Second degré (partie 1) : forme canonique, forme factorisée (sans la notion de discriminant)

Exercices types : 22ème partie - Exercice 1

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Soit ff la fonction définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax2+bx+cf\left(x\right)=ax^2+bx+c.
ff admet un extremum valant 33 atteint en 2-2. De plus, la courbe représentative de la fonction ff passe par l'axe des abscisses au point d'abscisse 1-1 .
Question 1

Déterminer la forme canonique de ff.

Correction
Toute fonction polynôme ff de degré 22 définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax2+bx+cf\left(x\right)=ax^{2}+bx+c avec a0a\ne0, peut s'écrire sous la forme :
  • f(x)=a(xα)2+βf\left(x\right)=a\left(x-\alpha \right)^{2} +\beta avec α=b2a\alpha =\frac{-b}{2a} et β=f(α)\beta =f\left(\alpha \right)
La fonction ff est une fonction polynôme du second degré dont la représentation graphique est une parabole.
La fonction ff admet un extremum valant 33 atteint en 2-2. Cela signifie que les coordonnées du sommet de la parabole sont S(2;3)S\left(-2;3\right).
On rappelle que les valeurs de α\alpha et β\beta correspondent respectivement à l'abscisse et à l'ordonnée du sommet de la parabole.
Il vient alors que : α=2\alpha=-2 et β=3\beta=3
D'après notre rappel, la forme canonique de ff s'écrit : f(x)=a(xα)2+βf\left(x\right)=a\left(x-\alpha \right)^{2} +\beta
Ce qui nous donne alors :
f(x)=a(x(2))2+3f\left(x\right)=a\left(x-\left(-2\right)\right)^{2} +3
f(x)=a(x+2)2+3f\left(x\right)=a\left(x+2\right)^{2} +3
Il reste maintenant à déterminer la valeur de aa .
Pour cela, la courbe représentative de la fonction ff passe par l'axe des abscisses au point d'abscisse 1-1. Autrement dit, ff s'annule en 1-1.
Nous pouvons traduire cette information par f(1)=0f\left(-1\right)=0 .
Il nous suffit alors de remplacer tous les xx par 1-1 dans l'expression de ff afin d'obtenir la valeur de aa .
Ainsi :
f(1)=0f\left(-1\right)=0 équivaut successivement à :
a(1+2)2+3=0a\left(-1+2\right)^{2} +3=0
a×12+3=0a\times 1^{2} +3=0
a+3=2a +3=2
a=23a =2-3
a=1a =-1
Finalement , l'expression de la forme canonique de ff est :
f(x)=(x+2)2+3f\left(x\right)=-\left(x+2\right)^{2} +3