Second degré (partie 2) : introduction et utilisation de la notion du discriminant

Exercices types : 22ème partie - Exercice 2

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Le plan est muni d'un repère orthonormal.
On considère la fonction ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=x2+2x+3f\left(x\right)=x^{2}+2x+3 et on note Cf\mathscr{C}_{f} sa représentation graphique.
On considère la fonction gg définie sur R\mathbb{R} par g(x)=2x2x3g\left(x\right)=-2x^{2}-x-3 et on note Cg\mathscr{C}_{g} sa représentation graphique.
Question 1
On pose : d(x)=f(x)g(x)d\left(x\right)=f\left(x\right)-g\left(x\right).

Exprimer d(x)d\left(x\right) en fonction de xx.

Correction
d(x)=f(x)g(x)d\left(x\right)=f\left(x\right)-g\left(x\right) équivaut successivement à :
d(x)=x2+2x+3(2x2x3)d\left(x\right)=x^{2}+2x+3-\left(-2x^{2}-x-3\right)
d(x)=x2+2x+3+2x2+x+3d\left(x\right)=x^{2}+2x+3+2x^{2}+x+3
Ainsi :
d(x)=3x2+3x+6d\left(x\right)=3x^{2}+3x+6
Question 2

Etudier le signe de d(x)d\left(x\right) et en déduire la position relative entre Cf\mathscr{C}_{f} et Cg\mathscr{C}_{g}.

Correction
Nous allons étudier dans R\mathbb{R} le signe de la fonction : d(x)=3x2+3x+6d\left(x\right)=3x^{2}+3x+6.
1ère étape : On définit les valeurs aa, bb et cc.
  • a=a= nombre devant x2x^{2} d'où a=3a=3
  • b=b= nombre devant xx d'où b=3b=3
  • c=c= nombre seul d'où c=6c=6
2ème étape : Calcul du discriminant Δ=b24ac\Delta =b^{2} -4ac
Ainsi :
Δ=324×3×6\Delta =3^{2} -4\times 3\times 6
Δ=63\Delta =-63
Donc
Δ<0\Delta <0

3ème étape : Calcul des racines suivant le signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ<0\Delta <0 alors l'équation n'admet pas de racines réelles.
Autrement dit, il n'y a pas de solution à l'équation 3x2+3x+6=03x^{2}+3x+6=0 car Δ<0\Delta <0.
4ème étape : Le tableau de signe du trinôme du second degré qui dépend du signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ<0\Delta <0, le tableau de signe du trinôme du second degré va dépendre du signe de aa.
  • Si a>0a>0, la parabole est tourné vers le haut c'est-à-dire que ff est du signe de aa et ne passe jamais par l'axe des abscisses.
  • Si a<0a<0, la parabole est tourné vers le bas c'est-à-dire que ff est du signe de aa et ne passe jamais par l'axe des abscisses.
Il en résulte donc que :
Dans notre situation, a=3>0a=3>0, la parabole est tournée vers le haut c'est-à-dire que ff est du signe de aa et ne passe jamais par l'axe des abscisses.
Il vient alors que :
Sur l'intervalle ];+[\left]-\infty ;+\infty\right[ nous avons 3x2+3x+6>03x^{2}+3x+6>0 autrement dit f(x)g(x)>0f(x)- g(x)>0 ou encore f(x)>g(x)f(x) >g(x).
Cela signifie que la courbe Cf\mathscr{C}_{f} est au-dessus de la droite Cg\mathscr{C}_{g}.