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

Exercices types : 22ème partie - Exercice 4

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Question 1
Un constructeur de moto électrique décide de faire un coût de publicité en proposant des motos à 60006000 euros l'unité. Il peut produire au maximum 8500085000 motos. Les coûts de fabrication sont données par la formule : C(x)=0,05x2+x+80C\left(x\right)=0,05x^{2}+x+80xx est exprimé en milliers et C(x)C\left(x\right) est exprimé en millions d'euros.

Quel est le coût fixe supporté par l'entreprise?

Correction
  • On appelle coût fixe, le coût que supporte l’entreprise même si la production est nulle.
Autrement dit, il nous faut donc calculer C(0)C\left(0\right).
Ainsi :
C(x)=0,05×02+0+80C\left(x\right)=0,05\times0^{2}+0+80
C(0)=80C\left(0\right)=80

Les coûts fixes de l’entreprise s'élèvent à 8080 millions d'euros.
Question 2

Déterminer la production de motos à partir de laquelle le cout de production est supérieur à 200200 millions.

Correction
Tout d'abord la fonction CC est définie sur l'intervalle [0;85]\left[0;85\right] .
Il nous faut résoudre l'inéquation C(x)200C\left(x\right)\ge200 .
C(x)200C\left(x\right)\ge200 équivaut successivement à :
0,05x2+x+802000,05x^{2}+x+80\ge200
0,05x2+x12000,05x^{2}+x-120\ge0
1ère étape : On définit les valeurs aa, bb et cc.
  • a=a= nombre devant x2x^{2} d'où a=0,05a=0,05
  • b=b= nombre devant xx d'où b=1b=1
  • c=c= nombre seul d'où c=120c=-120
2ème étape : Calcul du discriminant Δ=b24ac\Delta =b^{2} -4ac
Ainsi :
Δ=124×0,05×(120)\Delta =1^{2} -4\times 0,05\times \left(-120\right)
Δ=1+24=25\Delta =1+24=25
Donc
Δ>0\Delta >0

3ème étape : Calcul des racines suivant le signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ>0\Delta >0 alors la fonction 0,05x2+x1200,05x^{2}+x-120 admet deux racines réelles distinctes notées x1x_{1} et x2x_{2} telles que :
x1=bΔ2ax_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x1=1252×0,05x_{1} =\frac{-1-\sqrt{25} }{2\times 0,05} d'où x1=60x_{1} =-60
x2=b+Δ2ax_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x2=1+252×0,05x_{2} =\frac{-1+\sqrt{25} }{2\times 0,05} d'où x2=40x_{2} =40
4ème étape : Le tableau de signe du trinôme du second degré qui dépend du signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ>0\Delta >0 et que nous connaissons les racines x1x{}_{1} et x2x{}_{2} , le tableau du trinôme du second degré dépend du signe de aa.
Dans notre situation, a=0,05>0a=0,05>0, la parabole est tournée vers le haut c'est-à-dire que la fonction 0,05x2+x1200,05x^{2}+x-120 est du signe de aa à l'extérieur des racines et du signe opposé à aa entre les racines.
Il vient alors que :
Finalement, les coûts de production sont supérieurs à 200200 millions à partir de 4000040000 motos fabriquées et jusqu'à 8500085000 motos fabriquées.
Question 3

A combien s'élève la recette pour une telle production?

Correction
Une montant est vendue 60006000 euros. Il faut produire 4000040000 motos pour avoir un coût de production égale à 200200 millions.
Ainsi : 6000×40000=2400000006000\times 40000=240 000 000 .
La recette pour 4000040000 motos fabriquées est de 240240 millions d'euros.
Question 4

Exprimer, en fonction de xx, la recette notée R(x)R\left(x\right), en millions d'euros.

Correction
Chaque moto est vendue 66 milliers d'euros. Il en résulte donc que :
R(x)=6xR\left(x\right)=6x
Question 5

Exprimer, en fonction de xx, le bénéfice notée B(x)B\left(x\right), en millions d'euros.

Correction
  • Bénéfice == Recette - Coût de production
Ainsi :
B(x)=R(x)C(x)B\left(x\right)=R\left(x\right) -C\left(x\right) équivaut successivement à :
B(x)=6x(0,05x2+x+80)B\left(x\right)=6x -\left(0,05x^{2}+x+80\right)
B(x)=6x0,05x2x80B\left(x\right)=6x -0,05x^{2}-x-80
B(x)=0,05x2+5x80B\left(x\right)=-0,05x^{2} + 5x - 80
Question 6

Dans quel intervalle doit se situer la quantité de motos produites pour réaliser un bénéfice?

Correction
Il nous faut résoudre l'inéquation B(x)0B\left(x\right)\ge0.
B(x)0B\left(x\right)\ge0 équivaut successivement à :
0,05x2+5x800-0,05x^{2} + 5x - 80\ge0
1ère étape : On définit les valeurs aa, bb et cc.
  • a=a= nombre devant x2x^{2} d'où a=0,05a=-0,05
  • b=b= nombre devant xx d'où b=5b=5
  • c=c= nombre seul d'où c=80c=-80
2ème étape : Calcul du discriminant Δ=b24ac\Delta =b^{2} -4ac
Ainsi :
Δ=524×(0,05)×(80)\Delta =5^{2} -4\times \left(-0,05\right)\times \left(-80\right)
Δ=2516=9\Delta =25-16=9
Donc
Δ>0\Delta >0

3ème étape : Calcul des racines suivant le signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ>0\Delta >0 alors la fonction BB admet deux racines réelles distinctes notées x1x_{1} et x2x_{2} telles que :
x1=bΔ2ax_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x1=592×(0,05)x_{1} =\frac{-5-\sqrt{9} }{2\times \left(-0,05\right)} d'où x1=80x_{1} =80
x2=b+Δ2ax_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x2=5+92×(0,05)x_{2} =\frac{-5+\sqrt{9} }{2\times \left(-0,05\right)} d'où x2=20x_{2} =20
4ème étape : Le tableau de signe du trinôme du second degré qui dépend du signe du discriminant Δ\Delta .
Comme Δ>0\Delta >0 et que nous connaissons les racines x1x{}_{1} et x2x{}_{2} , le tableau du trinôme du second degré dépend du signe de aa.
Dans notre situation, a=0,05<0a=-0,05<0, la parabole est tournée vers le bas c'est-à-dire que la fonction BB est du signe de aa à l'extérieur des racines et du signe opposé à aa entre les racines.
Il vient alors que :
En produisant entre 2000020000 et 8000080000 motos, le bénéfice sera positif.