Exercices types : Comment bien choisir la forme adaptée d'une fonction polynôme du second degré (sans discriminant) - Exercice 1
20 min
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On considère la fonction f définie sur R par f(x)=x2−8x+7 .
Question 1
Montrer que f est une fonction polynôme du second degré.
Correction
Une fonction f est une fonction polynôme du second degré s'il existe trois réels a, b et c avec a=0, tels que pour tout réel x on a : f(x)=ax2+bx+c
Nous savons que f(x)=x2−8x+7 . Nous avons a=1=0 ; b=−8 et c=7 . Il en résulte donc que f est une fonction polynôme du second degré. La forme f(x)=x2−8x+7 est appeleˊe la forme deˊveloppeˊe def .
Question 2
Déterminer la forme canonique de f .
Correction
Toute fonction polynôme f de degré 2 définie sur R par f(x)=ax2+bx+c avec a=0, peut s'écrire sous la forme :
f(x)=a(x−α)2+β avec α=2a−b et β=f(α)
Soit f(x)=x2−8x+7 1ère étape : On définit les valeurs a, b et c.
a= nombre devant x2 d'où a=1
b= nombre devant x d'où b=−8
c= nombre seul d'où c=7
2ème étape : Calcul de α=2a−b Il vient alors que : α=2×1−(−8) d'où :
α=4
3ème étape : Calcul de β=f(α) Il vient alors que : β=f(4) β=42−8×4+7
β=−9
Ainsi, pour tout réel x, la forme canonique est : f(x)=a(x−α)2+β ce qui nous donne :
f(x)=(x−4)2−9
Question 3
En utilisant la question 2, démontrer que : f(x)=(x−7)(x−1)
Correction
D'après la question 2, nous savons que : f(x)=(x−4)2−9
Identiteˊ remarquable
a2−b2=(a−b)(a+b)
f(x)=(x−4)2−9 équivaut successivement à : f(x)=(x−4)2−32 Ici nous avons a=x−4 et b=3. Il vient alors que : f(x)=(x−4−3)(x−4+3) Ainsi :
f(x)=(x−7)(x−1)
Question 4
Utiliser la forme la plus adaptée pour :
Calculer f(0)
Correction
Il nous faut donc calculer f(0) Nous allons utiliser la forme f(x)=x2−8x+7. Ainsi : f(0)=02−8×0+7 D'où :
f(0)=7
Question 5
Calculer f(1)
Correction
Il nous faut donc calculer f(1) Nous allons utiliser la forme factorisée f(x)=(x−7)(x−1). Ainsi : f(1)=(1−7)(1−1) f(1)=(−6)×0 D'où :
f(1)=0
Question 6
Résoudre, dans R, l'équation f(x)=7 .
Correction
Pour résoudre l'équation f(x)=7 nous allons utiliser la forme développée f(x)=x2−8x+7 . Il vient alors : f(x)=7 équivaut successivement à : x2−8x+7=7 x2−8x=7−7 x2−8x=0 Le facteur commun ici est x. x×x−8×x=0 . On factorise maintenant par x . x(x−8)=0 . Il s’agit d’une eˊquation produit nul x=0 ou x−8=0
D’une part : résolvons x=0 qui donne x=0
D’autre part : résolvons x−8=0 qui donne x=8.
Les solutions de l'équation f(x)=7 sont alors :
S={0;8}
Question 7
Résoudre, dans R, l'inéquation f(x)>−9 .
Correction
Pour résoudre l'inéquation f(x)>−9 nous allons utiliser la forme canonique f(x)=(x−4)2−9 Il vient alors : f(x)>−9 équivaut successivement à : (x−4)2−9>−9 (x−4)2>−9+9 (x−4)2>0 Lorsque x=4 l'expression (x−4)2=0. Par définition, un carré est positif ou nul. Cela signifie que si x=4 alors l'expression (x−4)2 sera strictement positive. Autrement dit, f(x)>−9 pour tous les réels sauf pour x=4 Il en résulte donc que l'ensemble des solutions de l'inéquation f(x)>−9 est :
S=]−∞;4[∪]4;+∞[
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