QCM : Polynômes du second degré (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression définit une fonction polynôme de degré 2 sur R\mathbb{R} ?

f(x)=ax2+bxf(x)=ax^2+bx avec a,b∈Ra,b\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0
f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a,b,c∈Ra,b,c\in\mathbb{R} et a=0a=0
f(x)=ax3+bx+cf(x)=ax^3+bx+c avec a,b,c∈Ra,b,c\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0
f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a,b,c∈Ra,b,c\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0

$$f(x)=ax^2+bx+c$$ avec $$a,b,c\in\mathbb{R}$$ et $$a\ne0$$

Explication

Une fonction polynôme de degré 2 s’écrit f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec des coefficients réels et un coefficient quadratique non nul. Omettre cc réduit la forme générale, prendre a=0a=0 supprime le degré 2, et un terme en x3x^3 donne un degré 3.

2. Pour f(x)=2x2−8x+3f(x)=2x^2-8x+3, quelle est la forme canonique obtenue en calculant α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a} puis β=f(α)\beta=f(\alpha) ?

2(x−2)2−52(x-2)^2-5
2(x+2)2−52(x+2)^2-5
2(x−2)2−82(x-2)^2-8
(x−2)2−5(x-2)^2-5

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

Explication

On obtient α=−−82×2=2\alpha=-\frac{-8}{2\times2}=2, puis β=f(2)=8−16+3=−5\beta=f(2)=8-16+3=-5, donc f(x)=2(x−2)2−5f(x)=2(x-2)^2-5. L’abscisse opposée inverse le signe, retirer le facteur 2 modifie le terme quadratique, et −8-8 ne tient pas compte de la valeur de f(2)f(2).

3. Une parabole a pour fonction f(x)=3x2−12x+7f(x)=3x^2-12x+7. Quelles coordonnées a son sommet S(α;β)S(\alpha;\beta) ?

S(2;7)S(2;7)
S(2;−5)S(2;-5)
S(−2;19)S(-2;19)
S(−12;583)S(-12;583)

$$S(2;-5)$$

Explication

L’abscisse vaut α=−−122×3=2\alpha=-\frac{-12}{2\times3}=2, et β=f(2)=12−24+7=−5\beta=f(2)=12-24+7=-5; le sommet est donc S(2;−5)S(2;-5). L’abscisse opposée donne −2-2, le coefficient linéaire n’est pas l’abscisse, et 77 est le terme constant plutôt que la valeur au sommet.

4. Une fonction est donnée sous la forme f(x)=4(x+1)2−6f(x)=4(x+1)^2-6. Quelle propriété décrit son extremum ?

Elle atteint son minimum −6-6 en x=−1x=-1.
Elle atteint son maximum −6-6 en x=−1x=-1.
Elle atteint son minimum −6-6 en x=1x=1.
Elle atteint son maximum −6-6 en x=1x=1.

Elle atteint son minimum $$-6$$ en $$x=-1$$.

Explication

Comme le coefficient du carré est positif, la parabole est tournée vers le haut et atteint son minimum à l’abscisse du sommet, x=−1x=-1; la valeur minimale est −6-6. Un coefficient négatif correspondrait à un maximum, tandis que l’abscisse du sommet est donnée par x+1=0x+1=0.

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

(−2)2−3×(−1)=7(-2)^2-3\times(-1)=7
(−2)2+4×3×(−1)=−8(-2)^2+4\times3\times(-1)=-8
(−2)2−4×3×(−1)=16(-2)^2-4\times3\times(-1)=16
(−1)2−4×3×(−2)=25(-1)^2-4\times3\times(-2)=25

$$(-2)^2-4\times3\times(-1)=16$$

Explication

Le discriminant se calcule par Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac ; ici Δ=(−2)2−4×3×(−1)=16\Delta=(-2)^2-4\times3\times(-1)=16. L’oubli du facteur 4 donne 7, le signe erroné devant le produit donne -8, et le carré de c avec les autres coefficients donne 25.

6. Une équation du second degré a un discriminant égal à −5-5. Combien de solutions réelles possède-t-elle ?

Une solution réelle double
Deux solutions réelles distinctes
Aucune solution réelle
Une solution réelle et une solution complexe

Aucune solution réelle

Explication

Quand Δ<0\Delta<0, l’équation du second degré ne possède aucune solution réelle. Une racine double correspond à Δ=0\Delta=0, tandis que deux racines réelles distinctes correspondent à Δ>0\Delta>0.

7. Pour 2x2−3x−2=02x^2-3x-2=0, le discriminant est positif. Quelles sont les deux racines réelles distinctes ?

−12-\frac{1}{2} et −2-2
−12-\frac{1}{2} et 22
12\frac{1}{2} et −2-2
−1-1 et 44

$$-\frac{1}{2}$$ et $$2$$

Explication

Ici Δ=(−3)2−4×2×(−2)=25\Delta=(-3)^2-4\times2\times(-2)=25, donc les racines sont 3−54=−12\frac{3-5}{4}=-\frac{1}{2} et 3+54=2\frac{3+5}{4}=2. Les signes inversés donnent les racines de numérateurs erronés, et omettre la division par 2a2a donne des valeurs quatre fois trop grandes.

8. Un trinôme a a=2a=2, b=−8b=-8 et un discriminant nul. Quelle est sa forme factorisée ?

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

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

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, le trinôme s’écrit a(x−x0)2a(x-x_0)^2 avec x0=−b2a=−−84=2x_0=-\frac{b}{2a}=-\frac{-8}{4}=2. La forme sans carré ne représente pas une racine double, le signe plus donne une racine différente et l’expression sans facteur 2 omet le coefficient directeur.

9. Le trinôme x2−5x+6x^2-5x+6 a pour racines distinctes 2 et 3. Quelle est sa factorisation ?

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

$$(x-2)(x-3)$$

Explication

Avec deux racines distinctes x1x_1 et x2x_2, la factorisation est a(x−x1)(x−x2)a(x-x_1)(x-x_2) ; ici a=1a=1, d’où (x−2)(x−3)(x-2)(x-3). Les facteurs avec des signes plus inversent les racines, un signe mal placé ne conserve qu’une racine, et le facteur 2 modifie le coefficient directeur.

10. Un trinôme a deux racines distinctes x1=−2x_1=-2 et x2=3x_2=3, et son coefficient dominant est négatif. Quel est son signe sur les intervalles déterminés par ces racines ?

Négatif sur les deux intervalles extérieurs et entre les racines
Positif sur les deux intervalles extérieurs et entre les racines
Négatif entre les racines et positif à l’extérieur
Positif entre les racines et négatif à l’extérieur

Positif entre les racines et négatif à l’extérieur

Explication

Avec deux racines distinctes, le trinôme est du signe de son coefficient dominant à l’extérieur des racines et du signe opposé entre elles ; ici, il est donc négatif à l’extérieur et positif entre les racines. Inverser les zones confond leur rôle, et les réponses qui donnent le signe positif à l’extérieur négligent le coefficient dominant négatif.

11. Un trinôme de coefficient dominant positif a un discriminant nul et une racine double en x=4x=4. Quel signe prend-il sur R\mathbb{R} ?

Il est positif à gauche de 44 et négatif à droite
Il est négatif sauf en x=4x=4, où il s’annule
Il est positif sauf en x=4x=4, où il s’annule
Il reste positif, y compris en x=4x=4

Il est positif sauf en $$x=4$$, où il s’annule

Explication

Lorsque le discriminant est nul, le trinôme garde le signe de son coefficient dominant sur tout réel, sauf à la racine double où il s’annule ; le coefficient positif implique donc un signe positif hors de x=4x=4. Un changement de signe à la racine double est une confusion avec le cas de deux racines distinctes, le signe négatif inverse celui du coefficient, et le trinôme s’annule bien en sa racine.

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Quelle forme définit une fonction polynôme de degré 2 sur ℝ ?

f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c, avec a,b,c∈Ra,b,c\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0.

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

f(x)=a(x−α)2+βf(x)=a(x-\alpha)^2+\beta.

Comment calcule-t-on α\alpha dans la forme canonique d’un trinôme ?

α=−b2a\alpha=-\frac{b}{2a}.

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