a}
α=Δ4a\alpha=\frac{\Delta}{4a} et β=b2a\beta=-\frac{b}{2a}
α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=Δ4a\beta=-\frac{\Delta}{4a}
α=ba\alpha=-\frac{b}{a} et β=Δ2a\beta=-\frac{\Delta}{2a}

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

Explication

Dans la forme canonique, l’abscisse du sommet vaut b2a-\frac{b}{2a} et son ordonnée vaut Δ4a-\frac{\Delta}{4a}. Les autres associations changent les signes ou les facteurs des formules.

12. Si le sommet d’une parabole a pour abscisse α\alpha, quelle est son axe de symétrie ?

La droite d’équation x=αx=\alpha
La droite d’équation y=αy=\alpha
Le point de coordonnées (α;0)(\alpha;0)
La droite passant par le sommet et l’origine

La droite d’équation $$x=\alpha$$

Explication

Lorsque le sommet a pour abscisse α\alpha, l’axe de symétrie est la droite verticale x=αx=\alpha. Le sommet est un point, tandis qu’un axe de symétrie est une droite.

13. Après développement et réduction de (4x3)2(4x-3)^2, quelles sont les valeurs de aa, bb et cc dans la forme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

a=16a=16, b=24b=-24 et c=9c=9
a=8a=8, b=12b=-12 et c=9c=9
a=16a=16, b=24b=24 et c=9c=-9
a=4a=4, b=3b=-3 et c=2c=2

$$a=16$$, $$b=-24$$ et $$c=9$$

Explication

Le développement donne 16x224x+916x^2-24x+9, ce qui permet de lire directement les trois coefficients. Le signe du terme linéaire provient du terme 24x-24x obtenu dans le développement du carré.

14. Dans quel cas un trinôme peut-il être écrit sous la forme factorisée f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2) ?

Lorsqu’il possède une forme canonique avec un sommet réel
Lorsqu’il présente un coefficient directeur non nul
Lorsqu’il possède trois coefficients réels distincts
Lorsqu’il possède deux racines réelles, éventuellement confondues

Lorsqu’il possède deux racines réelles, éventuellement confondues

Explication

La forme factorisée repose sur des racines réelles x1x_1 et x2x_2, qui peuvent être confondues. Tout trinôme possède une forme canonique, même lorsqu’il n’a pas de racines réelles.

15. Combien de racines réelles une parabole associée à un trinôme peut-elle avoir ?

Deux ou trois, selon son ouverture
Une seule, correspondant à son sommet
Deux, une seule ou aucune
Une ou deux, mais jamais aucune

Deux, une seule ou aucune

Explication

Selon sa position par rapport à l’axe des abscisses, une parabole peut couper cet axe deux fois, le toucher une fois ou ne pas le rencontrer. Ces trois situations correspondent respectivement à deux racines, une racine ou aucune racine réelle.

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Qu'impose la résolution dans R d'une équation ou inéquation ?

Trouver toutes les solutions réelles qui la vérifient.

Quelle est la première étape pour résoudre une équation du second degré simple ?

Isoler le terme en x2x^2.

Que fait-on après avoir isolé le terme en x2x^2 dans une équation du second degré ?

On utilise les solutions réelles de l'égalité obtenue.

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