QCM : Polynômes du second degré (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression définit une fonction polynôme du second degré sous forme développée sur R\mathbb{R} ?

f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, avec a≠0a\ne0
f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, avec a=0a=0
f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, avec a≠0a\ne0
f(x)=ax3+bx+cf(x)=ax^3+bx+c, avec a≠0a\ne0

$$f(x)=ax^2+bx+c$$, avec $$a\ne0$$

Explication

La forme développée d’un polynôme du second degré est ax2+bx+cax^2+bx+c et son coefficient aa doit être non nul. La forme canonique est une autre écriture, tandis que a=0a=0 supprime le terme de degré deux et que le terme en x3x^3 donne un degré supérieur.

2. Parmi les expressions suivantes, laquelle représente une fonction polynôme du second degré plutôt qu’une fonction affine ou un polynôme de degré supérieur ?

3x2−2x+13x^2-2x+1
3x4−2x2+13x^4-2x^2+1
3x−23x-2
3x3−2x+13x^3-2x+1

$$3x^2-2x+1$$

Explication

Un polynôme du second degré possède un terme en x2x^2 de coefficient non nul et aucun terme de degré supérieur. L’expression en x3x^3 est de degré trois, celle en xx est affine et celle en x4x^4 est de degré quatre.

3. Une fonction est donnée sous la forme f(x)=3x2−12x+7f(x)=3x^2-12x+7. Quelle est sa forme canonique ?

3(x−4)2+73(x-4)^2+7
3(x+2)2−53(x+2)^2-5
3(x−2)2+73(x-2)^2+7
3(x−2)2−53(x-2)^2-5

$$3(x-2)^2-5$$

Explication

Ici, α=−b2a=2\alpha=-\frac{b}{2a}=2 et β=f(2)=12−24+7=−5\beta=f(2)=12-24+7=-5, donc la forme canonique est 3(x−2)2−53(x-2)^2-5. Le centre 44 vient de l’oubli du facteur 22, tandis que +2+2 inverse le signe dans le terme carré.

4. Une parabole est associée à la fonction g(x)=−2(x+3)2+4g(x)=-2(x+3)^2+4. Quelles sont les coordonnées de son sommet ?

(−3;−2)(-3;-2)
(−3;4)(-3;4)
(4;−3)(4;-3)
(3;4)(3;4)

$$(-3;4)$$

Explication

Dans la forme canonique a(x−α)2+βa(x-\alpha)^2+\beta, le sommet a pour coordonnées (α;β)(\alpha;\beta). Comme x+3=x−(−3)x+3=x-(-3), on a α=−3\alpha=-3 et β=4\beta=4; le coefficient −2-2 n’est pas l’ordonnée du sommet.

5. Dans l’étude des variations d’un trinôme du second degré, que désigne son extremum lorsque son sommet est (α;β)\left(\alpha;\beta\right) ?

La valeur minimale ou maximale de la fonction, atteinte en x=αx=\alpha
Le coefficient qui détermine l’orientation, égal à a=βa=\beta
L’abscisse où la fonction change de signe, égale à x=βx=\beta
La valeur de la fonction à l’origine, égale à f(0)=αf(0)=\alpha

La valeur minimale ou maximale de la fonction, atteinte en $$x=\alpha$$

Explication

L’extremum est la valeur minimale ou maximale prise par la fonction au sommet, donc il vaut β\beta et est atteint pour x=αx=\alpha. La valeur de la fonction à l’origine correspond à f(0)f(0) et ne définit pas, en général, l’extremum.

6. Pour le trinôme 4x2+19x−54x^2+19x-5, quelle est la valeur de son discriminant Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac ?

361361
2121
−441-441
441441

$$441$$

Explication

Avec a=4a=4, b=19b=19 et c=−5c=-5, on obtient Δ=192−4×4×(−5)=441\Delta=19^2-4\times4\times(-5)=441. La valeur 361361 correspond à b2b^2 seul, sans tenir compte du terme −4ac-4ac.

7. À quoi sert la forme factorisée d’un trinôme pour étudier son signe ?

À lire directement les coordonnées du sommet et l’axe de symétrie de la parabole
À établir la somme et le produit des racines sans résoudre d’équation
À repérer les racines et à déterminer le signe de chaque facteur selon les valeurs de x
À calculer la valeur du discriminant sans connaître les coefficients du trinôme

À repérer les racines et à déterminer le signe de chaque facteur selon les valeurs de x

Explication

La forme factorisée met en évidence les racines et permet d’étudier le signe du trinôme à partir de ses facteurs. La forme canonique sert plutôt à lire le sommet et l’axe de symétrie.

8. Pour deux réels dont la somme est SS et le produit PP, quelle comparaison décrit correctement leur lien avec l’équation x2−Sx+P=0x^2-Sx+P=0 ?

Ils sont les racines de cette équation si leur somme vaut PP et leur produit vaut SS.
Ils sont les racines de cette équation si et seulement si leur somme vaut SS et leur produit vaut PP.
Ils sont les racines de cette équation lorsque leur somme vaut −S-S et leur produit vaut PP.
Ils sont les racines de cette équation lorsque leur somme vaut SS et leur produit vaut −P-P.

Ils sont les racines de cette équation si et seulement si leur somme vaut $$S$$ et leur produit vaut $$P$$.

Explication

Le polynôme associé à cette équation a pour somme des racines SS et pour produit PP, ce qui caractérise les deux réels. Intervertir somme et produit, comme dans une proposition distractrice, ne respecte pas les relations entre les coefficients et les racines.

9. Pourquoi le coefficient de x2x^2 doit-il être non nul pour que f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c soit une fonction polynôme du second degré ?

Parce qu’il impose que le coefficient de xx soit également non nul.
Parce que sa valeur détermine si le terme de degré 2 est présent.
Parce qu’il garantit que le terme constant est différent de zéro.
Parce qu’il fixe le nombre de racines réelles de la fonction.

Parce que sa valeur détermine si le terme de degré 2 est présent.

Explication

Un coefficient aa non nul assure que le terme en x2x^2 est présent et que le polynôme est bien de degré 2. Si ce coefficient était nul, le terme quadratique disparaîtrait et l’expression serait de degré inférieur.

10. Pour repérer l’axe de symétrie d’une parabole à partir de la forme canonique f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, quelle équation faut-il utiliser ?

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

$$x=\alpha$$

Explication

Dans la forme canonique, l’abscisse α\alpha du sommet donne l’équation de l’axe de symétrie. L’équation y=βy=\beta décrit une droite horizontale, et non l’axe de symétrie de la parabole.

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Quelle est la forme développée d’une fonction polynôme du second degré sur ℝ ?

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

Quelle est la forme canonique d’un trinôme ?

f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, avec α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=f(α)\beta=f(\alpha).

Quelles sont les coordonnées du sommet de la parabole associée à f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta ?

(α;β)(\alpha;\beta).

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