QCM : Polynômes et expressions rationnelles (26 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une élève développe (2x+3)2\left(2x+3\right)^2. Quelle expression obtient-elle ?

4x2−12x+94x^2-12x+9
4x2+6x+94x^2+6x+9
4x2+12x+94x^2+12x+9
2x2+12x+92x^2+12x+9

$$4x^2+12x+9$$

Explication

Le carré d’une somme suit a2+2ab+b2a^2+2ab+b^2 : ici, les termes sont 4x24x^2, 12x12x et 99. Le terme 6x6x omet le facteur 2, le terme −12x-12x reprend le signe d’une différence et le terme 2x22x^2 calcule mal le carré de 2x2x.

2. Pour développer (3y−4)2\left(3y-4\right)^2, quel résultat faut-il obtenir ?

9y2+169y^2+16
9y2−24y+169y^2-24y+16
9y2−24y−169y^2-24y-16
9y2+24y+169y^2+24y+16

$$9y^2-24y+16$$

Explication

Le carré d’une différence suit a2−2ab+b2a^2-2ab+b^2, ce qui donne 9y2−24y+169y^2-24y+16. Le terme +24y+24y inverse le signe du double produit, l’expression sans terme croisé l’omet et −16-16 traite à tort le carré de 4 comme négatif.

3. Un produit est de la forme (5t+2)(5t−2)\left(5t+2\right)\left(5t-2\right). Quelle expression simplifiée lui correspond ?

25t2+20t+425t^2+20t+4
25t2−425t^2-4
25t2−20t+425t^2-20t+4
25t2+425t^2+4

$$25t^2-4$$

Explication

Le produit d’une somme et de sa différence suit a2−b2a^2-b^2, donc le résultat est 25t2−425t^2-4. 25t2+425t^2+4 additionne les carrés, tandis que les deux expressions avec un terme en tt appliquent à tort une formule de carré de binôme.

4. En développant (2x−3)(x+4)\left(2x-3\right)\left(x+4\right) par distributivité, quel polynôme obtient-on après réduction ?

2x2+5x+122x^2+5x+12
2x2−6x−122x^2-6x-12
2x2+8x−32x^2+8x-3
2x2+5x−122x^2+5x-12

$$2x^2+5x-12$$

Explication

La distributivité donne 2x2+8x−3x−122x^2+8x-3x-12, puis la réduction des termes semblables donne 2x2+5x−122x^2+5x-12. Le terme constant positif inverse le signe, −6x-6x omet un produit croisé et 8x8x ne regroupe pas correctement les deux termes en xx.

5. Pour calculer (x+2)(x−2)(x+5)\left(x+2\right)\left(x-2\right)\left(x+5\right), quelle démarche respecte la méthode de multiplication de trois polynômes ?

Réduire les facteurs entre eux avant de former un produit intermédiaire
Additionner deux facteurs, puis multiplier leur somme par le troisième
Multiplier deux facteurs, puis leur produit par le troisième
Multiplier séparément chaque facteur par le terme de plus haut degré

Multiplier deux facteurs, puis leur produit par le troisième

Explication

Pour multiplier trois polynômes, on forme d’abord le produit de deux d’entre eux, puis on multiplie ce résultat par le troisième. L’addition des facteurs ou la multiplication partielle des termes ne respecte pas cette procédure.

6. Une division polynomiale a pour diviseur x−6x-6. Quelle condition permet d’effectuer cette division ?

Le quotient doit être non nul
Le diviseur doit être un nombre constant
Le diviseur doit être non nul
Le reste doit être nul au départ

Le diviseur doit être non nul

Explication

La division d’un polynôme par un binôme est possible si le diviseur est non nul; x−6x-6 n’est pas le polynôme nul. Un diviseur constant n’est pas requis, la condition ne porte pas sur le quotient et un reste nul n’est pas nécessaire avant d’effectuer la division.

7. La division de P(x)P(x) par x−3x-3 donne un reste nul et un quotient Q(x)Q(x). Quelle conclusion peut-on tirer ?

Le reste nul et Q(x)Q(x) sont des facteurs de P(x)P(x)
P(x)P(x) et le reste nul sont des facteurs de x−3x-3
Seul Q(x)Q(x) est un facteur de P(x)P(x)
x−3x-3 et Q(x)Q(x) sont des facteurs de P(x)P(x)

$$x-3$$ et $$Q(x)$$ sont des facteurs de $$P(x)$$

Explication

Lorsqu’une division polynomiale a un reste nul, le diviseur et le quotient sont des facteurs du polynôme divisé, donc P(x)=(x−3)Q(x)P(x)=(x-3)Q(x). Le reste nul n’est pas un facteur, et la conclusion concerne le diviseur autant que le quotient.

8. Quelle opération algébrique consiste à réécrire un polynôme comme un produit de facteurs de degré inférieur à celui du polynôme de départ ?

La réduction de termes semblables
La factorisation
Le développement
L’élévation au carré

La factorisation

Explication

La factorisation exprime un polynôme sous forme de produit de facteurs, lesquels sont, par convention, de degré inférieur à celui du polynôme initial. Le développement transforme plutôt un produit en somme, la réduction regroupe des termes semblables et l’élévation au carré est une opération différente.

9. Pour factoriser 12x3−18x2+6x12x^3-18x^2+6x par mise en évidence simple, quel facteur faut-il mettre en évidence avant de factoriser le polynôme restant ?

66
12x12x
3x23x^2
6x6x

$$6x$$

Explication

La mise en évidence simple fait ressortir un facteur commun à tous les termes; ici, le plus grand facteur commun est 6x6x. 66 omet le facteur commun en x, tandis que 3x23x^2 et 12x12x ne divisent pas chacun des trois termes.

10. En factorisant par double mise en évidence x2−3xy+4x−12yx^2-3xy+4x-12y, quelle forme obtient-on après le regroupement puis la mise en évidence du binôme commun ?

x(x−3y)+4(x−3y)x(x-3y)+4(x-3y)
(x−4)(x−3y)(x-4)(x-3y)
(x+4)(x−3y)(x+4)(x-3y)
(x−3)(x+4y)(x-3)(x+4y)

$$(x+4)(x-3y)$$

Explication

On regroupe les termes ainsi : x(x−3y)+4(x−3y)x(x-3y)+4(x-3y), puis on met le binôme commun en évidence pour obtenir (x+4)(x−3y)(x+4)(x-3y). La forme avec deux termes est l’étape intermédiaire, le changement de signe modifie le polynôme et la dernière forme ne restitue pas ses termes.

11. Une expression est soit une différence de carrés, soit un trinôme carré parfait. Quelle comparaison décrit correctement leurs factorisations ?

Les deux formes donnent deux binômes conjugués, sans facteur au carré.
La différence de carrés donne deux binômes conjugués, tandis que le trinôme carré parfait donne un binôme au carré.
La différence de carrés donne un binôme au carré, tandis que le trinôme carré parfait donne deux binômes conjugués.
Les deux formes donnent un binôme au carré, sans facteurs conjugués.

La différence de carrés donne deux binômes conjugués, tandis que le trinôme carré parfait donne un binôme au carré.

Explication

Une différence de carrés se factorise en deux binômes conjugués, alors qu’un trinôme carré parfait se factorise en un binôme élevé au carré. Les réponses qui échangent ces formes ou les attribuent toutes deux à un seul type confondent ces deux identités.

12. Pour simplifier x2−9x2+3x\frac{x^2-9}{x^2+3x}, quelle expression irréductible obtient-on après factorisation et réduction des facteurs communs ?

x−3x\frac{x-3}{x}
x+3x\frac{x+3}{x}
x2−9x+3\frac{x^2-9}{x+3}
x−3x+3\frac{x-3}{x+3}

$$\frac{x-3}{x}$$

Explication

On factorise le numérateur et le dénominateur : (x−3)(x+3)x(x+3)\frac{(x-3)(x+3)}{x(x+3)}, puis on réduit le facteur commun x+3x+3 pour obtenir x−3x\frac{x-3}{x}. Les autres formes résultent d’une factorisation incorrecte ou de la réduction du mauvais facteur.

13. Après simplification de x2−4x−2\frac{x^2-4}{x-2} en x+2x+2, quelle restriction doit encore être imposée à x ?

x≠2x\ne2
Aucune restriction
x≠0x\ne0
x≠−2x\ne-2

$$x\ne2$$

Explication

Les restrictions proviennent du dénominateur initial : x−2x-2 s’annule lorsque x=2x=2. Cette valeur reste exclue même si le dénominateur de l’expression simplifiée x+2x+2 ne s’annule pas en 2; −2-2 annule plutôt le numérateur initial.

14. Pour commencer à multiplier x2−5x+6x2−4\frac{x^2-5x+6}{x^2-4} par x+1x2−9\frac{x+1}{x^2-9}, quelle démarche faut-il suivre ?

Simplifier les facteurs communs, puis exclure les valeurs qui annulent les dénominateurs simplifiés
Factoriser les numérateurs et les dénominateurs, puis exclure les valeurs qui annulent les dénominateurs initiaux
Additionner les expressions, puis exclure les valeurs qui annulent leur dénominateur commun
Poser les restrictions à partir des numérateurs, puis multiplier les expressions non factorisées

Factoriser les numérateurs et les dénominateurs, puis exclure les valeurs qui annulent les dénominateurs initiaux

Explication

La démarche commence par la décomposition en facteurs et les restrictions portent sur les dénominateurs initiaux. Se limiter aux dénominateurs simplifiés peut faire perdre des restrictions, tandis que les numérateurs et l’addition ne déterminent pas les restrictions de cette multiplication.

15. En multipliant x2−4x−21x2−9\frac{x^2-4x-21}{x^2-9} par x2+6x+9x2−49\frac{x^2+6x+9}{x^2-49}, quelles restrictions faut-il conserver ?

x≠−3, x≠3, x≠−7, x≠7x\ne-3,\ x\ne3,\ x\ne-7,\ x\ne7
x≠−3, x≠3x\ne-3,\ x\ne3
x≠−3, x≠3, x≠7x\ne-3,\ x\ne3,\ x\ne7
x≠−7, x≠7, x≠−9, x≠9x\ne-7,\ x\ne7,\ x\ne-9,\ x\ne9

$$x\ne-3,\ x\ne3,\ x\ne-7,\ x\ne7$$

Explication

Les restrictions proviennent des zéros des dénominateurs initiaux : x2−9x^2-9 s’annule pour x=±3x=\pm3 et x2−49x^2-49 pour x=±7x=\pm7. Omettre −7-7 oublie une racine, tandis que ±9\pm9 sont obtenus en confondant les racines des dénominateurs avec leurs constantes.

16. Une élève doit multiplier deux expressions rationnelles et simplifier le résultat. Quel ordre d’opérations convient ?

Factoriser les deux expressions, inverser la seconde, puis simplifier les facteurs communs
Factoriser les numérateurs et les dénominateurs, simplifier les facteurs communs, puis établir les restrictions
Trouver un dénominateur commun, additionner les numérateurs, puis simplifier le résultat
Factoriser les numérateurs et les dénominateurs, établir les restrictions, puis simplifier les facteurs communs

Factoriser les numérateurs et les dénominateurs, établir les restrictions, puis simplifier les facteurs communs

Explication

Pour une multiplication, on factorise, on pose les restrictions, puis on simplifie les facteurs communs. Simplifier avant les restrictions risque de perdre des valeurs interdites; inverser le second facteur concerne la division, et le dénominateur commun concerne l’addition ou la soustraction.

17. Pour calculer x2−6x−40x2−100÷x2+6x+8x2+12x+20\frac{x^2-6x-40}{x^2-100}\div\frac{x^2+6x+8}{x^2+12x+20}, quelle étape doit suivre la factorisation et l’établissement des restrictions ?

Mettre les deux expressions sur un dénominateur commun, puis soustraire les numérateurs
Multiplier le dividende par le diviseur, puis simplifier les facteurs communs
Multiplier le dividende par l’inverse multiplicatif du diviseur, puis simplifier les facteurs communs
Multiplier le diviseur par son inverse, puis conserver le dividende inchangé

Multiplier le dividende par l’inverse multiplicatif du diviseur, puis simplifier les facteurs communs

Explication

Après factorisation et établissement des restrictions, une division d’expressions rationnelles se transforme en multiplication par l’inverse du diviseur, puis les facteurs communs sont simplifiés. La multiplication directe omet l’inversion; l’inverse du dividende ou une mise au dénominateur commun ne réalise pas la division.

18. Une expression est obtenue en soustrayant deux expressions rationnelles dont les dénominateurs factorisés sont x(x+2)x(x+2) et x+2x+2. Quelle démarche permet de réaliser correctement cette soustraction ?

Trouver le plus petit dénominateur commun, soustraire les dénominateurs, puis factoriser le numérateur obtenu
Multiplier les expressions, poser les restrictions, inverser la seconde fraction et simplifier le quotient
Soustraire les dénominateurs, poser les restrictions, réécrire les fractions sur le résultat et soustraire les numérateurs
Trouver le plus petit dénominateur commun, poser les restrictions, réécrire les fractions sur ce dénominateur, soustraire les numérateurs et simplifier si possible

Trouver le plus petit dénominateur commun, poser les restrictions, réécrire les fractions sur ce dénominateur, soustraire les numérateurs et simplifier si possible

Explication

La soustraction exige un dénominateur commun, les restrictions, la réécriture des fractions sur ce dénominateur, puis l’opération sur les numérateurs et une éventuelle simplification. Soustraire les dénominateurs confond les règles de calcul, tandis que l’inversion du diviseur appartient à la division.

19. Une équation du second degré possède deux solutions réelles. Que représentent ces solutions ?

Les valeurs de la variable qui ne vérifient pas l’équation
Les expressions dont le produit forme le polynôme
Les valeurs de la variable qui vérifient l’équation
Les nombres qui multiplient les termes de l’équation

Les valeurs de la variable qui vérifient l’équation

Explication

Une solution est une valeur de la variable qui vérifie l’équation. Les coefficients multiplient les termes, les facteurs composent le polynôme, et une valeur qui rend l’équation fausse n’est pas une solution.

20. Une équation est réécrite sous la forme (x−4)(2x+3)=0(x-4)(2x+3)=0. Quelle démarche permet d’en trouver les solutions par factorisation ?

Résoudre séparément x−4=0x-4=0 et 2x+3=02x+3=0
Chercher une valeur qui annule simultanément les deux facteurs
Résoudre séparément x−4=1x-4=1 et 2x+3=12x+3=1
Résoudre x−4+2x+3=0x-4+2x+3=0

Résoudre séparément $$x-4=0$$ et $$2x+3=0$$

Explication

Un produit est nul si l’un ou l’autre de ses facteurs est nul; il faut donc résoudre chacune des deux équations de facteur. Additionner les facteurs, les égaler à 1 ou exiger qu’ils s’annulent ensemble ne traduit pas la règle du produit nul.

21. Pour résoudre 2x2−3x−2=02x^2-3x-2=0 avec la formule quadratique, quelle expression donne les solutions ?

x=3±252x=\frac{3\pm\sqrt{25}}{2}
x=3±94x=\frac{3\pm\sqrt{9}}{4}
x=−3±254x=\frac{-3\pm\sqrt{25}}{4}
x=3±254x=\frac{3\pm\sqrt{25}}{4}

$$x=\frac{3\pm\sqrt{25}}{4}$$

Explication

Avec a=2a=2, b=−3b=-3 et c=−2c=-2, la formule donne x=3±(−3)2−4(2)(−2)4=3±254x=\frac{3\pm\sqrt{(-3)^2-4(2)(-2)}}{4}=\frac{3\pm\sqrt{25}}{4}. Le dénominateur est 2a=42a=4, le discriminant comprend 4ac4ac et le numérateur commence par −b=3-b=3.

22. Dans la formule quadratique, quel rôle joue le discriminant Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac ?

Il donne le numérateur sans le radical
Il représente le coefficient du terme linéaire
Il fixe le dénominateur de la formule
Il détermine le nombre de solutions réelles

Il détermine le nombre de solutions réelles

Explication

Le discriminant est l’expression sous le radical et sa valeur permet de déterminer le nombre de solutions réelles. Le dénominateur est 2a2a, le numérateur contient −b-b, et le coefficient linéaire est bb.

23. Pour une équation quadratique, un calcul donne b2−4ac=−9b^2-4ac=-9. Que peut-on conclure au sujet de ses solutions réelles ?

Elle a une solution réelle
Elle a deux solutions réelles
Elle a deux solutions réelles opposées
Elle n’a aucune solution réelle

Elle n’a aucune solution réelle

Explication

Lorsque b2−4ac<0b^2-4ac<0, l’équation quadratique n’a aucune solution réelle. Deux solutions réelles correspondent à un discriminant positif; le signe négatif ne produit ni une solution unique ni une paire de racines réelles opposées.

24. Lors d’une démonstration de la formule quadratique par complétion du carré, quelle suite d’étapes mène à l’expression des solutions ?

Mettre aa en évidence, compléter le carré, isoler le carré, prendre les racines avec ±\pm, puis isoler xx
Diviser par aa, mettre aa en évidence, compléter le carré, puis isoler xx
Isoler xx, mettre aa en évidence, compléter le carré, prendre les racines avec ±\pm
Mettre aa en évidence, compléter le carré, isoler le carré, prendre une seule racine, puis isoler xx

Mettre $$a$$ en évidence, compléter le carré, isoler le carré, prendre les racines avec $$\pm$$, puis isoler $$x$$

Explication

La démonstration met d’abord aa en évidence, complète le carré, puis isole le carré avant d’extraire les racines en conservant le signe ±\pm et d’isoler xx. Omettre ±\pm perd une branche de solutions; isoler xx ou diviser par aa avant la mise en évidence inverse l’ordre utile des opérations.

25. Pour résoudre 3x2−5x+2≤73x^2-5x+2\leq 7, quelle démarche permet de déterminer correctement l’ensemble des solutions ?

Valider l’inégalité avec une valeur, puis donner directement les racines de l’équation
Ramener à zéro, trouver les racines, puis choisir les intervalles sans tester de valeur
Ramener à zéro, résoudre l’équation associée, valider l’inégalité, puis donner les intervalles solutions
Résoudre l’équation associée, puis prendre ses racines comme ensemble de solutions

Ramener à zéro, résoudre l’équation associée, valider l’inégalité, puis donner les intervalles solutions

Explication

La résolution suit les étapes suivantes : comparer l’inéquation à zéro, résoudre l’équation associée, vérifier l’inégalité avec une ou plusieurs valeurs, puis indiquer les intervalles qui conviennent. Prendre les racines comme solutions confond équation et inéquation; omettre la validation ou le test des intervalles laisse la démarche incomplète.

26. Une élève doit résoudre x2+4x+24≥4x^2+4x+24\geq 4. Après avoir ramené l’inéquation à zéro, elle obtient x2+4x+20≥0x^2+4x+20\geq 0; quel ensemble de solutions doit-elle retenir ?

L’intervalle entre deux racines réelles
Les nombres réels situés à l’extérieur de deux racines réelles
Tous les nombres réels
Tous les nombres réels sauf les racines de l’équation

Tous les nombres réels

Explication

Le trinôme x2+4x+20x^2+4x+20 est positif pour tout réel, donc l’inégalité est vérifiée sur ]−∞;+∞[]-\infty;+\infty[. L’intervalle entre deux racines ou l’extérieur de ces racines supposent des racines réelles qui n’existent pas ici; exclure des racines ne convient pas non plus.

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Mémorisez les réponses avec 59 flashcards sur Polynômes et expressions rationnelles.

Comment développer le carré d’une somme ?

(a+b)2=a2+2ab+b2\left(a+b\right)^2=a^2+2ab+b^2

Comment développer le carré d’une différence ?

(a−b)2=a2−2ab+b2\left(a-b\right)^2=a^2-2ab+b^2

Comment développer le produit d’une somme et de sa différence ?

(a+b)(a−b)=a2−b2(a+b)(a-b)=a^2-b^2

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