QCM : Forme canonique du second degré — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Le bénéfice d’une entreprise est modélisé par B(x)=-x²+50x-200 sur [1;30]. Quelle est sa forme canonique ?

B(x)=-(x-25)²+425
B(x)=-(x-25)²-425
B(x)=(x-25)²+425
B(x)=(x+25)²-425

B(x)=-(x-25)²+425

Explication

On obtient α=25 et β=425, donc B(x)=-(x-25)²+425. Le signe négatif indique que la parabole est tournée vers le bas.

2. Quelle expression donne β directement à partir de a, b et c dans la forme canonique d’un trinôme ?

β=−(b²+4ac)/(4a)
β=(4a−b²−4c)/(4a)
β=−(b²−4ac)/(4a)
β=(b²−4ac)/(4a)

β=−(b²−4ac)/(4a)

Explication

La démonstration conduit à β=−(b²−4ac)/(4a). Toutefois, la méthode recommandée consiste généralement à calculer d’abord α puis β=f(α).

3. Dans l’écriture f(x)=a(x−α)²+β, quelles sont les coordonnées du sommet de la parabole ?

(α, β)
(a, β)
(β, α)
(α, a)

(α, β)

Explication

Le sommet de la parabole a pour abscisse α et pour ordonnée β, donc ses coordonnées sont (α, β). Le nombre a est le coefficient du terme carré, et non une coordonnée du sommet.

4. Une entreprise maximise son bénéfice en fabriquant et en vendant 2 500 raquettes. Quel bénéfice maximal réalise-t-elle ?

40 000 €
42 500 €
2 500 €
45 000 €

42 500 €

Explication

Le bénéfice maximal associé à la production de 2 500 raquettes est de 42 500 €. La quantité produite et le bénéfice sont deux grandeurs distinctes.

5. Dans une optimisation de bénéfice, quelle interprétation faut-il donner aux paramètres α et β de la forme canonique ?

α représente la quantité minimale et β le coût de production.
α représente le prix unitaire et β le nombre d’unités vendues.
α représente le bénéfice maximal et β la quantité produite.
α représente la quantité produite et β le bénéfice correspondant.

α représente la quantité produite et β le bénéfice correspondant.

Explication

Dans la forme canonique, α correspond à la valeur de la variable de production qui optimise le bénéfice, tandis que β est le bénéfice associé. Ils ne représentent donc pas deux quantités de production.

6. Quelle écriture correspond à la forme canonique d’une fonction polynôme du second degré donnée sous forme développée par f(x)=ax²+bx+c ?

f(x)=α(x−a)²+β, avec α=−b/(2c) et β=f(a)
f(x)=a(x−α)²+β, avec α=−b/(2a) et β=f(α)
f(x)=a(x−b)²+c, avec b=−α/(2a) et c=f(α)
f(x)=a(x−β)²+α, avec β=−b/(2a) et α=f(β)

f(x)=a(x−α)²+β, avec α=−b/(2a) et β=f(α)

Explication

La forme canonique est f(x)=a(x−α)²+β, où α=−b/(2a) et β=f(α). Les coefficients a, b et c caractérisent la forme développée, tandis que α et β interviennent dans la forme canonique.

7. Quelle suite d’opérations justifie la mise sous forme canonique par identité remarquable ?

Développer le carré, supprimer le terme constant, factoriser par b et réduire
Factoriser par c, ajouter un terme différent, développer le carré et supprimer les termes restants
Calculer le discriminant, remplacer b par α, puis développer sans ajouter de terme
Factoriser par a, faire apparaître un carré, soustraire le terme ajouté, factoriser le carré et réduire

Factoriser par a, faire apparaître un carré, soustraire le terme ajouté, factoriser le carré et réduire

Explication

La démonstration repose sur la mise en évidence d’une identité remarquable : on ajoute puis on soustrait le même terme afin de compléter le carré, avant de factoriser et de réduire.

8. Pour une fonction quadratique dont le coefficient du terme carré vérifie a>0, quelle affirmation décrit correctement ses variations et son extremum ?

Elle croît puis décroît, et admet un minimum en α de valeur β.
Elle croît puis décroît, et admet un maximum en α de valeur β.
Elle décroît puis croît, et admet un maximum en α de valeur β.
Elle décroît puis croît, et admet un minimum en α de valeur β.

Elle décroît puis croît, et admet un minimum en α de valeur β.

Explication

Lorsqu'a>0, la fonction est décroissante jusqu’à α puis croissante après α. Elle possède donc un minimum égal à β en α.

9. Quelle démarche permet de déterminer la forme canonique d’un trinôme f(x)=ax²+bx+c ?

Calculer d’abord le discriminant, puis remplacer directement a, b et c par α et β
Calculer α=−b/(2a), puis β=f(α), et écrire f(x)=a(x−α)²+β
Calculer β=−b/(2a), puis α=f(β), et écrire f(x)=a(x−β)²+α
Calculer α=−c/(2b), puis β=f(α), et écrire f(x)=a(x−α)²+β

Calculer α=−b/(2a), puis β=f(α), et écrire f(x)=a(x−α)²+β

Explication

On calcule d’abord α=−b/(2a), puis on évalue la fonction en α pour obtenir β=f(α). Il ne faut pas intervertir les rôles de α et β ni utiliser c et b à la place de a et b dans le calcul de α.

10. Pour une fonction quadratique dont le coefficient du terme carré vérifie a<0, que peut-on conclure sur son extremum ?

Elle admet un maximum égal à β en α.
Elle n’admet pas d’extremum.
Elle admet un minimum égal à β en α.
Elle admet un maximum égal à α en β.

Elle admet un maximum égal à β en α.

Explication

Lorsqu'a<0, la fonction est croissante avant α puis décroissante après α. Son sommet correspond donc à un maximum de valeur β atteint en α.

11. Quelle est la forme canonique de la fonction u(x)=2x²−5x+3 ?

u(x)=2(x+5/4)²+1/8
u(x)=2(x−5/4)²+1/8
u(x)=2(x−5/4)²−1/8
u(x)=2(x+5/4)²−1/8

u(x)=2(x−5/4)²−1/8

Explication

Pour cette fonction, α=5/4 et β=−1/8. On obtient donc u(x)=2(x−5/4)²−1/8 ; le signe positif de α dans sa valeur entraîne bien l’écriture x−5/4.

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Qu'est-ce que la forme canonique d'une fonction polynôme du second degré ?

C'est l'écriture $f(x)=a(x-\\alpha)^2+\\beta$.

Comment calcule-t-on $\\alpha$ dans la forme canonique ?

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

Comment calcule-t-on $\\beta$ dans la forme canonique ?

$\\beta = f(\\alpha)$.

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