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Première · Maths · Chapitre 1

Second degré

Forme canonique, discriminant, racines, factorisation et signe d’un trinôme du second degré.

À savoir par cœur

Pour f(x)=ax2+bx+cf(x) = ax^2 + bx + c avec a≠0a \neq 0 :

NotionFormule
Forme canoniquef(x)=a(x−α)2+βf(x) = a(x - \alpha)^2 + \beta
Sommet de la paraboleα=−b2a\alpha = -\dfrac{b}{2a} et β=f(α)\beta = f(\alpha)
DiscriminantΔ=b2−4ac\Delta = b^2 - 4ac
Somme des racinesx1+x2=−bax_1 + x_2 = -\dfrac{b}{a}
Produit des racinesx1x2=cax_1 x_2 = \dfrac{c}{a}

Le tableau qui résume tout

Δ>0\Delta > 0Δ=0\Delta = 0Δ<0\Delta < 0
Solutions de f(x)=0f(x) = 0x1,2=−b±Δ2ax_{1{,}2} = \dfrac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}x0=−b2ax_0 = -\dfrac{b}{2a}aucune
Forme factoriséea(x−x1)(x−x2)a(x - x_1)(x - x_2)a(x−x0)2a(x - x_0)^2impossible
Signe de f(x)f(x)signe de aa sauf entre x1x_1 et x2x_2signe de aa⁠, nul en x0x_0signe de aa
La parabole coupe l’axe des abscissesen deux pointsen un point (le sommet)jamais

Tableaux à savoir refaire

Signe d’un trinôme avec deux racines x1<x2x_1 < x_2 :

x−∞x1x2+∞f(x)signe de a0signe de −a0signe de a\begin{array}{|c|ccccccc|} \hline x & -\infty & & x_1 & & x_2 & & +\infty \\ \hline f(x) & & \text{signe de } a & 0 & \text{signe de } -a & 0 & \text{signe de } a & \\ \hline \end{array}

Variations pour a>0a > 0 (pour a<0a < 0⁠, les flèches s’inversent et β\beta devient un maximum) :

x−∞α+∞f↘↗β\begin{array}{|c|ccccc|} \hline x & -\infty & & \alpha & & +\infty \\ \hline & & & & & \\ f & & \searrow & & \nearrow & \\ & & & \beta & & \\ \hline \end{array}

Méthodes express

Méthode — Avant de calculer Δ

  • Si c=0c = 0 : factoriser par xx⁠. Exemple : 2x2−5x=x(2x−5)2x^2 - 5x = x(2x - 5)⁠.
  • Si b=0b = 0 : isoler x2x^2⁠. Exemple : x2=9  ⟺  x=−3x^2 = 9 \iff x = -3 ou x=3x = 3⁠.
  • Racine évidente x1x_1 ? L’autre vaut x2=ca x1x_2 = \dfrac{c}{a\,x_1}⁠.
  • Identité remarquable ? x2−6x+9=(x−3)2x^2 - 6x + 9 = (x - 3)^2⁠.

Méthode — Inéquation

Tout dans un membre, Δ\Delta⁠, racines, tableau de signes, puis lecture des solutions avec les bons crochets.

Pièges classiques

Attention

  • Oublier le signe de bb : pour x2−4x+1x^2 - 4x + 1⁠, on a b=−4b = -4⁠, donc b2=16b^2 = 16 (et non −16-16⁠).
  • Diviser par 22 au lieu de 2a2a dans la formule des racines.
  • Écrire la forme factorisée sans le coefficient aa : 2x2−2=2(x−1)(x+1)2x^2 - 2 = 2(x - 1)(x + 1)⁠, pas (x−1)(x+1)(x - 1)(x + 1)⁠.
  • Inverser le sens d’une inéquation en lisant le tableau : « >0> 0 » se lit sur les signes ++⁠.
  • Pour un trinôme à paramètre mm⁠, penser au cas où le coefficient de x2x^2 s’annule : l’équation n’est alors plus du second degré.