QCM : Fonctions polynômes du second degré — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle écriture correspond à la forme développée d’une fonction polynôme du second degré ?

f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c
f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)
f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta
f(x)=a(x+α)2βf(x)=a(x+\alpha)^2-\beta

$$f(x)=ax^2+bx+c$$

Explication

La forme développée explicite les termes en puissances de xx sous la structure ax2+bx+cax^2+bx+c. La forme factorisée fait apparaître les racines, tandis que la forme canonique met en évidence le sommet.

2. Quelle forme d’un polynôme du second degré fait apparaître directement ses racines x1x_1 et x2x_2 ?

La forme développée ax2+bx+cax^2+bx+c
La forme canonique a(xα)2+βa(x-\alpha)^2+\beta
La forme réduite a(x+α)2βa(x+\alpha)^2-\beta
La forme factorisée a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2)

La forme factorisée $$a(x-x_1)(x-x_2)$$

Explication

La forme factorisée contient les facteurs associés à x1x_1 et x2x_2, qui sont les racines du polynôme. La forme développée présente plutôt les coefficients des puissances de xx.

3. Quelle expression est la forme canonique d’une fonction polynôme du second degré ?

f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta
f(x)=a(xα)(x+β)f(x)=a(x-\alpha)(x+\beta)
f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c
f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)

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

Explication

La forme canonique s’écrit a(xα)2+βa(x-\alpha)^2+\beta et permet notamment d’identifier les coordonnées du sommet. L’expression a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2) est la forme factorisée.

4. Dans quel ordre peut-on déterminer les paramètres d’un polynôme du second degré à partir de son graphique ?

Calculer aa, relever le sommet, puis déduire les racines à partir de la forme développée
Relever les coefficients développés, choisir le sommet, puis vérifier le signe de aa
Lire le signe de aa, relever les paramètres graphiques, puis calculer aa avec une forme adaptée
Lire les racines, développer l’expression, puis déterminer le sommet sans utiliser le graphique

Lire le signe de $$a$$, relever les paramètres graphiques, puis calculer $$a$$ avec une forme adaptée

Explication

La méthode consiste à lire d’abord le signe de aa, puis cc, les racines et les coordonnées du sommet, avant de calculer aa avec une forme appropriée. Commencer par calculer aa ne respecte pas les informations disponibles sur le graphique.

5. Pour les valeurs c=6c=6, x1=3x_1=-3 et x2=1x_2=1, quelle valeur obtient-on pour aa en utilisant la forme factorisée à x=0x=0 ?

a=12a=\frac{1}{2}
a=2a=-2
a=12a=-\frac{1}{2}
a=2a=2

$$a=-2$$

Explication

On utilise 6=a(0+3)(01)=3a6=a(0+3)(0-1)=-3a, ce qui donne a=2a=-2. Les valeurs x1x_1 et x2x_2 sont les racines, alors que α\alpha et β\beta décrivent les coordonnées du sommet.

6. Laquelle de ces expressions fait partie des deux polynômes pouvant satisfaire les informations données dans l’exemple ?

f(x)=x2+5x2f(x)=x^2+5x-2
f(x)=x2+5x2f(x)=-x^2+5x-2
f(x)=2x2+5x2f(x)=-2x^2+5x-2
f(x)=x25x2f(x)=-x^2-5x-2

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

Explication

Une expression possible est f1(x)=x2+5x2f_1(x)=-x^2+5x-2, et une autre est f2(x)=2x2+10x2f_2(x)=-2x^2+10x-2. Les autres propositions modifient le signe ou les coefficients indiqués dans les expressions possibles.

7. Quelles sont les variations de f(x)=4x2+1f(x)=-4x^2+1 ?

Elle est décroissante sur ];0]]-\infty;0] puis croissante sur [0;+[[0;+\infty[
Elle est décroissante sur ];+[]-\infty;+\infty[ avec un minimum en x=0x=0
Elle est croissante sur ];0]]-\infty;0] puis décroissante sur [0;+[[0;+\infty[
Elle est croissante sur [0;+[[0;+\infty[ et décroissante sur ];0]]-\infty;0]

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

Explication

Le coefficient de x2x^2 est négatif, donc la parabole est tournée vers le bas : la fonction augmente jusqu’à x=0x=0, puis diminue. La proposition qui décrit une décroissance suivie d’une croissance correspondrait à une parabole tournée vers le haut.

8. Pour montrer que f(x)=4x2+1f(x)=-4x^2+1 est croissante sur ];0]]-\infty;0], quelle comparaison faut-il établir pour a<b0a<b\leq0 ?

Montrer que a2<b2a^2<b^2, puis que 4a2<4b2-4a^2<-4b^2 et donc f(a)<f(b)f(a)<f(b)
Montrer que a2=b2a^2=b^2, puis que 4a2=4b2-4a^2=-4b^2 et donc f(a)=f(b)f(a)=f(b)
Montrer que a2>b2a^2>b^2, puis que 4a2<4b2-4a^2<-4b^2 et donc f(a)<f(b)f(a)<f(b)
Montrer que a2>b2a^2>b^2, puis que 4a2>4b2-4a^2>-4b^2 et donc f(a)>f(b)f(a)>f(b)

Montrer que $$a^2>b^2$$, puis que $$-4a^2<-4b^2$$ et donc $$f(a)<f(b)$$

Explication

Pour deux nombres négatifs avec a<ba<b, on a a2>b2a^2>b^2 ; la multiplication par 4-4 inverse alors l’inégalité, ce qui conduit à f(a)<f(b)f(a)<f(b). L’erreur fréquente consiste à conserver le sens de l’inégalité après une multiplication par un nombre négatif.

9. Quel raisonnement permet de démontrer que la fonction f(x)=2(x+7)21f(x)=-2(x+7)^2-1 est croissante sur ];7]]-\infty;-7] ?

Choisir a<b7a<b\leq -7, comparer a2a^2 et b2b^2, puis établir que f(a)<f(b)f(a)<f(b)
Choisir a<b7a<b\leq -7, comparer a+7a+7 et b+7b+7, puis établir que f(a)>f(b)f(a)>f(b)
Choisir a<b7a<b\leq -7, comparer a+7a+7 et b+7b+7, puis établir que f(a)<f(b)f(a)<f(b)
Choisir a<b7a<b\leq -7, comparer a+7a+7 et b+7b+7, puis établir que f(a)=f(b)f(a)=f(b)

Choisir $$a<b\leq -7$$, comparer $$a+7$$ et $$b+7$$, puis établir que $$f(a)<f(b)$$

Explication

Sur cet intervalle, on prend deux nombres a<b7a<b\leq -7 et on compare leurs écarts à 7-7 pour montrer que les valeurs de la fonction vérifient f(a)<f(b)f(a)<f(b). L’inégalité inverse décrirait une décroissance, tandis que l’égalité ne permettrait pas de conclure à une croissance stricte.

10. Pour la fonction f(x)=2(x+7)21f(x)=-2(x+7)^2-1, quelle distinction décrit correctement l’axe de symétrie et le sommet de sa courbe ?

L’axe est la droite x=7x=-7 et le sommet est le point S(7;1)S(-7;-1)
L’axe est la droite x=1x=-1 et le sommet est le point S(7;1)S(-7;-1)
L’axe est le point S(7;1)S(-7;-1) et le sommet est la droite x=7x=-7
L’axe est la droite x=7x=-7 et le sommet est le point S(1;7)S(-1;-7)

L’axe est la droite $$x=-7$$ et le sommet est le point $$S(-7;-1)$$

Explication

Dans la forme canonique, le nombre associé à la parenthèse indique l’abscisse de l’axe, tandis que le terme constant donne l’ordonnée du sommet : on obtient donc x=7x=-7 et S(7;1)S(-7;-1). Confondre la droite avec le point inverse les natures géométriques des deux objets.

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Quelle est la forme développée d'un polynôme du second degré ?

f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c

Quelle est la forme factorisée d'un polynôme du second degré ?

f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)

Quelle est la forme canonique d'un polynôme du second degré ?

f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta

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