QCM : Polynômes du second degré (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces expressions définit une fonction polynôme de degré 2 sur R\mathbb{R} ?

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

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

Explication

Une fonction polynôme de degré 2 s’écrit ax2+bx+cax^2+bx+c avec a≠0a\neq 0. L’expression affine ne contient pas de terme en x2x^2, l’expression cubique est de degré 3 et celle avec un dénominateur n’est pas un polynôme.

2. Pourquoi l’expression f(x)=4x+7f(x)=4x+7 ne définit-elle pas une fonction polynôme de degré 2 ?

Son coefficient constant est trop élevé
Son coefficient devant x2x^2 est nul
Elle ne possède pas de terme en xx
Elle n’est pas définie pour les réels

Son coefficient devant $$x^2$$ est nul

Explication

Le degré 2 exige une expression ax2+bx+cax^2+bx+c avec a≠0a\neq 0. Ici, le terme en x2x^2 est absent, donc son coefficient est nul et la fonction est de degré 1.

3. Quelle affirmation distingue correctement les rôles de α\alpha et de β\beta dans la forme canonique d’un trinôme ?

α=−ba\alpha=-\frac{b}{a} et β=b2−4ac4a\beta=\frac{b^2-4ac}{4a}
α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=b2−4ac2a\beta=\frac{b^2-4ac}{2a}
α=b2−4ac4a\alpha=\frac{b^2-4ac}{4a} et β=−b2a\beta=-\frac{b}{2a}
α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=b2−4ac4a\beta=\frac{b^2-4ac}{4a}

$$\alpha=-\frac{b}{2a}$$ et $$\beta=\frac{b^2-4ac}{4a}$$

Explication

Dans la forme canonique, α\alpha est l’opposé de bb divisé par 2a2a, tandis que β\beta contient le discriminant au numérateur et 4a4a au dénominateur. Les autres formules échangent ces rôles ou comportent un facteur incorrect.

4. Lorsque Δ>0\Delta>0 et que les racines sont x1<x2x_1<x_2, quel est le signe de f(x)f(x) entre les deux racines si a<0a<0 ?

Il est nul sur tout l’intervalle
Il est négatif entre les deux racines
Il est positif entre les deux racines
Il change de signe à l’extérieur des racines

Il est positif entre les deux racines

Explication

Pour Δ>0\Delta>0, le polynôme a le signe de −a-a entre les racines. Comme a<0a<0, on a −a>0-a>0, donc le polynôme est positif dans cet intervalle.

5. Que peut-on déduire d’un trinôme dont le discriminant vérifie Δ=0\Delta=0 ?

Il possède une racine réelle double
Il ne possède aucune racine réelle
Il possède trois racines réelles
Il possède deux racines réelles distinctes

Il possède une racine réelle double

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, le trinôme s’annule en une seule valeur α\alpha, qui est une racine double. Deux racines distinctes correspondent au cas Δ>0\Delta>0, tandis que l’absence de racine réelle correspond au cas Δ<0\Delta<0.

6. Quel est le signe de f(x)=2x2+3x+4f(x)=2x^2+3x+4 sur R\mathbb{R} ?

Il s’annule en une racine double
Il est positif sur R\mathbb{R}
Il est négatif sur R\mathbb{R}
Il change de signe en deux points

Il est positif sur $$\mathbb{R}$$

Explication

Le discriminant vaut Δ=32−4×2×4=−23<0\Delta=3^2-4\times2\times4=-23<0. Le polynôme garde donc le signe de a=2a=2 sur R\mathbb{R} et ne s’annule pas.

7. Pour le trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c dont le discriminant est positif, quelles expressions donnent respectivement la somme et le produit des deux racines ?

S=−caS=-\frac{c}{a} et P=baP=\frac{b}{a}
S=−baS=-\frac{b}{a} et P=caP=\frac{c}{a}
S=caS=\frac{c}{a} et P=−baP=-\frac{b}{a}
S=baS=\frac{b}{a} et P=−caP=-\frac{c}{a}

$$S=-\frac{b}{a}$$ et $$P=\frac{c}{a}$$

Explication

Pour deux racines réelles distinctes, leur somme est l’opposé du coefficient de degré un rapporté à aa, tandis que leur produit est c/ac/a. La confusion fréquente consiste à intervertir les expressions de la somme et du produit.

8. Quel polynôme a pour racines deux nombres réels dont la somme est SS et le produit est PP ?

x2−Sx+Px^2-Sx+P
x2+Sx−Px^2+Sx-P
x2−Sx−Px^2-Sx-P
x2+Sx+Px^2+Sx+P

$$x^2-Sx+P$$

Explication

Le polynôme associé à une somme SS et à un produit PP est construit sous la forme x2−Sx+Px^2-Sx+P. Le signe devant SxSx est négatif, contrairement à celui de l’expression souvent confondue x2+Sx+Px^2+Sx+P.

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

Δ=b2+4ac\Delta=b^2+4ac
Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac
Δ=4ac−b2\Delta=4ac-b^2
Δ=(b−4ac)2\Delta=(b-4ac)^2

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

Explication

Le discriminant d’un trinôme est calculé par Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac. Ajouter les termes ou inverser leur différence modifierait le critère utilisé pour déterminer les solutions réelles.

10. Dans l’interprétation graphique du trinôme, que représentent ses racines ?

Les coefficients de l’équation écrite sous forme canonique
Les coordonnées du sommet de la parabole
Les abscisses des intersections de la parabole avec l’axe des abscisses
Les abscisses des intersections de la parabole avec l’axe des ordonnées

Les abscisses des intersections de la parabole avec l’axe des abscisses

Explication

Les racines sont les valeurs de xx pour lesquelles le trinôme vaut zéro ; graphiquement, elles correspondent donc aux abscisses des points où la parabole rencontre l’axe des abscisses. L’abscisse du sommet, notée souvent α\alpha, ne représente pas nécessairement une racine.

11. Pour Δ>0\Delta>0, quelles sont les solutions de l’équation ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 ?

x1=−b2ax_1=\frac{-b}{2a} et x2=Δ2ax_2=\frac{\sqrt{\Delta}}{2a}
x1=b+Δ2ax_1=\frac{b+\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=b−Δ2ax_2=\frac{b-\sqrt{\Delta}}{2a}
x1=−b+Δ2ax_1=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=−b−Δ2ax_2=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}
x1=−b+Δ2ax_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 le discriminant est positif, les deux solutions s’obtiennent en ajoutant puis en retranchant Δ\sqrt{\Delta} à −b-b, avec un dénominateur 2a2a. Le cas Δ=0\Delta=0 ne donne pas deux valeurs distinctes, car les deux signes conduisent alors à la même solution.

12. Quelle solution obtient-on lorsque Δ=0\Delta=0 pour l’équation ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 ?

Aucune solution réelle, car la racine carrée du discriminant disparaît
Une solution réelle x0=b2ax_0=\frac{b}{2a} de multiplicité simple
Une solution réelle double x0=−b2ax_0=-\frac{b}{2a}
Deux solutions réelles distinctes x1=−b2ax_1=-\frac{b}{2a} et x2=b2ax_2=\frac{b}{2a}

Une solution réelle double $$x_0=-\frac{b}{2a}$$

Explication

Un discriminant nul signifie que les deux expressions de la formule quadratique se confondent en x0=−b/(2a)x_0=-b/(2a), qui est une racine double. Le changement de signe devant bb ou l’absence de solution correspond à une autre situation.

13. Quelle est la forme factorisée d’un trinôme ayant deux racines réelles distinctes x1x_1 et x2x_2 ?

f(x)=a(x+x1)(x+x2)f(x)=a(x+x_1)(x+x_2)
f(x)=a(x2−x1−x2)f(x)=a(x^2-x_1-x_2)
f(x)=a(x−x1)2(x−x2)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)

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

Explication

Deux racines distinctes donnent deux facteurs linéaires distincts, d’où f(x)=a(x−x1)(x−x2)f(x)=a(x-x_1)(x-x_2). Un facteur carré correspondrait à une racine double, et les signes des facteurs doivent annuler le trinôme en x1x_1 et en x2x_2.

14. Quelle forme factorisée correspond à un trinôme ayant une racine double α\alpha ?

f(x)=a(x−α)2f(x)=a(x-\alpha)^2
f(x)=a(x+α)2f(x)=a(x+\alpha)^2
f(x)=a(x−α)(x+α)f(x)=a(x-\alpha)(x+\alpha)
f(x)=a(x2−α)f(x)=a(x^2-\alpha)

$$f(x)=a(x-\alpha)^2$$

Explication

Une racine double signifie que le même facteur linéaire apparaît deux fois, ce qui donne a(x−α)2a(x-\alpha)^2. Deux facteurs de signes opposés ou un facteur x2−αx^2-\alpha ne traduisent pas cette multiplicité.

15. Que peut-on dire de la forme factorisée sur R\mathbb{R} d’un trinôme lorsque Δ<0\Delta<0 ?

Le trinôme s’écrit a(x−x1)(x−x2)a(x-x_1)(x-x_2) avec deux racines réelles
Le trinôme s’écrit a(x−α)2a(x-\alpha)^2 avec α∈R\alpha\in\mathbb{R}
Le trinôme n’a pas de forme factorisée sur R\mathbb{R}
Le trinôme s’écrit a(x2−α)a(x^2-\alpha) avec α∈R\alpha\in\mathbb{R}

Le trinôme n’a pas de forme factorisée sur $$\mathbb{R}$$

Explication

Un discriminant négatif signifie que le trinôme ne possède aucune racine réelle, donc aucune décomposition en facteurs linéaires réels. La forme avec un carré correspond à une racine double, et celle avec deux facteurs distincts à deux racines réelles.

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Qu'est-ce qu'une fonction polynôme de degré 2 ?

Une fonction définie sur ℝ associant à x le nombre ax2+bx+cax^2+bx+c avec a≠0a \neq 0.

Quel est le rôle du coefficient aa dans une fonction polynôme de degré 2 ?

Il est un réel non nul qui multiplie x2x^2.

Quels sont les types des coefficients bb et cc dans une fonction polynôme de degré 2 ?

Ce sont des réels.

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