QCM : Polynômes du second degré (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour le trinôme g(x)=3x2−2x+5g(x)=3x^2-2x+5, quelle expression donne son discriminant ?

(−2)2−4×3×5(-2)^2-4\times3\times5
(−2)2−3×5(-2)^2-3\times5
2(−2)−4×3×52(-2)-4\times3\times5
(−2)2+4×3×5(-2)^2+4\times3\times5

$$(-2)^2-4\times3\times5$$

Explication

Le discriminant d’un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c est Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac ; ici, a=3a=3, b=−2b=-2 et c=5c=5. L’addition de 4ac4ac inverse son signe, l’omission de 4ac4ac oublie un terme et 2b2b remplace à tort le carré de bb.

2. Une équation du second degré a pour discriminant Δ=0\Delta=0 et pour coefficients a=2a=2 et b=−8b=-8. Quelle est sa solution réelle ?

aucune solution réelle
x=2x=2, solution unique
x=4x=4 et x=−4x=-4
x=−2x=-2, solution unique

$$x=2$$, solution unique

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, l’équation possède une solution unique x0=−b2ax_0=-\frac{b}{2a} ; ici, x0=−−82×2=2x_0=-\frac{-8}{2\times2}=2. L’absence de solution réelle correspond à Δ<0\Delta<0, deux racines à Δ>0\Delta>0, et x=−2x=-2 résulte d’une erreur de signe.

3. Pour f(x)=2x2+4x−3f(x)=2x^2+4x-3, quelles sont les coordonnées du sommet calculées à partir de α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=f(α)\beta=f(\alpha) ?

(1;−1)(1;-1)
(−1;−5)(-1;-5)
(−2;−3)(-2;-3)
(3;−1)(3;-1)

$$(-1;-5)$$

Explication

On obtient α=−42×2=−1\alpha=-\frac{4}{2\times2}=-1, puis β=f(−1)=2−4−3=−5\beta=f(-1)=2-4-3=-5. La valeur −2-2 vient de l’omission du facteur 22 au dénominateur, −3-3 reprend à tort le terme constant, et 11 provient de l’oubli du signe négatif.

4. Un trinôme a pour sommet le point (3;−2)(3;-2) et pour coefficient directeur du terme quadratique a=4a=4. Quelle est sa forme canonique ?

4(x−3)2+24(x-3)^2+2
4(x+3)2−24(x+3)^2-2
4(x−3)2−24(x-3)^2-2
(x−3)2−2(x-3)^2-2

$$4(x-3)^2-2$$

Explication

La forme canonique est a(x−α)2+βa(x-\alpha)^2+\beta ; avec a=4a=4, α=3\alpha=3 et β=−2\beta=-2, elle vaut 4(x−3)2−24(x-3)^2-2. Le signe plus dans x+3x+3 inverse l’abscisse, l’absence du facteur 44 modifie le coefficient quadratique, et +2+2 inverse l’ordonnée du sommet.

5. Lorsque Δ>0\Delta>0 et que les racines d’un trinôme sont x1<x2x_1<x_2, que signifie la règle de signe du trinôme ?

Il a le signe de aa entre les racines et le signe opposé à l’extérieur.
Il change de signe à chaque racine et garde ce signe jusqu’à l’autre racine.
Il est positif à l’extérieur des racines et négatif entre elles, quel que soit aa.
Il a le signe de aa à l’extérieur des racines et le signe opposé entre elles.

Il a le signe de $$a$$ à l’extérieur des racines et le signe opposé entre elles.

Explication

Avec deux racines distinctes, le trinôme prend le signe de son coefficient quadratique aa à l’extérieur de l’intervalle délimité par les racines, et le signe opposé à l’intérieur. La règle ne fixe pas un signe extérieur positif dans tous les cas : celui-ci dépend de la valeur de aa.

6. Lors de la résolution d’une inéquation du second degré, quelle étape suit la détermination des racines ?

Réécrire le trinôme sous forme canonique
Déterminer le sens de variation de la fonction
Calculer les coordonnées du sommet
Établir le tableau de signe du trinôme

Établir le tableau de signe du trinôme

Explication

Après avoir déterminé les racines, on établit le tableau de signe, puis on retient les intervalles qui satisfont l’inégalité. Le calcul du sommet peut décrire la parabole, mais il ne constitue pas l’étape suivante de la méthode indiquée.

7. Quel rôle joue le signe du coefficient aa dans les variations de la fonction quadratique f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

Il détermine si le trinôme possède une ou deux racines réelles.
Il fixe les intervalles où la fonction est positive entre ses racines.
Il donne directement l’abscisse du sommet de la parabole.
Il indique si la fonction décroît puis croît, ou croît puis décroît autour du sommet.

Il indique si la fonction décroît puis croît, ou croît puis décroît autour du sommet.

Explication

Le signe de aa détermine le sens des variations : la fonction décroît puis croît lorsque a>0a>0, et croît puis décroît lorsque a<0a<0. Le nombre de racines dépend du discriminant, et non du signe de aa pris isolément.

8. Quelle distinction le discriminant établit-il entre une équation du second degré sans solution réelle et une équation qui possède une seule solution réelle ?

Un discriminant négatif donne deux solutions réelles, tandis qu’un discriminant positif donne une solution réelle unique.
Un discriminant nul indique l’absence de solution réelle, tandis qu’un discriminant négatif donne une solution réelle unique.
Un discriminant positif indique l’absence de solution réelle, tandis qu’un discriminant nul donne deux solutions réelles.
Un discriminant négatif indique l’absence de solution réelle, tandis qu’un discriminant nul donne une solution réelle unique.

Un discriminant négatif indique l’absence de solution réelle, tandis qu’un discriminant nul donne une solution réelle unique.

Explication

Le signe du discriminant distingue ces deux cas : si Δ<0\Delta<0, il n’y a pas de racine réelle, tandis que si Δ=0\Delta=0, il existe une racine réelle unique. Un discriminant positif correspond plutôt à deux solutions réelles.

9. Pourquoi la forme canonique a(x−α)2+βa(x-\alpha)^2+\beta permet-elle de lire directement les coordonnées du sommet d’un trinôme ?

Parce que le sommet a pour coordonnées (α;β)(\alpha;\beta).
Parce que le sommet a pour coordonnées (−α;β)(-\alpha;\beta).
Parce que le sommet a pour coordonnées (−α;−β)(-\alpha;-\beta).
Parce que le sommet a pour coordonnées (α;−β)(\alpha;-\beta).

Parce que le sommet a pour coordonnées $$(\alpha;\beta)$$.

Explication

Dans la forme canonique, le carré s’annule lorsque x=αx=\alpha, ce qui donne la valeur β\beta et donc le sommet (α;β)(\alpha;\beta). Le signe moins dans le facteur x−αx-\alpha ne rend pas l’abscisse du sommet égale à −α-\alpha.

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Comment calcule-t-on le discriminant d’un trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac

Pour ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0, quelles solutions obtient-on selon le signe de Δ\Delta ?

Si Δ<0\Delta<0, aucune solution réelle ; si Δ=0\Delta=0, x0=−b2ax_0=-\frac{b}{2a} ; si Δ>0\Delta>0, x1=−b+Δ2ax_1=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=−b−Δ2ax_2=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}.

Pour f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, quelle est l’abscisse du sommet ?

α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a}

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