QCM : Fonctions du second degré — 15 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression définit une fonction du second degré sur R\mathbb{R} ?

f(x)=ax3+bx2+cf(x)=ax^3+bx^2+c avec a,b,c∈Ra,b,c\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0
f(x)=ax+bf(x)=\frac{a}{x}+b avec a,b∈Ra,b\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0
f(x)=ax+bf(x)=ax+b avec a,b∈Ra,b\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0
f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a,b,c∈Ra,b,c\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0

$$f(x)=ax^2+bx+c$$ avec $$a,b,c\in\mathbb{R}$$ et $$a\ne0$$

Explication

Une fonction du second degré est un trinôme de la forme ax2+bx+cax^2+bx+c, avec des coefficients réels et a≠0a\ne0. L’expression affine est de degré un, tandis que les deux autres expressions ne correspondent pas à un trinôme du second degré.

2. Quelle est la forme canonique de ax2+bx+cax^2+bx+c ?

a(x+b2a)2−b2−4ac4aa\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2-\frac{b^2-4ac}{4a}
a(x+ba)2−b2−4ac2aa\left(x+\frac{b}{a}\right)^2-\frac{b^2-4ac}{2a}
a(x−b2a)2+b2−4ac4aa\left(x-\frac{b}{2a}\right)^2+\frac{b^2-4ac}{4a}
a(x−b2a)2−b2+4ac4aa\left(x-\frac{b}{2a}\right)^2-\frac{b^2+4ac}{4a}

$$a\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2-\frac{b^2-4ac}{4a}$$

Explication

La forme canonique s’obtient en complétant le carré et s’écrit a(x+b2a)2−b2−4ac4aa\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2-\frac{b^2-4ac}{4a}. Les autres expressions modifient le signe, le facteur ou le discriminant et ne développent donc pas le trinôme donné.

3. Pour le trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c, comment définit-on le discriminant Δ\Delta ?

Δ=b2+4ac\Delta=b^2+4ac
Δ=b2−4ac4a\Delta=\frac{b^2-4ac}{4a}
Δ=4ac−b2\Delta=4ac-b^2
Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac

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

Explication

Le discriminant est défini par Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac. Le terme −Δ4a-\frac{\Delta}{4a} appartient à la forme canonique et ne constitue pas la définition du discriminant.

4. Quelle est la courbe représentative d’une fonction du second degré dans un repère orthogonal ?

Un cercle
Une droite
Une hyperbole
Une parabole

Une parabole

Explication

La représentation graphique d’une fonction du second degré est une parabole. Une fonction affine est représentée par une droite, tandis qu’une hyperbole ou un cercle ne correspondent pas à cette forme générale.

5. Quel est l’axe de symétrie de la parabole associée à f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

La droite d’équation y=−b2ay=-\frac{b}{2a}
La droite d’équation x=−b2ax=-\frac{b}{2a}
La droite d’équation y=−Δ4ay=-\frac{\Delta}{4a}
La droite d’équation x=−Δ4ax=-\frac{\Delta}{4a}

La droite d’équation $$x=-\frac{b}{2a}$$

Explication

L’axe de symétrie est une droite verticale d’équation x=−b2ax=-\frac{b}{2a}. La quantité −Δ4a-\frac{\Delta}{4a} donne l’ordonnée du sommet, et non l’équation de l’axe.

6. Quelles sont les coordonnées du sommet de la parabole représentant f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

(b2a,Δ4a)\left(\frac{b}{2a},\frac{\Delta}{4a}\right)
(−b2a,−Δ4a)\left(-\frac{b}{2a},-\frac{\Delta}{4a}\right)
(−Δ4a,−b2a)\left(-\frac{\Delta}{4a},-\frac{b}{2a}\right)
(−b2a,Δ4a)\left(-\frac{b}{2a},\frac{\Delta}{4a}\right)

$$\left(-\frac{b}{2a},-\frac{\Delta}{4a}\right)$$

Explication

Le sommet possède pour abscisse −b2a-\frac{b}{2a} et pour ordonnée −Δ4a-\frac{\Delta}{4a}. Inverser ces coordonnées ou changer le signe de l’ordonnée conduit à un point différent.

7. Si a>0a>0, quelle propriété la fonction du second degré possède-t-elle ?

Elle atteint un minimum égal à −Δ4a-\frac{\Delta}{4a} en x=−b2ax=-\frac{b}{2a}
Elle atteint un maximum égal à Δ4a\frac{\Delta}{4a} en x=b2ax=\frac{b}{2a}
Elle atteint un maximum égal à −Δ4a-\frac{\Delta}{4a} en x=−b2ax=-\frac{b}{2a}
Elle atteint un minimum égal à −b2a-\frac{b}{2a} en x=−Δ4ax=-\frac{\Delta}{4a}

Elle atteint un minimum égal à $$-\frac{\Delta}{4a}$$ en $$x=-\frac{b}{2a}$$

Explication

Lorsque a>0a>0, la parabole est tournée vers le haut et la fonction atteint son minimum au sommet. La valeur minimale est −Δ4a-\frac{\Delta}{4a}, obtenue pour x=−b2ax=-\frac{b}{2a}; le maximum correspond au cas a<0a<0.

8. Combien de solutions réelles possède l’équation ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 lorsque Δ=0\Delta=0 ?

Deux solutions réelles distinctes, données par x1=−b−Δ2ax_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=−b+Δ2ax_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}
Aucune solution réelle, car la racine carrée du discriminant disparaît
Une infinité de solutions réelles, car les deux racines sont confondues
Une solution réelle, donnée par x0=−b2ax_0=-\frac{b}{2a}

Une solution réelle, donnée par $$x_0=-\frac{b}{2a}$$

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, les deux solutions éventuelles se confondent en une seule solution réelle x0=−b2ax_0=-\frac{b}{2a}. Deux solutions distinctes apparaissent lorsque Δ>0\Delta>0, tandis que Δ<0\Delta<0 ne donne aucune solution réelle.

9. Comment appelle-t-on les solutions de l’équation ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 ?

Le sommet du trinôme
Les racines du trinôme
Le discriminant du trinôme
L’axe de symétrie du trinôme

Les racines du trinôme

Explication

Les solutions de l’équation sont appelées les racines du trinôme. Le sommet est un point de la parabole, l’axe de symétrie est une droite et le discriminant est le nombre b2−4acb^2-4ac.

10. Pour un trinôme de coefficient directeur a>0a>0 dont le discriminant vérifie Δ<0\Delta<0, quelle affirmation est correcte ?

Le trinôme reste strictement positif pour toute valeur réelle de xx.
Le trinôme est strictement négatif entre deux racines réelles distinctes.
Le trinôme possède deux racines réelles distinctes et change de signe entre elles.
Le trinôme possède une racine réelle double et s’annule en un seul point.

Le trinôme reste strictement positif pour toute valeur réelle de $$x$$.

Explication

Lorsque Δ<0\Delta<0, le trinôme ne possède aucune racine réelle et conserve le signe de aa ; avec a>0a>0, il est donc positif. L’idée d’une racine double correspond au cas Δ=0\Delta=0, tandis que deux racines distinctes exigent Δ>0\Delta>0.

11. Pour f(x)=2x2−8x+8f(x)=2x^2-8x+8, quelle forme factorisée correspond au cas où le discriminant est nul ?

f(x)=2(x−1)2f(x)=2(x-1)^2
f(x)=2(x−4)2f(x)=2(x-4)^2
f(x)=2(x+2)2f(x)=2(x+2)^2
f(x)=2(x−2)2f(x)=2(x-2)^2

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

Explication

Le discriminant est nul et la racine double vaut x0=−b2a=−−82×2=2x_0=-\frac{b}{2a}=-\frac{-8}{2\times2}=2, d’où f(x)=2(x−2)2f(x)=2(x-2)^2. La valeur 44 est le coefficient de la forme développée, et non la racine double.

12. Un trinôme possède deux racines réelles distinctes x1x_1 et x2x_2. Quelle factorisation lui correspond ?

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

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

Explication

Lorsque Δ>0\Delta>0, les deux racines distinctes donnent la factorisation f(x)=a(x−x1)(x−x2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2). Les signes inversés dans les deux facteurs déplaceraient les racines en −x1-x_1 et −x2-x_2.

13. Pour un trinôme avec a<0a<0 et deux racines distinctes x1<x2x_1<x_2, quel est son signe sur l’intervalle ]x1,x2[]x_1,x_2[ ?

Il est nul sur tout l’intervalle situé entre les deux racines.
Il est positif, car il prend le signe de −a-a à l’intérieur des racines.
Il change de signe plusieurs fois à l’intérieur de cet intervalle.
Il est négatif, car il conserve le signe de aa entre les racines.

Il est positif, car il prend le signe de $$-a$$ à l’intérieur des racines.

Explication

Avec deux racines distinctes, le trinôme prend le signe de −a-a entre les racines ; comme a<0a<0, il est donc positif sur ]x1,x2[]x_1,x_2[. Il s’annule aux racines, mais pas sur tout l’intervalle qui les sépare.

14. Les racines x1x_1 et x2x_2 de 3x2−12x+53x^2-12x+5 vérifient quelle relation concernant leur somme ?

x1+x2=−4x_1+x_2=-4
x1+x2=−53x_1+x_2=-\frac{5}{3}
x1+x2=53x_1+x_2=\frac{5}{3}
x1+x2=4x_1+x_2=4

$$x_1+x_2=4$$

Explication

La somme des racines vaut −ba-\frac{b}{a} ; ici, −−123=4-\frac{-12}{3}=4. La valeur 53\frac{5}{3} correspond au produit des racines, et non à leur somme.

15. Les racines x1x_1 et x2x_2 de 2x2+6x−72x^2+6x-7 vérifient quelle relation concernant leur produit ?

x1x2=72x_1x_2=\frac{7}{2}
x1x2=3x_1x_2=3
x1x2=−3x_1x_2=-3
x1x2=−72x_1x_2=-\frac{7}{2}

$$x_1x_2=-\frac{7}{2}$$

Explication

Le produit des racines vaut ca\frac{c}{a} ; ici, −72=−72\frac{-7}{2}=-\frac{7}{2}. La valeur −3-3 est la somme des racines, obtenue par −ba-\frac{b}{a}.

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

Une fonction définie par f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a≠0a\ne0.

Quelle est la forme canonique d'un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

a(x+b2a)2−b2−4ac4aa\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2-\frac{b^2-4ac}{4a}.

Comment se calcule le discriminant d'un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

Par Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac.

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