QCM : Fonctions polynômes du second degré — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Pour f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0, quelles sont les relations définissant sa forme canonique f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta ?

α=2ab\alpha=-\frac{2a}{b} et β=f(b)\beta=f(b)
α=ca\alpha=\frac{c}{a} et β=f(c)\beta=f(c)
α=b2a\alpha=\frac{b}{2a} et β=f(α)\beta=f(-\alpha)
α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=f(α)\beta=f(\alpha)

$$\alpha=-\frac{b}{2a}$$ et $$\beta=f(\alpha)$$

Explication

La forme canonique utilise α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a} comme abscisse du sommet, puis β=f(α)\beta=f(\alpha) comme son ordonnée. L’expression b2a\frac{b}{2a} sans signe opposé ne donne pas l’abscisse correcte en général.

2. Dans l’expression f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, que représentent les nombres aa, bb et cc ?

Les coordonnées de son sommet
Les points de son axe de symétrie
Les racines de la fonction
Les coefficients du trinôme

Les coefficients du trinôme

Explication

Dans la forme développée, aa, bb et cc sont les coefficients du trinôme. Les coordonnées du sommet sont directement associées à la forme canonique, et non à ces trois coefficients pris séparément.

3. Quelle forme factorisée correspond à une fonction trinôme de coefficient directeur aa et de racines x1x_1 et x2x_2 ?

f(x)=a(xx1+x2)f(x)=a(x-x_1+x_2)
f(x)=a(x+x1)(x+x2)f(x)=a(x+x_1)(x+x_2)
f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)
f(x)=a(x2x1x2)f(x)=a(x^2-x_1x_2)

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

Explication

La forme factorisée s’écrit f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2) et fait apparaître directement les deux racines. La forme développée regroupe les termes en puissances de xx et ne les met pas aussi explicitement en évidence.

4. Pour la fonction f(x)=0,05(x1)(x39)f(x)=-0,05(x-1)(x-39), quelle largeur obtient-on entre les deux positions correspondant aux racines ?

11 mètre
4040 mètres
3838 mètres
3939 mètres

$$40$$ mètres

Explication

Les racines sont les positions x=1x=1 et x=39x=39, donc la largeur considérée est leur distance, soit 39+1=4039+1=40 mètres dans cette modélisation. Les valeurs 11 et 3939 sont des positions et ne constituent pas directement la largeur.

5. Dans le modèle des haies associé à f(x)=0,05(x1)(x39)f(x)=-0,05(x-1)(x-39), quelle grandeur représente la valeur 18,0518,05 mètres ?

La hauteur maximale des haies
La profondeur du point d’ancrage
La largeur totale entre les deux racines
La durée correspondant au sommet de la trajectoire

La hauteur maximale des haies

Explication

La forme canonique permet d’identifier une hauteur maximale de 18,0518,05 mètres. La largeur entre les racines vaut 4040 mètres, ce qui correspond à une autre grandeur du modèle.

6. Quelle expression définit une fonction polynôme de degré 2 sous forme développée ?

f(x)=mx+pf(x)=mx+p avec m0m\ne0
f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0
f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta avec a=0a=0
f(x)=ax+bf(x)=\frac{a}{x}+b avec a0a\ne0

$$f(x)=ax^2+bx+c$$ avec $$a\ne0$$

Explication

Une fonction polynôme de degré 2 s’écrit f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, où les coefficients sont réels et où a0a\ne0. La condition a0a\ne0 garantit que le terme de degré 2 est présent.

7. Quelle description associe correctement le sommet et l’axe de symétrie d’une parabole de forme canonique f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta ?

Le sommet est S(β;α)S(\beta;\alpha) et l’axe est y=αy=\alpha
Le sommet est S(α;β)S(\alpha;\beta) et l’axe est y=βy=\beta
Le sommet est S(β;α)S(\beta;\alpha) et l’axe est x=βx=\beta
Le sommet est S(α;β)S(\alpha;\beta) et l’axe est x=αx=\alpha

Le sommet est $$S(\alpha;\beta)$$ et l’axe est $$x=\alpha$$

Explication

Dans la forme canonique, α\alpha est l’abscisse et β\beta l’ordonnée du sommet, qui est donc S(α;β)S(\alpha;\beta). L’axe de symétrie est la droite verticale d’équation x=αx=\alpha, et non une droite horizontale.

8. Une fonction polynôme de degré 2 a un coefficient a<0a<0 dans sa forme développée. Comment évolue-t-elle lorsque xx augmente ?

Elle croît puis décroît
Elle décroît puis croît
Elle croît à vitesse constante
Elle reste constante puis croît

Elle croît puis décroît

Explication

Lorsque a<0a<0, la parabole est tournée vers le bas : la fonction croît jusqu’à son sommet, puis décroît. Le comportement décroissant puis croissant correspond au cas a>0a>0.

9. Que représentent les racines d’une fonction trinôme sur sa courbe représentative ?

Les coefficients qui déterminent l’ouverture de la parabole
Les abscisses des points où la courbe coupe l’axe des abscisses
Les ordonnées du sommet où la fonction atteint sa valeur extrême
Les coordonnées du point où la courbe rencontre l’axe des ordonnées

Les abscisses des points où la courbe coupe l’axe des abscisses

Explication

Une racine est une valeur de xx pour laquelle f(x)=0f(x)=0, ce qui correspond à une intersection avec l’axe des abscisses. Le sommet indique quant à lui une valeur extrême de la fonction, et non une racine en général.

10. Quelle écriture d’un trinôme met directement en évidence ses racines ?

La forme réduite
La forme développée
La forme factorisée
La forme canonique

La forme factorisée

Explication

La forme factorisée présente le trinôme comme un produit de facteurs, ce qui permet d’identifier directement les valeurs qui annulent la fonction. La forme développée fait apparaître les coefficients, mais pas directement les racines.

11. Qu’observe-t-on en comparant les fonctions f(x)=x2+2x8f(x)=x^2+2x-8, g(x)=(x4)(x+2)g(x)=(x-4)(x+2) et h(x)=(x1)29h(x)=(x-1)^2-9 ?

Elles ont des sommets tous différents
Elles ont des degrés de polynôme différents
Elles représentent la même parabole
Elles représentent trois droites distinctes

Elles représentent la même parabole

Explication

Ces trois expressions sont trois écritures différentes d’une même fonction polynôme de degré 2, donc elles représentent la même parabole. Leurs formes développée, factorisée et canonique fournissent des informations différentes sur cette courbe.

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Quelles formes peut prendre un polynôme de degré 2 ?

Forme développée, canonique et factorisée.

Que révèle chaque forme d'un polynôme de degré 2 ?

Des renseignements différents sur sa courbe représentative.

Quelle fonction représente la parabole de f(x)=x2+2x8f(x)=x^2+2x-8 ?

g(x)=(x4)(x+2)g(x)=(x-4)(x+2) et h(x)=(x1)29h(x)=(x-1)^2-9.

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