QCM : Polynômes du second degré — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression correspond à la troisième identité remarquable ?

(a+b)(ab)=a2b2(a+b)(a-b)=a^2-b^2
(ab)(a+b)=a2+b2(a-b)(a+b)=a^2+b^2
(a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2=a^2+2ab+b^2
(ab)2=a2+2ab+b2(a-b)^2=a^2+2ab+b^2

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

Explication

Le produit d’une somme par une différence donne une différence de deux carrés, soit a2b2a^2-b^2. Les carrés d’une somme ou d’une différence comportent, eux, un terme croisé en 2ab2ab.

2. Quelle est la forme factorisée de x24x+4x^2-4x+4 ?

(x2)2(x-2)^2
(x+2)2(x+2)^2
(x2)(x+2)(x-2)(x+2)
(x4)2(x-4)^2

$$(x-2)^2$$

Explication

L’expression suit le modèle a22ab+b2a^2-2ab+b^2 avec a=xa=x et b=2b=2, donc elle devient (x2)2(x-2)^2. Le développement d’une forme factorisée ferait l’opération inverse, en revenant à une expression développée.

3. Quelle condition définit une fonction polynôme du second degré écrite sous la forme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

a,b,cRa,b,c\in\mathbb{R} et a=0a=0
a,b,cRa,b,c\in\mathbb{R} et a0a\ne0
a,b,cRa,b,c\in\mathbb{R} et c0c\ne0
a0a\ne0, tandis que bb et cc sont complexes

$$a,b,c\in\mathbb{R}$$ et $$a\ne0$$

Explication

Un trinôme du second degré possède trois coefficients réels et le coefficient de x2x^2 doit être non nul. Si a=0a=0, le terme quadratique disparaît et la fonction n’est plus du second degré.

4. Dans f(x)=7x23x+5f(x)=7x^2-3x+5, quelles sont les valeurs des coefficients aa, bb et cc ?

a=5a=5, b=3b=-3 et c=7c=7
a=7a=7, b=5b=5 et c=3c=-3
a=3a=-3, b=7b=7 et c=5c=5
a=7a=7, b=3b=-3 et c=5c=5

$$a=7$$, $$b=-3$$ et $$c=5$$

Explication

Dans la forme développée, aa multiplie x2x^2, bb multiplie xx et cc est le terme constant. On lit donc respectivement 77, 3-3 et 55 dans cette expression.

5. Quelle est la forme canonique d’un trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ?

f(x)=a(xα)2βf(x)=a(x-\alpha)^2-\beta
f(x)=a(xβ)2+αf(x)=a(x-\beta)^2+\alpha
f(x)=a(x+α)2βf(x)=a(x+\alpha)^2-\beta
f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta

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

Explication

La forme canonique s’écrit a(xα)2+βa(x-\alpha)^2+\beta, avec α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a} et β=f(α)\beta=f(\alpha). Les lettres α\alpha et β\beta représentent donc des paramètres différents des coefficients développés bb et cc.

6. Quelle forme canonique obtient-on en complétant le carré dans f(x)=x210x+10f(x)=x^2-10x+10 ?

f(x)=(x+5)215f(x)=(x+5)^2-15
f(x)=(x10)290f(x)=(x-10)^2-90
f(x)=(x5)2+15f(x)=(x-5)^2+15
f(x)=(x5)215f(x)=(x-5)^2-15

$$f(x)=(x-5)^2-15$$

Explication

On écrit x210x+10=(x5)225+10=(x5)215x^2-10x+10=(x-5)^2-25+10=(x-5)^2-15. Dans cette forme, α=5\alpha=5 et β=15\beta=-15, et non l’inverse.

7. Quelle condition définit une racine du trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c, avec a0a\ne0 ?

C’est le nombre obtenu en additionnant les trois coefficients.
C’est la valeur du coefficient associé au terme en x2x^2.
C’est une valeur de xx qui annule le trinôme.
C’est la valeur du coefficient associé au terme constant.

C’est une valeur de $$x$$ qui annule le trinôme.

Explication

Une racine est une solution de l’équation ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0, donc elle rend le trinôme égal à zéro. Un coefficient comme aa, bb ou cc caractérise l’expression, mais ne constitue pas en lui-même une solution.

8. Un trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c possède deux racines x1x_1 et x2x_2. Quelle est sa forme factorisée ?

(x+x1)(x+x2)(x+x_1)(x+x_2)
a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2)
a(x+x1)(x+x2)a(x+x_1)(x+x_2)
(xx1)(xx2)+a(x-x_1)(x-x_2)+a

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

Explication

La forme factorisée conserve le coefficient directeur aa et s’écrit a(xx1)(xx2)a(x-x_1)(x-x_2). Le produit des deux facteurs sans ce coefficient ne convient que dans le cas particulier où a=1a=1.

9. Pour un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ayant deux racines x1x_1 et x2x_2, quelle relation donne leur somme et leur produit ?

x1+x2=bax_1+x_2=-\frac{b}{a} et x1x2=cax_1x_2=\frac{c}{a}
x1+x2=cax_1+x_2=\frac{c}{a} et x1x2=bax_1x_2=-\frac{b}{a}
x1+x2=bax_1+x_2=\frac{b}{a} et x1x2=cax_1x_2=-\frac{c}{a}
x1+x2=cax_1+x_2=-\frac{c}{a} et x1x2=bax_1x_2=\frac{b}{a}

$$x_1+x_2=-\frac{b}{a}$$ et $$x_1x_2=\frac{c}{a}$$

Explication

La somme des racines est l’opposé du quotient de bb par aa, tandis que leur produit est le quotient de cc par aa. La confusion fréquente consiste à intervertir les expressions de la somme et du produit.

10. Quelle factorisation correspond à l’équation 2x2+4x6=02x^2+4x-6=0, dont les racines sont 11 et 3-3 ?

2(x+1)(x3)2(x+1)(x-3)
2(x1)(x+3)2(x-1)(x+3)
2(x+1)(x+3)2(x+1)(x+3)
(x1)(x+3)(x-1)(x+3)

$$2(x-1)(x+3)$$

Explication

Les racines 11 et 3-3 donnent les facteurs x1x-1 et x+3x+3, et le coefficient dominant 22 doit être conservé. La racine 11 est positive, tandis que 3-3 est négative, ce qui détermine les signes des deux facteurs.

11. Dans la forme canonique f(x)=a(xα)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, quelle propriété de la parabole découle du signe de aa ?

Si a>0a>0, la parabole est concave ; si a<0a<0, elle est convexe.
Si a>0a>0, la parabole est constante ; si a<0a<0, elle est affine.
Si a>0a>0, la parabole est affine ; si a<0a<0, elle est constante.
Si a>0a>0, la parabole est convexe ; si a<0a<0, elle est concave.

Si $$a>0$$, la parabole est convexe ; si $$a<0$$, elle est concave.

Explication

Le signe du coefficient aa détermine l’orientation de la parabole : un coefficient positif produit une courbure convexe et un coefficient négatif une courbure concave. Les qualificatifs affine et constante ne décrivent pas ces trinômes du second degré.

12. Quelle forme canonique obtient-on pour f(x)=x2+4x+2f(x)=x^2+4x+2 ?

(x+2)22(x+2)^2-2
(x2)2+2(x-2)^2+2
(x+2)2+2(x+2)^2+2
(x2)22(x-2)^2-2

$$(x+2)^2-2$$

Explication

En complétant le carré, on écrit x2+4x+2=(x+2)22x^2+4x+2=(x+2)^2-2, ce qui donne α=2\alpha=-2 et β=2\beta=-2. Le signe devant le terme linéaire impose le terme x+2x+2, et le réajustement de la constante impose 2-2.

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Quelles sont les trois identités remarquables classiques ?

(a+b)2=a2+2ab+b2 (a+b)^2=a^2+2ab+b^2 , (ab)2=a22ab+b2 (a-b)^2=a^2-2ab+b^2 et (a+b)(ab)=a2b2 (a+b)(a-b)=a^2-b^2 .

Quelle identité remarquable correspond à (a+b)(ab) (a+b)(a-b) ?

(a+b)(ab)=a2b2 (a+b)(a-b)=a^2-b^2 .

Comment factoriser x24x+4 x^2-4x+4 en utilisant une identité remarquable ?

On reconnaît la deuxième identité remarquable et on obtient (x2)2(x-2)^2.

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