QCM : Identités remarquables (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle identité développe le carré d’une somme de deux réels aa et bb ?

(a+b)2=a2+ab+b2(a+b)^2=a^2+ab+b^2
(a+b)2=a2+2a+b2(a+b)^2=a^2+2a+b^2
(a+b)2=a2−2ab+b2(a+b)^2=a^2-2ab+b^2
(a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2=a^2+2ab+b^2

$$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$$

Explication

Le développement du carré d’une somme contient les deux carrés et deux produits abab, qui se regroupent en 2ab2ab. L’expression avec un seul terme abab omet l’un des deux produits croisés.

2. Pour a=3a=3 et b=2b=2, quelle valeur obtient-on en utilisant l’identité du carré d’une somme pour calculer (a+b)2(a+b)^2 ?

1717
1313
2525
1919

$$25$$

Explication

L’identité donne a2+2ab+b2a^2+2ab+b^2, soit 9+12+4=259+12+4=25. La valeur 1919 résulte de l’oubli d’un des deux produits croisés.

3. Lorsqu’on développe (a+b)(a+b)(a+b)(a+b) par double distributivité, quelle étape permet d’obtenir le terme 2ab2ab ?

Soustraire baba de abab avant de réduire l’expression
Remplacer a2a^2 et b2b^2 par des produits croisés
Remplacer l’un des facteurs a+ba+b par a−ba-b
Regrouper abab et baba en utilisant ab=baab=ba

Regrouper $$ab$$ et $$ba$$ en utilisant $$ab=ba$$

Explication

La double distributivité fait apparaître deux termes croisés, abab et baba, qui sont égaux et se regroupent en 2ab2ab. Les soustraire supposerait à tort qu’ils portent des signes opposés.

4. Un carré de côté a+ba+b est partagé en deux carrés de côtés aa et bb, ainsi qu’en deux rectangles de dimensions a×ba\times b. Quelle somme représente son aire totale ?

a2+ab+b2a^2+ab+b^2
a2+2a+2b+b2a^2+2a+2b+b^2
a2+ab+ab+b2a^2+ab+ab+b^2
a2−ab−ab+b2a^2-ab-ab+b^2

$$a^2+ab+ab+b^2$$

Explication

Les deux carrés ont pour aires a2a^2 et b2b^2, et chacun des deux rectangles a une aire abab. L’expression qui ne compte qu’un rectangle omet une partie de l’aire découpée.

5. Que signifie développer une expression à l’aide d’une identité remarquable ?

Repérer les termes communs, les mettre en facteur puis écrire un produit équivalent.
Reconnaître une forme connue, identifier ses termes, appliquer la formule correspondante puis réduire.
Regrouper les termes de même degré, déterminer leurs coefficients puis factoriser le résultat.
Remplacer les variables par des nombres, calculer les deux expressions puis comparer leurs valeurs.

Reconnaître une forme connue, identifier ses termes, appliquer la formule correspondante puis réduire.

Explication

Développer avec une identité remarquable consiste à reconnaître une forme comme un carré de somme ou de différence, puis à appliquer sa formule et à réduire. Mettre les termes en facteur correspond à une démarche de factorisation, et non de développement.

6. Quelle factorisation correspond à l’expression x2+6x+9x^2+6x+9 ?

(x+3)(x−3) (x+3)(x-3)
(x+6)2 (x+6)^2
(x−3)2 (x-3)^2
(x+3)2 (x+3)^2

$$ (x+3)^2 $$

Explication

Les termes extrêmes sont les carrés x2x^2 et 323^2, et le terme du milieu est leur double produit, 2×x×3=6x2\times x\times 3=6x. La différence de deux carrés donnerait un terme du milieu nul, et ne convient donc pas.

7. Quel est le rôle de la mise en évidence d’un facteur commun dans une expression comme ax2+bxax^2+bx ?

Développer un carré de somme en regroupant les termes croisés
Calculer mentalement un produit en arrondissant ses deux facteurs
Transformer une somme de termes en un produit faisant apparaître leur facteur commun
Remplacer une différence de carrés par une somme de deux carrés

Transformer une somme de termes en un produit faisant apparaître leur facteur commun

Explication

Mettre le facteur commun en évidence réécrit ax2+bxax^2+bx sous la forme x(ax+b)x(ax+b), ce qui transforme une somme en produit. La différence de carrés relève d’une autre identité remarquable et ne décrit pas cette mise en facteur.

8. Comment l’identité du carré d’une différence se distingue-t-elle de celle du carré d’une somme au niveau du terme croisé ?

Le terme croisé est positif dans le carré d’une différence et négatif dans le carré d’une somme.
Le terme croisé disparaît dans le carré d’une différence et reste positif dans le carré d’une somme.
Le terme croisé est négatif dans les deux identités, mais les termes carrés changent de signe.
Le terme croisé est négatif dans le carré d’une différence et positif dans le carré d’une somme.

Le terme croisé est négatif dans le carré d’une différence et positif dans le carré d’une somme.

Explication

Dans les deux développements, les termes carrés restent positifs, tandis que le terme croisé vaut −2ab-2ab pour une différence et +2ab+2ab pour une somme. L’idée que le terme croisé disparaît confond ces identités avec le produit de deux expressions conjuguées.

9. Pourquoi les termes croisés disparaissent-ils dans le développement de (a+b)(a−b)(a+b)(a-b) ?

Parce que −ab-ab et baba sont opposés puisque ab=baab=ba.
Parce que le produit de deux termes de signes contraires vaut zéro.
Parce que les termes a2a^2 et b2b^2 se compensent par distributivité.
Parce que la distributivité transforme les termes croisés en carrés.

Parce que $$-ab$$ et $$ba$$ sont opposés puisque $$ab=ba$$.

Explication

La commutativité du produit donne ab=baab=ba, donc les termes croisés −ab-ab et baba s’annulent. Les carrés a2a^2 et b2b^2 ne se compensent pas : ils restent dans le résultat.

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Mémorisez les réponses avec 9 flashcards sur Identités remarquables.

Quel est le développement de (a+b)2(a+b)^2 pour tous réels aa et bb ?

(a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2=a^2+2ab+b^2.

Comment démontrer la première identité par double distributivité ?

Développer (a+b)(a+b), puis regrouper les deux termes ab grâce à ab=ba.

Comment démontrer géométriquement la formule du carré de a+b ?

Le carré se partage en deux carrés et deux rectangles, donnant (a+b)^2=a^2+2ab+b^2.

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