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Maths (Spé) — Algèbre

Polynômes du second degré

Discriminant, racines, signe, forme canonique, factorisation

Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub

Cours de spé Maths. Même notion dans une autre matière : Second degré — maths du tronc commun

Résumé

Un polynôme du second degré est une fonction de la forme $f(x) = ax^2 + bx + c$ avec $a \neq 0$. Sa courbe est une parabole ouverte vers le haut si $a > 0$, vers le bas si $a < 0$. La forme canonique $f(x) = a(x - \alpha)^2 + \beta$ révèle le sommet $S(\alpha\,;\beta)$ de la parabole, avec $\alpha = -\dfrac{b}{2a}$ et $\beta = f(\alpha)$. Le discriminant $\Delta = b^2 - 4ac$ détermine le nombre de racines réelles : si $\Delta > 0$, deux racines distinctes $x_1 = \dfrac{-b - \sqrt{\Delta}}{2a}$ et $x_2 = \dfrac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a}$ ; si $\Delta = 0$, une racine double $x_0 = -\dfrac{b}{2a}$ ; si $\Delta < 0$, aucune racine réelle. La factorisation dépend du signe de $\Delta$ : si $\Delta > 0$, $f(x) = a(x - x_1)(x - x_2)$ ; si $\Delta = 0$, $f(x) = a(x - x_0)^2$. Le signe du trinôme se déduit du signe de $a$ et des racines : si $\Delta > 0$, le trinôme est du signe de $a$ à l'extérieur des racines et du signe opposé entre les racines. Ces résultats sont fondamentaux pour résoudre les inéquations, optimiser des fonctions et modéliser des situations concrètes (trajectoires, aires, profits).

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Questions fréquentes

Les points clés à retenir sur Polynômes du second degré, extraits du quiz de révision.

Le discriminant de $x^2 - 3x + 2 = 0$ vaut :
Réponse :
$1$
$\Delta = (-3)^2 - 4(1)(2) = 9 - 8 = 1$.
Les racines de $x^2 - 5x + 6 = 0$ sont :
Réponse :
$2$ et $3$
$\Delta = 25 - 24 = 1$. $x_1 = \dfrac{5-1}{2} = 2$, $x_2 = \dfrac{5+1}{2} = 3$.
Si $\Delta < 0$ et $a > 0$, alors $f(x)$ est :
Réponse :
Toujours positif
Si $\Delta < 0$, pas de racines : le trinôme garde le signe de $a$, donc strictement positif pour tout $x$.
Le sommet de $f(x) = -x^2 + 4x - 1$ est :
Réponse :
$(2\,;3)$
$\alpha = \dfrac{-4}{2\times(-1)} = 2$. $\beta = f(2) = -4 + 8 - 1 = 3$. Sommet $S(2\,;3)$.
La forme factorisée de $2x^2 - 8x + 6$ est :
Réponse :
$2(x-1)(x-3)$
$\Delta = 64 - 48 = 16$. $x_1 = \dfrac{8-4}{4} = 1$, $x_2 = \dfrac{8+4}{4} = 3$. Donc $f(x) = 2(x-1)(x-3)$.
$x^2 + 2x + 1 = 0$ a :
Réponse :
Une racine double
$\Delta = 4 - 4 = 0$, donc une racine double $x_0 = -\dfrac{2}{2} = -1$. On a $(x+1)^2 = 0$.
L'ensemble des solutions de $x^2 - 9 < 0$ est :
Réponse :
$]-3\,;3[$
Racines : $-3$ et $3$. Comme $a = 1 > 0$, le trinôme est négatif entre les racines : $]-3\,;3[$.
La somme des racines de $3x^2 - 12x + 7 = 0$ vaut :
Réponse :
$4$
Somme $= -\dfrac{b}{a} = -\dfrac{-12}{3} = 4$. Pas besoin de calculer $\Delta$ ni les racines individuellement.
La parabole de $f(x) = -2x^2 + 3$ est ouverte vers :
Réponse :
Le bas
$a = -2 < 0$, donc la parabole est ouverte vers le bas.
Le produit des racines de $2x^2 + 5x - 3 = 0$ vaut :
Réponse :
$-\dfrac{3}{2}$
Produit $= \dfrac{c}{a} = -\dfrac{3}{2}$. C'est une relation de Viète : pour $ax^2 + bx + c = 0$, le produit des racines est $\dfrac{c}{a}$.