QCM : Fonctions polynômes du second degré — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle est la représentation graphique d’une fonction polynôme du second degré dans un repère orthogonal ?

Un cercle
Une droite
Une parabole
Une hyperbole

Une parabole

Explication

La courbe représentative d’une fonction polynôme du second degré est une parabole. Une droite représente une fonction affine, tandis qu’un cercle ou une hyperbole provient d’autres types d’équations.

2. Lorsque Δ>0\Delta>0 et que x1x_1 et x2x_2 sont les deux racines distinctes, quelle est la factorisation du trinôme ?

f(x)=a(x2x1x2)f(x)=a(x^2-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(xx1)2(xx2)2f(x)=a(x-x_1)^2(x-x_2)^2

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

Explication

Avec Δ>0\Delta>0, le trinôme possède deux racines réelles distinctes et s’écrit a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2). Les signes positifs changeraient les racines, tandis que le carré des deux facteurs ne représenterait pas un trinôme du second degré ayant ces racines simples.

3. Pour un trinôme ayant deux racines x1x_1 et x2x_2, quelles relations relient ces racines aux coefficients aa, bb et cc ?

x1+x2=bax_1+x_2=-\frac{b}{a} et x1x2=cax_1x_2=\frac{c}{a}
x1+x2=bax_1+x_2=\frac{b}{a} et x1x2=cax_1x_2=-\frac{c}{a}
x1+x2=abx_1+x_2=\frac{a}{b} et x1x2=acx_1x_2=\frac{a}{c}
x1+x2=cax_1+x_2=-\frac{c}{a} et x1x2=bax_1x_2=\frac{b}{a}

$$x_1+x_2=-\frac{b}{a}$$ et $$x_1x_2=\frac{c}{a}$$

Explication

Les relations fondamentales donnent la somme ba-\frac{b}{a} et le produit ca\frac{c}{a}. Les autres propositions inversent les signes ou associent les coefficients aux mauvaises relations.

4. Quelle forme factorisée prend un trinôme lorsque Δ=0\Delta=0 ?

f(x)=a(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2) avec x1x2x_1\ne x_2
f(x)=a(xx0)2f(x)=a(x-x_0)^2 avec x0=b2ax_0=-\frac{b}{2a}
f(x)=a(x+x0)2f(x)=a(x+x_0)^2 avec x0=b2ax_0=\frac{b}{2a}
f(x)=a(x2+x0)f(x)=a(x^2+x_0) avec x0=b2ax_0=-\frac{b}{2a}

$$f(x)=a(x-x_0)^2$$ avec $$x_0=-\frac{b}{2a}$$

Explication

Pour Δ=0\Delta=0, la racine double x0=b2ax_0=-\frac{b}{2a} conduit à la forme a(xx0)2a(x-x_0)^2. La forme comportant deux racines distinctes est réservée au cas Δ>0\Delta>0, et les autres propositions présentent des signes ou des structures incorrects.

5. Un trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c possède deux racines distinctes x1x_1 et x2x_2. Quelle factorisation lui correspond ?

f(x)=a(x2x1x2)f(x)=a(x^2-x_1-x_2)
f(x)=a(xx1)2(xx2)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(xx1)(xx2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)

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

Explication

Chaque racine fournit un facteur nul, respectivement xx1x-x_1 et xx2x-x_2, et le coefficient directeur reste aa. Les signes positifs dans les facteurs changeraient les racines, tandis que les autres expressions ne sont pas une factorisation quadratique correcte.

6. Quelle expression représente la forme factorisée d’un trinôme possédant deux racines distinctes x1x_1 et x2x_2 ?

a(x2x1x2)a(x^2-x_1-x_2)
ax2+bx+cax^2+bx+c
a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2)
a(xx0)2a(x-x_0)^2

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

Explication

Avec deux racines distinctes, le trinôme se factorise sous la forme a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2). L’expression ax2+bx+cax^2+bx+c est sa forme développée, tandis que a(xx0)2a(x-x_0)^2 correspond à une racine double.

7. Comment définit-on une racine α\alpha d’une fonction ff ?

C’est la valeur de ff lorsque x=1x=1.
C’est un réel tel que f(α)=0f(\alpha)=0.
C’est un réel tel que f(α)=1f(\alpha)=1.
C’est un réel tel que α(f)=0\alpha(f)=0.

C’est un réel tel que $$f(\alpha)=0$$.

Explication

Une racine est une valeur de la variable pour laquelle l’image par la fonction est nulle, donc elle vérifie f(α)=0f(\alpha)=0. L’expression α(f)\alpha(f) n’est pas la condition définissant une racine.

8. Pour un trinôme dont le coefficient dominant vérifie a<0a<0, quelle propriété possède la parabole associée ?

Elle possède un axe de symétrie d’équation y=βy=\beta
Elle coupe l’axe des abscisses en x=αx=\alpha
Elle admet un minimum égal à β\beta en x=αx=\alpha
Elle admet un maximum égal à β\beta en x=αx=\alpha

Elle admet un maximum égal à $$\beta$$ en $$x=\alpha$$

Explication

Lorsque a<0a<0, la parabole est orientée vers le bas et atteint donc un maximum égal à β\beta pour x=αx=\alpha. Le minimum correspond au cas a>0a>0, tandis que les deux autres propositions confondent les caractéristiques du sommet et de l’axe.

9. Quelle condition caractérise une fonction polynôme du second degré définie sur R\mathbb{R} ?

Elle s’écrit f(x)=ax+bf(x)=ax+b avec a,bRa,b\in\mathbb{R} et a0a\ne0.
Elle s’écrit f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a=0a=0 et b,cRb,c\in\mathbb{R}.
Elle s’écrit f(x)=ax3+bx2+cf(x)=ax^3+bx^2+c avec a,b,cRa,b,c\in\mathbb{R}.
Elle s’écrit f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0 et a,b,cRa,b,c\in\mathbb{R}.

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

Explication

Une fonction du second degré possède un terme en x2x^2 dont le coefficient aa est non nul, et sa forme est ax2+bx+cax^2+bx+c. Une expression de degré 1 est affine, tandis que la condition a=0a=0 supprimerait le terme du second degré.

10. Que représentent graphiquement les racines d’une fonction ?

Les abscisses des points où sa courbe atteint sa valeur maximale
Les coordonnées du sommet de sa courbe représentative
Les ordonnées des points où sa courbe coupe l’axe des ordonnées
Les abscisses des points où sa courbe coupe l’axe des abscisses

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

Explication

Une racine correspond à une image nulle, donc à un point de la courbe situé sur l’axe des abscisses. Les ordonnées sur cet axe valent zéro, tandis que le sommet décrit une autre propriété de la courbe.

11. Pour un trinôme tel que Δ=0\Delta=0, comment se comporte son signe en fonction de sa racine double x0x_0 ?

Il garde le signe de aa et s’annule en x0x_0.
Il change de signe entre deux racines distinctes.
Il change de signe en traversant x0x_0.
Il garde le signe opposé à aa et s’annule en x0x_0.

Il garde le signe de $$a$$ et s’annule en $$x_0$$.

Explication

Avec Δ=0\Delta=0, le trinôme possède une racine double et conserve le signe de aa, avec une valeur nulle en x0x_0. Un changement de signe entre deux racines distinctes caractérise plutôt le cas Δ>0\Delta>0.

12. Que peut-on affirmer du signe d’un trinôme lorsque son discriminant vérifie Δ<0\Delta<0 ?

Il change de signe de part et d’autre d’une racine double.
Il possède deux racines réelles qui délimitent un intervalle.
Il conserve partout le signe de aa et ne s’annule pas.
Il prend le signe opposé à aa sur tout son domaine.

Il conserve partout le signe de $$a$$ et ne s’annule pas.

Explication

Lorsque Δ<0\Delta<0, le trinôme ne possède aucune racine réelle et garde donc partout le signe de son coefficient directeur aa. L’idée d’un changement de signe entre deux racines correspond au cas Δ>0\Delta>0.

13. Que peut-on conclure sur la factorisation réelle d’un trinôme lorsque Δ<0\Delta<0 ?

Il possède deux facteurs linéaires distincts dans R\mathbb{R}
Il se factorise avec une racine réelle double dans R\mathbb{R}
Il ne possède pas de forme factorisée dans R\mathbb{R}
Il s’écrit comme le carré d’un binôme dans R\mathbb{R}

Il ne possède pas de forme factorisée dans $$\mathbb{R}$$

Explication

Un discriminant négatif signifie que le trinôme n’a pas de racine réelle, donc qu’il ne peut pas être factorisé en facteurs du premier degré dans R\mathbb{R}. Le carré parfait correspond à Δ=0\Delta=0, et deux facteurs distincts correspondent à Δ>0\Delta>0.

14. Quelle expression définit le discriminant du trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

Δ=4acb\Delta=4ac-b
Δ=b2+4ac\Delta=b^2+4ac
Δ=b24ac\Delta=\frac{b^2-4a}{c}
Δ=b24ac\Delta=b^2-4ac

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

Explication

Le discriminant d’un trinôme est calculé par Δ=b24ac\Delta=b^2-4ac. Le signe devant le terme 4ac4ac et la présence des trois coefficients sont essentiels dans cette formule.

15. Une parabole a pour sommet S(α;β)S(\alpha;\beta). Quelle est l’équation de son axe de symétrie ?

y=αx+βy=\alpha x+\beta
y=βy=\beta
x=αx=\alpha
x=βx=\beta

$$x=\alpha$$

Explication

L’axe de symétrie est la droite verticale passant par l’abscisse du sommet, donc d’équation x=αx=\alpha. L’équation y=βy=\beta décrit une droite horizontale et ne correspond pas à l’axe de cette parabole.

16. Lorsque Δ>0\Delta>0 et que les racines sont x1<x2x_1<x_2, quel signe le trinôme prend-il entre les deux racines ?

Un signe qui dépend uniquement de la valeur de bb.
Le signe opposé à aa.
Un signe nul sur tout l’intervalle.
Le même signe que aa.

Le signe opposé à $$a$$.

Explication

Pour Δ>0\Delta>0, le trinôme prend le signe de aa à l’extérieur de l’intervalle entre les racines et le signe opposé à aa à l’intérieur. Le signe entre x1x_1 et x2x_2 ne dépend donc pas uniquement de bb.

17. Pour une équation du second degré dont le discriminant vérifie Δ=0\Delta=0, combien de solutions réelles possède-t-elle ?

Trois solutions réelles
Aucune solution réelle
Deux solutions réelles distinctes
Une solution réelle double

Une solution réelle double

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, les deux racines coïncident et l’équation possède une solution réelle double, donnée par x0=b2ax_0=-\frac{b}{2a}. Deux solutions distinctes apparaissent lorsque Δ>0\Delta>0, tandis que Δ<0\Delta<0 entraîne l’absence de solution réelle.

18. Dans la forme canonique f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, que représentent α\alpha et β\beta ?

α\alpha est le coefficient de x2x^2 et β\beta une racine.
α\alpha est l’ordonnée du sommet et β\beta son abscisse.
α\alpha est l’abscisse du sommet et β\beta son ordonnée.
α\alpha est une racine et β\beta le coefficient de x2x^2.

$$\alpha$$ est l’abscisse du sommet et $$\beta$$ son ordonnée.

Explication

Dans la forme canonique, le sommet a pour coordonnées (α,β)(\alpha,\beta), avec α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=f(α)\beta=f(\alpha). Les deux paramètres ne jouent donc pas des rôles inversés et ne correspondent pas nécessairement aux racines.

19. Pour Δ>0\Delta>0, quelles sont les deux solutions de ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 ?

x1=bΔ2ax_1=\frac{b-\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=b+Δ2ax_2=\frac{b+\sqrt{\Delta}}{2a}
x1=bΔax_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{a} et x2=b+Δax_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{a}
x1=bΔ2ax_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=b+Δ2ax_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}
x1=bΔ2ax_1=\frac{-b-\Delta}{2a} et x2=b+Δ2ax_2=\frac{-b+\Delta}{2a}

$$x_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}$$ et $$x_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}$$

Explication

Lorsque Δ>0\Delta>0, les deux racines distinctes s’obtiennent en ajoutant et en retranchant Δ\sqrt{\Delta} à b-b, puis en divisant par 2a2a. Les autres expressions modifient le signe, remplacent la racine carrée par le discriminant ou omettent le facteur 22.

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

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

Quelle est la forme développée d'un trinôme ?

La forme développée est ax2+bx+cax^2+bx+c.

Quelles sont les formes factorisées d'un trinôme ?

Les formes factorisées sont a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2) et a(xx0)2a(x-x_0)^2.

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