Le second degré .

Auteur: Daniel GENELLE                              (Optimisé pour Mozilla Firefox.)  

Pour pouvoir lire les mots de vocabulaire cachés (fond jaune), il suffit de passer la souris sur le mot.

I) Les fonctions polynômes (Rappels) :
1) Développer, factoriser :
Exercice : Développer et réduire les expressions suivantes.
Exercice : Factoriser
2) Les fonctions polynômes :
Exercice :
II) Les fonctions polynômes du second degré :
1) Activité :
2) Activité
3) Représentation graphique d’une fonction polynôme du second degré :
III) Équation du second degré :
1) Résoudre une équation du second degré : Étude graphique.
2) Résoudre une équation du second degré : Étude algébrique.
3) Exercices :
4) Signe du polynôme ax2 + bx + c :
4.1) Exercice :
4.2) Exercice :
IV) Problèmes :
1) Vente de bijoux :
2) Restauration collective :
3) Contrôler la qualité :



On rappelle qu’un nombre suivi d’une lettre, un nombre suivi d’une parenthèse ou une lettre suivi d’une autre lettre n’accordent qu’une seule opération entre-eux, il s’agit d’une multiplication. (Exemple : 2a signifie 2 multiplié par a).

I) Les fonctions polynômes (Rappels) :

1) Développer, factoriser :

Rappels : Pour tout réels a, b et c a( b + c) = ab + ac

On dit que l’on développe lorsque l’on passe de a( b + c) à ab + ac
On dit que l’on factorise lorsque l’on passe de ab + ac à a( b + c)

Exemples :
Développer 3(2a – 3b + 4c) Afin de bien comprendre le mécanisme du développement, on affecte des couleurs aux termes.

3(2a – 3b + 4c) = (3)(2a) + (3)(-3b) + (3)(4c) = 6a - 9b + 12c

Développer (2x + 3)(x – 4) Afin de bien comprendre le mécanisme du développement, on affecte des couleurs aux termes.

(2x + 3)(x – 4) = (2x)(x) + (2x)(-4) + (3)(x) + (3)(-4) = 2x2 – 8x + 3x –12

Dans cet exemple, le calcul n’est pas terminé. Il faut rassembler les termes semblables, on dit qu’on les réduit.

(2x + 3)(x – 4) = 2x2 – 8x + 3x –12 = 2x2 – 5x – 12

Factoriser: 5x2 + x

Factoriser, c’est chercher un terme commun aux deux membres, dans ce cas le terme commun est   x  .

5x2 + x = x(5x + 1)

Exercice : Développer et réduire les expressions suivantes.

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Développer une expression en utilisant la distributivité (Pour les débutants) ( 7 min 45 ) m@aths et ticques

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Développer une expression en utilisant la double distributivité (1) ( 8 min 39 ) m@aths et ticques

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Développer une expression en utilisant la double distributivité (2) ( 8 min 21 ) m@aths et ticques

Développer et réduire: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

5(2a – 3) =           3(3a + 1) =   


Développer et réduire : On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule. Les fractions doivent être simplifiées.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

 3
━━━
2
(
 a
━━━
3
+
 1
━━━
3
) =
 
━━━
  
 
━━━
      
 2
━━━
5
(10a - 15) =   


Développer et réduire: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule, il faudra également écrire x et non 1x.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

3x(x – 2) =           x(2x + 1) =   


Développer et réduire: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule, il faudra également écrire x et non 1x.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

a(2a – 3) =           3a(-2a + 5) =   


Développer et réduire: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule, il faudra également écrire x et non 1x.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

On oubliera pas de réduire les expressions.

(x + 1)(x + 2) =              (3x + 2)(2x – 1) =      


Développer et réduire: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule, il faudra également écrire x et non 1x.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

On oubliera pas de réduire les expressions.

(-x + 3)(x – 1) =              (7x – 2)(1 – x) =      


Développer et réduire: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

On oubliera pas de réduire les expressions. On écrira sous la forme
 a
━━━
b
x2, il faudra également écrire x et non 1x.


(
 1
━━━
4
x - 2)(
 1
━━━
4
x – 7) =
 
━━━
  
 
━━━
  


(3x - 1)(
 1
━━━
3
x + 4) =   
 
━━━
  


Exercice : Factoriser

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Factoriser avec un facteur commun (7 min 42) m@ths et ticques

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Factoriser avec un facteur commun (expert) (8 min 18) m@ths et ticques

Il faut chercher le plus grand terme (nombre ou/et lettre) commun que l’on pourrait multiplier à chaque fois dans chacun des termes. On vérifie le résultat en redéveloppant l’expression.

Factoriser On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

4a + 4b = (    )       3a + 12b = (    )


Factoriser On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

2a - 6b + 8c = (       )       x2 + 2x = (    )


Factoriser On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

8x + x2 = (    )       x2 + 5x = (    )


Factoriser On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

3x2 - 7x3 = (    )       6ax2 - 12a2x = (    )


2) Les fonctions polynômes :

A(x) = 2x – 3 ; B(x) = 3x2 – 4x + 7 ; C(x) = 6x3 – 1 et D(x) = 4x4 + 3x3 – 2x –5 sont des polynômes.

Un polynôme est caractérisé par :
- La lettre x qui représente un nombre réel
- Son degré qui est le plus grand exposant de x

A(x) est de degré  1  ; B(x) est de degré  2  ; C(x) est de degré  3  et D(x) est de degré  4 .
Pour définir le degré d’un polynôme, on dira que C(x) est du troisième degré.

On peut calculer la valeur d’un polynôme en écrivant par exemple B(2). B(2) est la valeur du polynôme pour x = 2.

Afin de bien comprendre le mécanisme de calcul, on affecte des couleurs aux termes. On reprend l’expression de B(x) donnée précédemment.

B(2) = 3(2)2 – 4(2) + 7 = 12 – 8 + 7 = 11

On pourrait également mettre la fonction dans la calculatrice et demandé un tableau de valeurs commençant par 2 comme nous savons le faire.


On peut additionner des polynômes. Calculons C(x) + D(x)

C(x) + D(x) = 6x3 – 1 + 4x4 + 3x3 – 2x –5 = 4x4 + 6x3 + 3x3 – 2x – 1 – 5 = 4x4 + 9x3 – 2x – 6.

On peut multiplier des polynômes. Calculons A(x).B(x) ( On utilisera la distributivité de la multiplication par rapport à l’addition ).

Mettre un point entre deux expressions signifie également multiplier.

A(x).B(x) = (2x – 3)(6x3 – 1) = 12x4 – 2x – 18x3 + 3 = 12x4 – 18x3 – 2x + 3

Lorsque l’on multiplie un polynôme de degré b par un polynôme de degré c, on obtient un polynôme de degré  bc .

Le rapport de deux polynômes
 A(x)
━━━
B(x)
est une fraction rationnelle. Parfois, il est possible de simplifier des fractions rationnelles.

E(x) =
 x2 - 2x
━━━━━━
x2 + 2x
=
 x(x - 2)
━━━━━━
x(x + 2)
=
 (x - 2)
━━━━━━
(x + 2)
(pour x ≠ 0)

Exercice:

On donne les polynômes A(x) = 4x2 – 3x + 5 ; B(x) = -x2 + 6x – 7 et C(x) = 3x2 – 3x – 9

Calculer: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule, il faudra également écrire x et non 1x.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

A(x) + B(x) + C(x) =           A(x) – B(x) + C(x) =      


Calculer: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule, il faudra également écrire x et non 1x.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

-A(x) + B(x) - C(x) =              2A(x) + B(x) - C(x) =      


Calculer: On mettra les opérateurs + ou - dans les cases vertes et les puissances dans les cases rouges, on ne reporte ici que le résultat, les lettres sont obligatoirement en minuscule, il faudra également écrire x et non 1x.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

-3A(x) + 2B(x) + C(x) =      


A(x).B(x) =            


II) Les fonctions polynômes du second degré :

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Etudier les variations de la fonction carrée (6 min 56) m@ths et ticques

1) Activité :

Soit la fonction f définie sur [-2 ; 7] par f(x) = x2 – 5x + 2.

Compléter le tableau de valeurs suivant, puis répondre aux questions.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

   x       -2       -1       0       1       2,5       5       7   
   f(x)   


b) Tracer la courbe P sur l’écran de la calculatrice. La parabole P est-elle tournée vers le haut ou vers le bas ?

La parabole P est tournée vers le .

c) Quelle est l’abscisse du sommet de P ? Attention on appelle sommet le point le plus haut lorsque la parabole est tournée vers le bas, et le point le plus bas lorsque la parabole est tournée vers le haut.
L'abscisse du sommet de la parabole est x = .

Compléter le tableau de variation de f, puis répondre aux questions.On dispose les flèches par glisser, déposer...
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci. Un bouton rouge apparait sous les cases contenant des signes faux...

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo :Dresser un tableau de variation (7 min 51) m@ths et ticques

  x                                  
       
  f(x)    
 
 
   

fc.JPG     fd.JPG


e) Quelles sont les coordonnées du sommet de P ? Les coordonnées s’écrivent sous la forme (abscisse ; ordonnée).
Les coordonnées du sommet sont : ( ; ).

f) Quelle est la valeur du minimum de f ? Il s’agit de la valeur qui correspond à une ordonnée.
Le minimum est .

2) Activité

Soit f la fonction définie sur [-2 ; 4] par f(x) = -2x2 + 4x + 3

a) Compléter le tableau de valeurs suivant, puis répondre aux questions.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

   x       -2       -1       0       1       2       3       4   
   f(x)   


b) Tracer la courbe P sur l’écran de la calculatrice. La parabole P est-elle tournée vers le haut ou vers le bas ?

La parabole P est tournée vers le .

c) Compléter le tableau de variation de f, puis répondre aux questions.On dispose les flèches par glisser, déposer...
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci. Un bouton rouge apparait sous les cases contenant des signes faux...

  x                                  
       
  f(x)    
 
 
   

fc.JPG     fd.JPG


d) Quelles sont les coordonnées du sommet de P ? Les coordonnées s’écrivent sous la forme (abscisse ; ordonnée).
Les coordonnées du sommet sont : ( ; ).

3) Représentation graphique d’une fonction polynôme du second degré :

La représentation graphique d’une fonction polynôme du second degré est une parabole d’équation y = ax2 + bx + c.

En reprenant les fonctions des activités 1 et 2, identifier les lettres a et b et calculer le rapport
 -b
━━━
2a
, puis répondre aux questions
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Pour f(x) = x2 – 5x + 2     a =     b =    
 -b
━━━
2a
=

Pour f(x) = -2x2 + 4x + 3     a =     b =    
 -b
━━━
2a
=


Comparer vos résultats avec les abscisses des sommets des deux paraboles. Conclusion :

Les abscisses des sommets donnés par les rapports
 -b
━━━
2a
aux résultats trouvés précédemment.

Pour chacune des paraboles précédentes, déterminer le signe de a et indiquer si la courbe est tournée vers le haut ou le bas. Conclusion :

Pour la première parabole, a est , la parabole est tournée vers .

Pour la première parabole, a est , la parabole est tournée vers .

La parabole est tournée vers le haut lorsque a > 0 et vers le bas lorsque a < 0. Le sommet S de la parabole est le point dont l’ordonnée est le minimum de la fonction polynôme lorsque a > 0 ou le maximum de la fonction polynôme lorsque a < 0.
L’abscisse du sommet S est
 -b
━━━
2a
.

Un moyen mnémotechnique pour se souvenir que lorsque a > 0, la parabole est tournée vers le haut et inversement. Il suffit de prendre les émoticons. Lorsque quelque chose est positif, on sourit , la parabole est tournée vers le haut. Lorsque quelque chose est négatif, on sourit à l’envers ☹ la parabole est tournée vers le bas. On aura toujours la valeur d’un sommet en utilisant
 -b
━━━
2a
.


Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo :Déterminer l’extremum d’une fonction du second degré (6 min 09) m@ths et ticques

III) Équation du second degré :

1) Résoudre une équation du second degré : Étude graphique.

Avec un traceur de courbes, on a réalisé la représentation graphique de trois fonctions du second degré dans un repère orthogonal.
En utilisant les graphiques, résoudre les équations :
Résoudre une équation graphiquement, c’est trouver les valeurs de x (abscisses) pour lesquelles la courbe admet des points d’intersection avec l’axe des abscisses.

En utilisant les graphiques, résoudre les équations :Ecrire les solutions dans l'ordre croissant.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Ex3_1.JPG x2 - 4x + 3 = 0

x = et x =

S = { ; }
Ex3_2.JPG 0,5x2 - x + 0,5 = 0

x =

S = { }
Ex3_3.JPG 0,5x2 - x + 0,5 = 0

Il n'y a pas de solution.

S =

2) Résoudre une équation du second degré : Étude algébrique.

Les équations précédentes sont de la forme ax2 + bx + c = 0 ; pour chacune d’elles vous identifierez les valeurs a, b et c.
On note Δ (lire delta) le nombre défini par : Δ = b2 – 4ac    Δ Ce nombre est appelé discriminant .
Compléter le tableau suivant et compléter le texte.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Équations Valeurs de Valeur de Δ Signe de Δ Nombre de solutions
 a   b   c 
x2 - 4x + 3 = 0
0,5x2 – x + 0,5 = 0
2x2 – 1,5x + 2 = 0


a) Quel lien peut-on observer entre le signe de Δ et le nombre de solutions de l’équation ?

Lorsque Δ est , l’équation admet 2 solutions, lorsque Δ est , l’équation admet 1 solution et lorsque Δ est , l’équation n’admet pas de solution.

b) En utilisant les formules générales données ci-dessous, retrouver pour chaque équation les résultats obtenus à l’étude graphique.

Formules générales de résolution

Si Δ > 0, deux solutions x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
et x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a

x1 et x2 sont les racines du polynôme.

Si Δ > 0, une solution dite solution double x =
 -b
━━━
2a
.

Si Δ < 0, Pas de solution.


Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Résoudre une équation du second degré (1) (5 min 51) m@ths et ticques

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Résoudre une équation du second degré (2) (3 min 48) m@ths et ticques

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Résoudre une équation du second degré (3) (2 min 13) m@ths et ticques

Résoudre les équations suivantes pour retrouver les valeurs précédentes. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

x2 - 4x + 3 = 0

Δ = b2 – 4ac =    x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.



0,5x2 - x + 0,5 = 0

Δ = b2 – 4ac =    x =
 -b
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=

S = {}



2x2 - 1,5x + 2 = 0

Δ = b2 – 4ac =

Il n'y a pas de solution.

3) Exercices :

3.1) Résoudre les équations proposées en utilisant la formule du discriminant Δ.

Résoudre les équations suivantes en utilisant la formule du discriminant. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

a) x2 - 7x + 10 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.



b) x2 + 8x + 7 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.



Résoudre les équations suivantes en utilisant la formule du discriminant. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

c) x2 - 10x + 16 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.



d) 9x2 - 12x + 16 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.



Résoudre les équations suivantes en utilisant la formule du discriminant. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

e) x2 = - 3x - 2

x2 = - 3x - 2 <=> x2       = 0 (Mettre les opérateurs dans les cases vertes.)

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.



f) x2 + 1,5x = 1

x2 + 1,5x = 1 <=> x2       = 0 (Mettre les opérateurs dans les cases vertes.)

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.



3.2) On donne un tracé de la parabole représentative d’une fonction polynôme du second degré de la forme f(x) = ax2 + bx + c (a ≠ 0). Pour chaque cas, déterminer graphiquement :
a) le signe du coefficient a.
b) le nombre de solution de l’équation f(x) = 0 et le signe du discriminant Δ.
c) Les solutions éventuelle de l’équation f(x) = 0.

On donne un tracé de la parabole représentative d’une fonction polynôme du second degré de la forme f(x) = ax2 + bx + c (a ≠ 0). Pour chaque cas, déterminer graphiquement :
a) le signe du coefficient a.
b) le nombre de solution de l’équation f(x) = 0 et le signe du discriminant Δ.
c) Les solutions éventuelle de l’équation f(x) = 0.
Lorsqu'il n'y a pas de solution, ne rien écrire pour x1 et x2.
Lorsqu'il y une solution, écrire cette solution à x1.
Lorsque qu'il y a deux solutions, écrire x1 et x2 tel que x1 < x2.

              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Ex3_21.JPG a est

f(x) = 0 admet solution(s).

Δ est

x1 =

x2 =

Ex3_22.JPG a est

f(x) = 0 admet solution(s).

Δ est

x1 =

x2 =

Ex3_23.JPG a est

f(x) = 0 admet solution(s).

Δ est

x1 =

x2 =

4) Signe du polynôme ax2 + bx + c :

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Déterminer graphiquement le signe d’une fonction (7 min 02) m@ths et ticques

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Déterminer graphiquement le signe d’une fonction du second degré à l’aide du discriminant (1) (6 min 36) m@ths et ticques

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Déterminer graphiquement le signe d’une fonction du second degré à l’aide du discriminant (2) (5 min 08) m@ths et ticques

On donne un tracé de la parabole représentative d’une fonction polynôme f définie sur un intervalle [a ; b]. Dans chacun des cas : Compléter le tableau de signes de f en précisant les valeurs de changement de signe. On dispose les signes de f(x) par glisser, déposer...
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci. Un bouton rouge apparait sous les cases contenant des signes faux...

Exemple:    On reporte en x les bornes de l'ensemble de définition (attention, il s'agit bien des bornes et non pas des limites visuelles de la courbe), ainsi que les valeurs de x pour lesquelles la fonction est nulle. On déplace alors les signes de f(x) à leur emplacement.

f est définie sur [-4 ; 4] par f(x) = -x2 - 3x - 2

Exo8_4.JPG
   x     -4     -2    -1     4 
   f(x)       Moins.JPG Nulle.JPG Plus.JPG Nulle.JPG Moins.JPG   


f est définie sur [-3 ; -0,5] par f(x) = -2x2 - 7x - 6

Ex4_1.JPG

   x            
   f(x)      
  


Plus.JPG     Nulle.JPG     Moins.JPG


f est définie sur [-4 ; 1] par f(x) = x2 + 3x +2

Ex4_2.JPG

   x            
   f(x)      
  


Plus.JPG     Nulle.JPG     Moins.JPG


f est définie sur [1 ; 9] par f(x) = x2 - 10x + 25

Ex4_3.JPG

   x         
   f(x)      
  


Plus.JPG     Nulle.JPG     Moins.JPG


f est définie sur [-3 ; 0] par f(x) = -2x2 - 6x + 4.5

Ex4_4.JPG

   x         
   f(x)      
  


Plus.JPG     Nulle.JPG     Moins.JPG


Signe du polynôme ax2 + bx + c
Deux cas sont possibles:


4.1) Exercice :

Conseil: Regarde la vidéo ci-dessous.
Vidéo : Résoudre une inéquation en étudiant le signe d’une fonction du second degré (6 min 09) m@ths et ticques

4.1) Exercice : Résoudre l’inéquation f(x) > 0 :

Cela signifie que si Δ > 0, l’équation ax2 + bx + c = 0 admet deux solutions distinctes x1 et x2. Lorsque l’on veut résoudre f(x) > 0, on regarde le signe de a (qui est le nombre qui multiplie x2).
Si a > 0 le polynôme est du signe de a à l’extérieur des racines et donc positif à l’extérieur des racines. La solution correspondra à ] -∞ ; x1[ ∪ ]x2 ; +∞[. On remarquera que l’on ne prend pas les valeurs x1 et x2 dans la solution car on cherche un ensemble de solutions strictement positif (qui n'est pas égal à 0).

Sol1.JPG

Si a < 0 le polynôme est du signe de a à l’extérieur des racines et donc négatif à l’extérieur des racines et positif à l’intérieur. La solution correspondra à ]x1 ; x2[.


Sol2.JPG


a) f(x) = -x2 + 2x – 9     On veut résoudre -x2 + 2x – 9 > 0. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant. Pour écrire ] il faut taper AltGr et ° et pour écrire [ il faut taper AltGr et 5.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Dire s'il y a des solutions ou non, s'il n'y pas de solution, passer à l'exercice suivant. Sil y en a, compléter l'ensemble des solutions de la manière suivante:
On écrira inf (en minuscule) pour ∞. On rappelle que lorsqu'une borne correspond à l'infini, le crochet doit être ouvert.
On mettra les crochets dans les cases vertes. Voici différents types de solutions que l'on pourrait avoir:
Solutions.JPG

-x2 + 2x – 9 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.


-x2 + 2x – 9 > 0

S = ; U ; .


b) f(x) = x2 + 4x + 3     On veut résoudre x2 + 4x + 3 > 0. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Dire s'il y a des solutions ou non, s'il n'y pas de solution, passer à l'exercice suivant. Sil y en a, compléter l'ensemble des solutions de la manière suivante:
On écrira inf (en minuscule) pour ∞. On rappelle que lorsqu'une borne correspond à l'infini, le crochet doit être ouvert.
On mettra les crochets dans les cases vertes. Voici différents types de solutions que l'on pourrait avoir:
Solutions.JPG

x2 + 4x + 3 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.


x2 + 4x + 3 > 0

S = ; U ; .


c) f(x) = -x2 - 9x + 10     On veut résoudre -x2 - 9x + 10 > 0. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Dire s'il y a des solutions ou non, s'il n'y pas de solution, passer à l'exercice suivant. Sil y en a, compléter l'ensemble des solutions de la manière suivante:
On écrira inf (en minuscule) pour ∞. On rappelle que lorsqu'une borne correspond à l'infini, le crochet doit être ouvert.
On mettra les crochets dans les cases vertes. Voici différents types de solutions que l'on pourrait avoir:
Solutions.JPG

-x2 - 9x + 10 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.


-x2 - 9x + 10 > 0

S = ; U ; .


4.2) Exercice :

4.2) Exercice : Résoudre l’inéquation f(x) ≥ 0 :

a) f(x) = -10x2 + 3x – 1     On veut résoudre -10x2 + 3x – 1 ≥ 0. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant. Pour écrire ] il faut taper AltGr et ° et pour écrire [ il faut taper AltGr et 5.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Dire s'il y a des solutions ou non, s'il n'y pas de solution, passer à l'exercice suivant. Sil y en a, compléter l'ensemble des solutions de la manière suivante:
On écrira inf (en minuscule) pour ∞. On rappelle que lorsqu'une borne correspond à l'infini, le crochet doit être ouvert.
On mettra les crochets dans les cases vertes. Voici différents types de solutions que l'on pourrait avoir:
Solutions.JPG

-10x2 + 3x – 1 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.


-10x2 + 3x – 1 ≥ 0

S = ; U ; .


b) f(x) = -x2 + 14x – 49     On veut résoudre -x2 + 14x – 49 ≥ 0. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant. Pour écrire ] il faut taper AltGr et ° et pour écrire [ il faut taper AltGr et 5.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Dire s'il y a des solutions ou non, s'il n'y pas de solution, passer à l'exercice suivant. Sil y en a, compléter l'ensemble des solutions de la manière suivante:
On écrira inf (en minuscule) pour ∞. On rappelle que lorsqu'une borne correspond à l'infini, le crochet doit être ouvert.
On mettra les crochets dans les cases vertes. Voici différents types de solutions que l'on pourrait avoir:
Solutions.JPG

-x2 + 14x – 49 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.


-x2 + 14x – 49 ≥ 0

S = ; U ; .


c) f(x) = x2 - 2x + 1     On veut résoudre x2 - 2x + 1 ≥ 0. Lorsqu'il y a 2 solutions, on remplit l'ensemble des cases. Lorsqu'il n'y a qu'une solution, on ne remplit que x1 et lorsqu'il n'y a pas de solution, on écrit rien dans la partie solution. Ecrire les solutions dans l'ordre croissant. Pour écrire ] il faut taper AltGr et ° et pour écrire [ il faut taper AltGr et 5.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Dire s'il y a des solutions ou non, s'il n'y pas de solution, passer à l'exercice suivant. Sil y en a, compléter l'ensemble des solutions de la manière suivante:
On écrira inf (en minuscule) pour ∞. On rappelle que lorsqu'une borne correspond à l'infini, le crochet doit être ouvert.
On mettra les crochets dans les cases vertes. Voici différents types de solutions que l'on pourrait avoir:
Solutions.JPG

x2 - 2x + 1 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.


x2 - 2x + 1 ≥ 0

S = ; U ; .


IV) Problèmes :

1) Vente de bijoux :

Une jeune créatrice fabrique des bijoux fantaisies et vend toute sa production. Le bénéfice total obtenu par la vente de n bijoux est, en euros, B(n) = -0,5n2 + 50n – 450. Répondre aux questions.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

a) Calculer le bénéfice rapporté par la fabrication et la vente de :

- 20 bijoux:   B() = €.
- 60 bijoux:   B() = €.


b) Résoudre par le calcul l’équation : -0,5x2 + 50x – 450 = 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.


c) Donner le signe du coefficient de x2 dans l’expression précédente et en déduire l’intervalle de x pour lequel la créatrice fait un bénéfice. Pour écrire ] il faut taper AltGr et ° et pour écrire [ il faut taper AltGr et 5.

a est . L’entreprise fait un bénéfice si B(n) est .

L’intervalle de x pour lequel la créatrice fait un bénéfice est ; U ; .


d) Indiquer pour combien de bijoux fabriqués et vendus la jeune créatrice fait un bénéfice maximum. Quel est ce bénéfice ?

Nombre de bijoux x =
 -b
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
= bijoux.

Bénéfice = B() = €.

2) Restauration collective :

La société de restauration collective « Saveurs du monde » prépare et commercialise des repas cuisinés. Les contraintes de production imposent la préparation de 300 à 800 repas par jour. Répondre aux questions.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

a) Le coût de production C (en €) varie en fonction du nombre n de repas vendus par jour. Ce coût de production est donné par la relation C = - 0,005n2 + 10n + 1 200. Calculer le coût de production pour 500 repas vendus par jour.

Le coût de production pour 500 repas vendus par jour est C() = €.

b) On suppose que le prix de vente V (en €) de n repas vendus par jour est donné par la relation V = 6n + 1 800 où n appartient à l’intervalle [300 ; 800]. Calculer le prix de vente pour 500 repas vendus.

Le prix de vente pour 500 repas vendus est V() = €.

c) On considère les fonctions f et g définies sur l’intervalle [300 ; 800] par f(x) = - 0,005x2 + 10x + 1 200 et g(x) = 6x + 1 800.
Résoudre algébriquement l’équation g(x) > f(x). En déduire à partir de combien de repas l’entreprise fait-elle un bénéfice ? On mettra les exposants dans les cases rouges et les opérateurs dans les cases vertes.

g(x) > f(x) <=>       > 0

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.

L’entreprise fait un bénéfice au delà de repas. (Penser au domaine de définition.)

3) Contrôler la qualité :

Un laboratoire étudie l’évolution de bactéries dans le jus d’orange non pasteurisé. À un instant tM que l’on devra déterminer, on introduit une molécule capable de stopper la progression des bactéries. L’objectif est de savoir quand les bactéries seront entièrement détruites. Pour cela, on dénombre les bactéries avant et après l’introduction de la molécule. Répondre aux questions.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Le nombre N de bactéries à l’instant t (en minutes) est donné par N = - 5t2 + 130t + 600 où t est compris entre 0 et 30 min.

a) Calculer le nombre de bactéries à l’instant t = 0, puis à l’instant t = 10 min.

t = 0      N() = bactéries
t = 10      N() = bactéries

b) On considère la fonction f définie sur l’intervalle [0 ; 30] par f(x) = - 5x2 + 130x + 600.
La fonction admet un maximum. Le justifier en complétant le texte.

C’est une tournée vers le , elle admet donc un .


Calculer la valeur de x pour lequel f est maximum, quel est ce maximum ?

x =
 -b
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
= .

Cette valeur de x est le moment tM choisi pour introduire la molécule. Combien de temps faudra-t-il encore attendre pour qu’il n’y ait plus de bactéries dans le jus d’orange non pasteurisé.

Il faut chercher quand - 5x2 + 130x + 600 = 0.

Δ = b2 – 4ac =        Il .

x1 =
 -b + √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━
=    x2 =
 -b - √(Δ)
━━━━━━
2a
=

━━━━━━


S = { ; }.

Il faudra attendre    = min. (Mettre l'opérateur dans la case verte.)