Fonctions polynômes de degré 3

Comment déterminer l'expression d'une fonction polynôme du troisième degré à partir d'éléments graphiques ou de données - Exercice 1

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Question 1

Déterminer une fonction polynôme de degré 33 admettant 2-2, 11 et 33 pour racines et telle que f(4)=36f\left(4\right)=36 .

Correction
Soit aa un réel non nul . Soient x1x_{1} , x2x_{2} et x3x_{3} trois réels.
Soit la fonction ff polynôme de degré trois définie sur R\mathbb{R} par f(x)=a(xx1)(xx2)(xx3)f\left(x\right)=a\left(x-x_{1} \right)\left(x-x_{2} \right)\left(x-x_{3} \right).
L'équation f(x)=0f\left(x\right)=0 admet trois solutions que l'on appelle également racines\red{\text{racines}}. Les racines sont alors x1x_{1} , x2x_{2} et x3x_{3} .
D'après les hypothèses nous savons que les réels 2-2, 11 et 33 sont les racines de ff.
Autrement dit, on a : f(2)=0f\left(-2\right)=0 ; f(1)=0f\left(1\right)=0 et f(3)=0f\left(3\right)=0.
On note alors par exemple que : x1=2x_1=-2 ; x2=1x_2=1 et x3=3x_3=3 .
D'après le rappel, nous pouvons alors écrire que :
f(x)=a(x(2))(x1)(x3)f\left(x\right)=a\left(x-\left(-2\right) \right)\left(x-1 \right)\left(x-3 \right)
ou encore :
f(x)=a(x+2)(x1)(x3)f\left(x\right)=a\left(x+2 \right)\left(x-1 \right)\left(x-3 \right)
De plus, nous savons que f(4)=36f\left(4\right)=36 . Cette information va nous permettre de déterminer la valeur du réel aa.
Il s'ensuit que :
f(4)=36f\left(4\right)=36
a(4(2))(41)(43)=36a\left(4-\left(-2\right) \right)\left(4-1 \right)\left(4-3 \right)=36
a(4+2)(41)(43)=36a\left(\red{4+2 }\right)\left(\blue{4-1} \right)\left(\pink{4-3 }\right)=36
a×6×3×1=36a\times\red{6}\times\blue{3}\times\pink{1}=36
a×18=36a\times18=36
a=3618a=\frac{36}{18}
Soit :
a=2a=2

La fonction polynôme de degré 33 admettant 2-2, 11 et 33 pour racines et telle que f(4)=36f\left(4\right)=36 s'écrit alors :
f(x)=2(x+2)(x1)(x3)f\left(x\right)=2\left(x+2 \right)\left(x-1 \right)\left(x-3 \right)