QCM : Second degré — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle condition caractérise un polynôme du second degré écrit sous forme développée ?

Son coefficient constant est nécessairement positif
Son coefficient de x2x^2 est non nul
Ses trois coefficients doivent être différents de zéro
Son terme en xx doit être absent

Son coefficient de $$x^2$$ est non nul

Explication

Un trinôme s’écrit P(x)=ax2+bx+cP(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0, ce qui garantit la présence effective du degré deux. Le coefficient constant peut être nul et le terme en xx peut également manquer.

2. Laquelle des fonctions suivantes est un trinôme malgré l’absence de terme en xx ?

u(x)=4x+9u(x)=4x+9
v(x)=72xv(x)=7-\frac{2}{x}
h(x)=2x27+1xh(x)=2x^2-7+\frac1x
g(x)=3x2+9g(x)=-3x^2+9

$$g(x)=-3x^2+9$$

Explication

La fonction g(x)=3x2+9g(x)=-3x^2+9 possède un terme en x2x^2 de coefficient non nul et peut avoir un coefficient de xx égal à zéro. La présence de 1x\frac1x empêche en revanche hh d’être un polynôme du second degré.

3. Que signifie qu’un réel x1x_1 est une racine d’un polynôme PP ?

Il correspond au coefficient du terme en xx
Il apparaît comme facteur de l’expression de PP
Il vérifie P(x1)=0P(x_1)=0
Il rend le terme en x2x^2 égal à zéro

Il vérifie $$P(x_1)=0$$

Explication

Une racine est une valeur réelle qui annule le polynôme, donc qui vérifie P(x1)=0P(x_1)=0. Un facteur algébrique de l’expression n’est pas nécessairement une valeur de xx.

4. Si x1x_1 est une racine de P(x)=ax2+bx+cP(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0, quelle forme peut-on donner à sa factorisation ?

P(x)=x1(ax2+bx+c)P(x)=x_1(ax^2+bx+c)
P(x)=a(xx1)2+dP(x)=a(x-x_1)^2+d
P(x)=(x+x1)(ax+d)P(x)=(x+x_1)(ax+d)
P(x)=(xx1)(ax+d)P(x)=(x-x_1)(ax+d)

$$P(x)=(x-x_1)(ax+d)$$

Explication

Le facteur associé à la racine x1x_1 est xx1x-x_1, d’où la forme P(x)=(xx1)(ax+d)P(x)=(x-x_1)(ax+d). Écrire x+x1x+x_1 correspondrait à une racine x1-x_1, et non à x1x_1.

5. Un trinôme possède deux racines distinctes x1x_1 et x2x_2. Quelle est alors sa forme factorisée ?

P(x)=a(xx1)(xx2)P(x)=a(x-x_1)(x-x_2)
P(x)=(xx1)(xx2)+aP(x)=(x-x_1)(x-x_2)+a
P(x)=a(x+x1)(x+x2)P(x)=a(x+x_1)(x+x_2)
P(x)=a(xx1)2(xx2)P(x)=a(x-x_1)^2(x-x_2)

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

Explication

Deux racines distinctes fournissent les facteurs xx1x-x_1 et xx2x-x_2, tandis que le coefficient dominant reste aa. Les signes opposés dans les facteurs changeraient les valeurs des racines.

6. Pour un trinôme f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c ayant pour racines x1x_1 et x2x_2, quelles relations donnent leur somme et leur produit ?

x1+x2=bax_1+x_2=-\frac ba et x1x2=cax_1x_2=\frac ca
x1+x2=cax_1+x_2=-\frac ca et x1x2=bax_1x_2=\frac ba
x1+x2=cax_1+x_2=\frac ca et x1x2=bax_1x_2=-\frac ba
x1+x2=bax_1+x_2=\frac ba et x1x2=cax_1x_2=-\frac ca

$$x_1+x_2=-\frac ba$$ et $$x_1x_2=\frac ca$$

Explication

Les relations de Viète donnent la somme ba-\frac ba et le produit ca\frac ca. La confusion fréquente consiste à échanger ces deux expressions ou à oublier le signe négatif de la somme.

7. Pour f(x)=2x23x+1f(x)=2x^2-3x+1, quelle affirmation décrit correctement ses racines et sa forme factorisée ?

Les racines sont 11 et 12\frac12, et f(x)=2(x1)(x12)f(x)=2(x-1)(x-\frac12)
Les racines sont 1-1 et 12-\frac12, et f(x)=2(x+1)(x+12)f(x)=2(x+1)(x+\frac12)
Les racines sont 1-1 et 22, et f(x)=2(x+1)(x2)f(x)=2(x+1)(x-2)
Les racines sont 11 et 22, et f(x)=2(x1)(x2)f(x)=2(x-1)(x-2)

Les racines sont $$1$$ et $$\frac12$$, et $$f(x)=2(x-1)(x-\frac12)$$

Explication

On vérifie que f(1)=0f(1)=0, puis les relations entre les racines donnent l’autre valeur 12\frac12, d’où la factorisation indiquée. Les signes des facteurs doivent être choisis pour annuler le polynôme en 11 et en 12\frac12.

8. Quelle écriture représente la forme canonique d’un trinôme du second degré P(x)=ax2+bx+cP(x)=ax^2+bx+c ?

P(x)=a(xβ)2+αP(x)=a(x-\beta)^2+\alpha
P(x)=α(xa)2+βP(x)=\alpha(x-a)^2+\beta
P(x)=a(x+α)2βP(x)=a(x+\alpha)^2-\beta
P(x)=a(xα)2+βP(x)=a(x-\alpha)^2+\beta

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

Explication

La forme canonique s’écrit P(x)=a(xα)2+βP(x)=a(x-\alpha)^2+\beta, avec les paramètres du sommet. Les coefficients aa, bb et cc appartiennent à la forme développée et ne remplacent pas directement α\alpha et β\beta.

9. Pour mettre f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c sous forme canonique, comment détermine-t-on les deux paramètres ?

On calcule α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a} puis β=f(α)\beta=f(\alpha).
On calcule α=c2a\alpha=-\frac{c}{2a} puis β=f(α)\beta=f(\alpha).
On calcule α=b2a\alpha=\frac{b}{2a} puis β=f(α)\beta=f(-\alpha).
On calcule α=f(b2a)\alpha=f\left(-\frac{b}{2a}\right) puis β=b2a\beta=-\frac{b}{2a}.

On calcule $$\alpha=-\frac{b}{2a}$$ puis $$\beta=f(\alpha)$$.

Explication

Le calcul commence par α=b2a\alpha=-\frac{b}{2a}, puis la valeur β\beta est obtenue en évaluant la fonction en α\alpha. La confusion fréquente consiste à attribuer à β\beta la formule utilisée pour calculer α\alpha.

10. Laquelle des équations suivantes est une équation du second degré à une inconnue ?

2x3+x1=02x^3+x-1=0
3x25x+2=03x^2-5x+2=0
5x2+3=05x^2+3=0 avec un coefficient dominant nul
4x7=04x-7=0

$$3x^2-5x+2=0$$

Explication

Une équation du second degré possède la forme ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 avec des coefficients réels fixés et a0a\ne0. Une équation linéaire ne contient pas de terme en x2x^2, tandis qu’un degré supérieur à deux ne relève pas de cette définition.

11. Quelle expression définit le discriminant du trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

Δ=b24ac\Delta=b^2-4ac
Δ=4acb2\Delta=4ac-b^2
Δ=b2a\Delta=-\frac{b}{2a}
Δ=b2+4ac\Delta=b^2+4ac

$$\Delta=b^2-4ac$$

Explication

Le discriminant est le nombre Δ=b24ac\Delta=b^2-4ac, calculé à partir des trois coefficients du trinôme. L’expression b2a-\frac{b}{2a} correspond à la valeur de α\alpha dans la forme canonique, et non au discriminant.

12. Quel est le nombre de solutions réelles de 2x2+3x+5=02x^2+3x+5=0 ?

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

Aucune solution réelle

Explication

Pour cette équation, Δ=324×2×5=31<0\Delta=3^2-4\times2\times5=-31<0, donc elle n’a aucune solution dans R\mathbb{R}. Une valeur de discriminant nulle donnerait une solution réelle unique, tandis qu’un discriminant positif en donnerait deux.

13. Si le discriminant d’une équation ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 est nul, quelle expression donne son unique solution réelle ?

x0=bΔ2ax_0=\frac{-b-\sqrt\Delta}{2a} et x0=b+Δ2ax_0=\frac{-b+\sqrt\Delta}{2a}
x0=c2a=βx_0=-\frac{c}{2a}=\beta
x0=b2a=αx_0=-\frac{b}{2a}=\alpha
x0=b2a=αx_0=\frac{b}{2a}=\alpha

$$x_0=-\frac{b}{2a}=\alpha$$

Explication

Lorsque Δ=0\Delta=0, les deux solutions se confondent et l’unique solution vaut x0=α=b2ax_0=\alpha=-\frac{b}{2a}. Les deux expressions contenant Δ\sqrt\Delta décrivent la situation générale du discriminant positif, tandis que β\beta est la valeur de la forme canonique.

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Qu'est-ce qu'un polynôme du second degré ?

C'est une fonction P(x)=ax2+bx+cP(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0.

Quelle condition doit satisfaire le coefficient aa dans un polynôme du second degré ?

Le coefficient aa doit être différent de zéro.

Les fonctions f(x)=3x2+2x1f(x)=3x^2+2x-1 et g(x)=3x2+9g(x)=-3x^2+9 sont-elles des trinômes ?

Oui, elles sont des trinômes.

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