QCM : Fonctions polynômes du second degré — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Pour f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, quelle expression donne l’abscisse du sommet ?

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

$$\alpha=-\frac{b}{2a}$$

Explication

L’abscisse du sommet est α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a}. L’expression Δ4a-\frac{\Delta}{4a} donne l’ordonnée du sommet, notée β\beta.

2. Pour une fonction écrite sous la forme f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta avec a<0a<0, quelle propriété est vraie ?

La fonction admet un maximum égal à β\beta pour x=αx=\alpha.
La fonction admet un minimum égal à β\beta pour x=αx=\alpha.
La fonction admet un minimum égal à α\alpha pour x=βx=\beta.
La fonction admet un maximum égal à α\alpha pour x=βx=\beta.

La fonction admet un maximum égal à $$\beta$$ pour $$x=\alpha$$.

Explication

Lorsque a<0a<0, la parabole est tournée vers le bas et son sommet correspond à un maximum de valeur β\beta atteint pour x=αx=\alpha. Le minimum correspond au cas a>0a>0.

3. Quelle est la forme canonique de la fonction f(x)=2x220x+10f(x)=2x^2-20x+10 ?

f(x)=2(x+5)240f(x)=2(x+5)^2-40
f(x)=2(x5)240f(x)=2(x-5)^2-40
f(x)=2(x5)2+40f(x)=2(x-5)^2+40
f(x)=2(x10)2190f(x)=2(x-10)^2-190

$$f(x)=2(x-5)^2-40$$

Explication

En complétant le carré, on obtient 2x220x+10=2(x5)2402x^2-20x+10=2(x-5)^2-40. Le signe devant 5 et la constante finale résultent directement du développement de cette expression.

4. Pour f(x)=2x23x+1f(x)=2x^2-3x+1, une racine vaut 11. Comment déterminer l’autre racine à l’aide du produit des racines ?

Elle vaut 33, car le terme en xx a pour coefficient 3-3.
Elle vaut 12\frac{1}{2}, car le produit vaut 12\frac{1}{2}.
Elle vaut 12-\frac{1}{2}, car le coefficient de xx est négatif.
Elle vaut 22, car la somme vaut 12\frac{1}{2}.

Elle vaut $$\frac{1}{2}$$, car le produit vaut $$\frac{1}{2}$$.

Explication

Le produit des racines est ca=12\frac{c}{a}=\frac{1}{2} ; en divisant ce produit par la racine connue 11, on obtient 12\frac{1}{2}. La somme des racines vaut plutôt 32\frac{3}{2}, elle ne donne donc pas directement la valeur proposée par le deuxième choix.

5. Quelle courbe représente graphiquement une fonction polynôme de degré 2 dans un repère orthogonal ?

Une hyperbole
Une parabole
Un cercle
Une droite

Une parabole

Explication

Dans un repère orthogonal, la représentation graphique d’une fonction polynôme de degré 2 est une parabole. Une droite correspond notamment à une fonction affine, tandis qu’un cercle n’est pas le graphe d’une fonction polynôme du second degré.

6. Que signifie qu’un nombre réel rr est une racine de la fonction ff ?

r=f(0)r=f(0)
f(r)=rf(r)=r
f(r)=0f(r)=0
r=0r=0

$$f(r)=0$$

Explication

Une racine est une valeur de xx qui annule la fonction, ce qui signifie que f(r)=0f(r)=0. La valeur f(r)f(r) désigne l’image obtenue, et non la racine elle-même.

7. Laquelle des expressions définit une fonction polynôme de degré 2 ?

f(x)=3x22x+1f(x)=3x^2-2x+1
f(x)=4f(x)=4
f(x)=3x2f(x)=3x-2
f(x)=2x3+x1f(x)=2x^3+x-1

$$f(x)=3x^2-2x+1$$

Explication

Une fonction polynôme de degré 2 possède un terme en x2x^2 dont le coefficient est non nul. Les autres expressions sont respectivement de degré 1, de degré 3 et de degré 0.

8. Pour f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2) avec x1<x2x_1<x_2 et a<0a<0, quel est le signe de ff sur l’intervalle situé entre les deux racines ?

Il est nul en tout point.
Il est positif.
Il dépend de la valeur de xx dans l’intervalle.
Il est négatif.

Il est positif.

Explication

Entre les deux racines, le produit (xx1)(xx2) (x-x_1)(x-x_2) est négatif ; le facteur a<0a<0 inverse donc ce signe, et le polynôme est positif. Le polynôme s’annule aux racines, mais pas sur tout l’intervalle intermédiaire.

9. Une fonction polynôme du second degré a pour racines distinctes 2-2 et 55. Quelle est sa forme factorisée ?

f(x)=a(x2)(x+5)f(x)=a(x-2)(x+5)
f(x)=a(x2)(x5)f(x)=a(x-2)(x-5)
f(x)=a(x+2)(x5)f(x)=a(x+2)(x-5)
f(x)=a(x+2)(x+5)f(x)=a(x+2)(x+5)

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

Explication

Chaque racine xix_i fournit un facteur xxix-x_i ; les racines 2-2 et 55 donnent donc x+2x+2 et x5x-5. Les autres expressions correspondent à d’autres couples de racines.

10. Pour f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ayant deux racines, quelles expressions donnent leur somme SS et leur produit PP ?

S=baS=\frac{b}{a} et P=caP=-\frac{c}{a}
S=caS=\frac{c}{a} et P=baP=-\frac{b}{a}
S=caS=-\frac{c}{a} et P=baP=\frac{b}{a}
S=baS=-\frac{b}{a} et P=caP=\frac{c}{a}

$$S=-\frac{b}{a}$$ et $$P=\frac{c}{a}$$

Explication

La somme des racines vaut ba-\frac{b}{a}, tandis que leur produit vaut ca\frac{c}{a}. La confusion fréquente consiste à échanger ces deux relations ou leurs signes.

11. Quelle expression donne la forme canonique d’une fonction polynôme du second degré ?

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

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

Explication

La forme canonique s’écrit f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta et met en évidence les coordonnées du sommet. La forme développée utilise plutôt les coefficients aa, bb et cc.

12. Pour f(x)=(x+2)(x5)f(x)=(x+2)(x-5), sur quels intervalles la fonction est-elle négative ?

Sur ],2[]5,+[]-\infty,-2[\cup]5,+\infty[.
Sur ]2,5[]-2,5[.
Sur ],5[]2,+[]-\infty,5[\cup]-2,+\infty[.
Sur ],2[]2,5[]-\infty,-2[\cup]-2,5[.

Sur $$]-\infty,-2[\cup]5,+\infty[$$.

Explication

Les racines sont 2-2 et 55, et le coefficient dominant est positif ; le signe est donc positif entre les racines et négatif à l’extérieur. L’intervalle ]2,5[]-2,5[ correspond ainsi à la zone positive, et non à la zone négative.

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Qu'est-ce qu'une fonction polynôme de degré 2 ?

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

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

C'est une solution de l'équation f(x)=0f(x)=0.

Quelle est la forme factorisée d'une fonction polynôme du second degré avec racines distinctes ?

Elle est f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2).

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