QCM : Fonctions polynômes du second degré — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle des expressions définit une fonction polynôme du second degré ?

f(x)=3x2−5x+1f(x)=3x^2-5x+1
f(x)=3x−5f(x)=3x-5
f(x)=3x2+1f(x)=\frac{3}{x^2}+1
f(x)=3x3−5x+1f(x)=3x^3-5x+1

$$f(x)=3x^2-5x+1$$

Explication

Une fonction polynôme du second degré s’écrit ax2+bx+cax^2+bx+c avec a≠0a\ne0, ce qui correspond à la première expression. Une fonction affine, comme 3x−53x-5, ne comporte pas de terme en x2x^2.

2. Quelle forme géométrique représente graphiquement une fonction polynôme du second degré ?

Une hyperbole possédant deux branches symétriques
Un cercle possédant un centre et un rayon
Une droite possédant un point d’intersection avec l’axe des ordonnées
Une parabole possédant un axe de symétrie

Une parabole possédant un axe de symétrie

Explication

La représentation graphique d’une fonction polynôme du second degré est une parabole dotée d’un axe de symétrie. Une droite correspond notamment à la représentation d’une fonction affine, et non à celle d’un trinôme du second degré.

3. Comment évolue une fonction polynôme du second degré lorsque son coefficient aa est négatif ?

Elle est d’abord décroissante puis croissante.
Elle reste décroissante sur l’ensemble des réels.
Elle reste croissante sur l’ensemble des réels.
Elle est d’abord croissante puis décroissante.

Elle est d’abord croissante puis décroissante.

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.

4. Pour le trinôme 2x2+6x−42x^2+6x-4, quelles sont les valeurs de α\alpha et β\beta dans la forme canonique a(x−α)2+βa(x-\alpha)^2+\beta ?

α=−32\alpha=-\frac{3}{2} et β=−172\beta=-\frac{17}{2}
α=−3\alpha=-3 et β=−4\beta=-4
α=32\alpha=\frac{3}{2} et β=−172\beta=-\frac{17}{2}
α=−32\alpha=-\frac{3}{2} et β=172\beta=\frac{17}{2}

$$\alpha=-\frac{3}{2}$$ et $$\beta=-\frac{17}{2}$$

Explication

Avec a=2a=2, b=6b=6 et c=−4c=-4, on obtient α=−b2a=−32\alpha=-\frac{b}{2a}=-\frac{3}{2} et β=−b2+4ac4a=−172\beta=\frac{-b^2+4ac}{4a}=-\frac{17}{2}. Le discriminant, lui, se calcule par b2−4acb^2-4ac et ne donne pas directement la valeur de α\alpha.

5. Quelle démarche permet d’obtenir la forme canonique d’un trinôme du second degré ?

Développer les carrés, réduire les termes, puis supprimer le coefficient aa.
Calculer le discriminant, extraire sa racine, puis factoriser le trinôme.
Mettre aa en facteur, compléter le carré, puis regrouper les constantes.
Mettre cc en facteur, compléter le cube, puis regrouper les termes en xx.

Mettre $$a$$ en facteur, compléter le carré, puis regrouper les constantes.

Explication

La forme canonique s’obtient en mettant d’abord aa en facteur, puis en complétant le carré grâce à une identité remarquable et en regroupant les constantes. Mettre aa en facteur constitue une étape préparatoire, mais ne suffit pas à lui seul.

6. Quelle expression donne le discriminant de l’équation ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 avec a≠0a\ne0 ?

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

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

Explication

Le discriminant est défini par Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac. L’expression −b2+4ac4a\frac{-b^2+4ac}{4a} intervient dans la valeur constante de la forme canonique, et non dans le calcul du discriminant.

7. Combien de solutions réelles possède l’équation 3x2+2x+5=03x^2+2x+5=0 ?

Aucune solution réelle
Deux solutions réelles distinctes
Une solution réelle double
Une infinité de solutions réelles

Aucune solution réelle

Explication

Son discriminant vaut Δ=22−4×3×5=−56\Delta=2^2-4\times3\times5=-56, donc il est négatif et l’équation ne possède aucune solution réelle. Une valeur positive du discriminant donnerait deux solutions réelles distinctes.

8. Quelle est la solution réelle double de l’équation 2x2−8x+8=02x^2-8x+8=0 ?

x=−4x=-4
x=2x=2
x=−2x=-2
x=4x=4

$$x=2$$

Explication

Le discriminant vaut Δ=(−8)2−4×2×8=0\Delta=(-8)^2-4\times2\times8=0, donc l’équation possède une solution double égale à x=−b2a=2x=-\frac{b}{2a}=2. La valeur x=4x=4 correspond au coefficient opposé de bb, mais elle ne respecte pas la formule du sommet.

9. Quelles sont les solutions de l’équation x2−5x+4=0x^2-5x+4=0 en appliquant la formule correspondant à Δ>0\Delta>0 ?

x1=−5−92x_1=\frac{-5-\sqrt{9}}{2} et x2=−5+92x_2=\frac{-5+\sqrt{9}}{2}
x1=1x_1=1 et x2=4x_2=4
x1=5−412x_1=\frac{5-\sqrt{41}}{2} et x2=5+412x_2=\frac{5+\sqrt{41}}{2}
x1=−1x_1=-1 et x2=−4x_2=-4

$$x_1=1$$ et $$x_2=4$$

Explication

Ici, Δ=(−5)2−4×1×4=9>0\Delta=(-5)^2-4\times1\times4=9>0, donc les solutions sont x1=5−32=1x_1=\frac{5-3}{2}=1 et x2=5+32=4x_2=\frac{5+3}{2}=4. Les expressions utilisant 41\sqrt{41} ou un signe incorrect devant bb ne correspondent pas au discriminant ni à la formule appropriée.

10. Pour un trinôme de coefficient dominant positif, quelle propriété décrit son extremum ?

Il possède un minimum atteint pour x=−b2ax=-\frac{b}{2a}.
Il possède un maximum atteint pour x=b2ax=\frac{b}{2a}.
Il possède un maximum atteint pour x=−b2ax=-\frac{b}{2a}.
Il possède un minimum atteint pour x=b2ax=\frac{b}{2a}.

Il possède un minimum atteint pour $$x=-\frac{b}{2a}$$.

Explication

Lorsque a>0a>0, la parabole est tournée vers le haut et son extremum est donc un minimum atteint en x=−b2ax=-\frac{b}{2a}. Le maximum correspond au cas a<0a<0, et non à un coefficient dominant positif.

11. Pour la fonction f(x)=−2x2+8x−3f(x)=-2x^2+8x-3, quelle affirmation décrit correctement l’extremum ?

Elle possède un maximum atteint pour x=2x=2, de valeur 55.
Elle possède un maximum atteint pour x=−2x=-2, de valeur 55.
Elle possède un minimum atteint pour x=2x=2, de valeur 55.
Elle possède un minimum atteint pour x=−2x=-2, de valeur 55.

Elle possède un maximum atteint pour $$x=2$$, de valeur $$5$$.

Explication

Ici, a=−2<0a=-2<0, donc la fonction possède un maximum en x=−82(−2)=2x=-\frac{8}{2(-2)}=2, et sa valeur vaut 55. Un coefficient dominant négatif entraîne une parabole tournée vers le bas, incompatible avec un minimum.

12. Quelle équation donne l’axe de symétrie de la parabole associée à f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

y=b2ay=\frac{b}{2a}
x=b2ax=\frac{b}{2a}
x=−b2ax=-\frac{b}{2a}
y=−b2ay=-\frac{b}{2a}

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

Explication

L’axe de symétrie est une droite verticale, d’équation x=−b2ax=-\frac{b}{2a}. Les expressions en yy ne conviennent pas, car elles décriraient des droites horizontales.

13. Que peut-on dire de la factorisation réelle d’un trinôme dont le discriminant vérifie Δ<0\Delta<0 ?

Il ne possède pas de factorisation en facteurs linéaires réels.
Il se factorise en deux facteurs linéaires réels distincts.
Il se factorise comme le carré d’un facteur linéaire réel.
Il se factorise avec une racine réelle double.

Il ne possède pas de factorisation en facteurs linéaires réels.

Explication

La condition Δ<0\Delta<0 signifie que l’équation associée n’a aucune solution réelle, donc le trinôme ne peut pas être factorisé en facteurs linéaires réels. Une racine double et une forme carrée correspondent au cas Δ=0\Delta=0.

14. Lorsque Δ=0\Delta=0, quelle forme de factorisation possède ax2+bx+cax^2+bx+c ?

a(x+b)(x+c)a(x+b)(x+c)
a(x−b2a)2a\left(x-\frac{b}{2a}\right)^2
a(x−b2a)(x+b2a)a\left(x-\frac{b}{2a}\right)\left(x+\frac{b}{2a}\right)
a(x+b2a)2a\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2

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

Explication

Pour Δ=0\Delta=0, le trinôme possède une racine double et s’écrit a(x+b2a)2a\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2. La forme avec deux facteurs de signes opposés ne représente pas la factorisation générale d’une racine double.

15. Comment varie le signe d’un trinôme lorsque Δ<0\Delta<0 ?

Il est positif à l’extérieur des racines et négatif entre elles.
Il reste constant et est partout celui de aa.
Il s’annule en une seule valeur puis garde le signe de −a-a.
Il change de signe entre deux racines réelles.

Il reste constant et est partout celui de $$a$$.

Explication

Avec Δ<0\Delta<0, le trinôme n’a aucune racine réelle et conserve donc partout le signe de son coefficient aa. Le changement de signe entre deux racines concerne le cas Δ>0\Delta>0.

16. Quel est le signe d’un trinôme vérifiant Δ=0\Delta=0 au point x=−b2ax=-\frac{b}{2a} ?

Il s’annule en ce point et garde ailleurs le signe de aa.
Il s’annule en deux points distincts et change de signe entre eux.
Il garde partout le signe de aa sans atteindre zéro.
Il prend la valeur opposée à aa en ce point et ailleurs.

Il s’annule en ce point et garde ailleurs le signe de $$a$$.

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, le trinôme possède une racine double en x=−b2ax=-\frac{b}{2a}; il vaut donc zéro à cette valeur et conserve ailleurs le signe de aa. Deux annulations distinctes et un changement de signe caractérisent plutôt Δ>0\Delta>0.

17. Pour un trinôme tel que Δ>0\Delta>0, où son signe est-il opposé à celui de aa ?

Entre les deux racines réelles x1x_1 et x2x_2.
Au point central x=−b2ax=-\frac{b}{2a} et dans ses environs.
Sur l’ensemble de la droite réelle, sans dépendre des racines.
À l’extérieur de l’intervalle délimité par x1x_1 et x2x_2.

Entre les deux racines réelles $$x_1$$ et $$x_2$$.

Explication

Lorsque Δ>0\Delta>0, le trinôme est du signe de aa à l’extérieur des deux racines et du signe de −a-a entre elles. L’extérieur de l’intervalle conserve donc le signe de aa, contrairement à la région située entre les racines.

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Quelle est la forme générale d'une fonction polynôme du second degré ?

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

Quelle forme a la représentation graphique d'une fonction polynôme du second degré ?

Une parabole avec un axe de symétrie.

Comment varie une fonction polynôme du second degré si a>0a>0 ?

Elle est d'abord décroissante puis croissante.

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