a < 0 donc la parabole est tournée vers le bas, avec x 2 = –4 L'ensemble solution de l'inéquation est donc]–∞; –4[ ∪]5; +∞[. b. Autres cas Que f soit sans racine (comme f ( x) = x ² + 1 par exemple) ou avec une seule racine (appelée racine « double », comme f ( x) = 5( x – 2)² par exemple), la parabole va rester du même côté de l'axe des abscisses, sans le toucher dans le premier cas, avec un point de contact unique dans le deuxième cas (en x = 2 si par exemple). Conséquence: le signe de f ne change pas sur, et f est donc du signe de a. Résoudre 3( x – 2)² ≥ 0: Posons f ( x) = 3( x – 2)², f a une seule racine: 2, et pour f on a: a = 3 > 0. Ainsi f est positive sur, l'ensemble des solutions est donc.
3. Signe d'un polynôme du second degré On peut déterminer le signe d'un polynôme du second degré rapidement à partir de sa forme factorisée, en ayant en tête l'image mentale de sa courbe représentative. a. Cas le plus fréquent: 2 racines distinctes Soit f une fonction polynôme de degré 2 telle qu'il existe 3 réels a, x 1 et x 2 tels que f ( x) = a ( x – x 1)( x – x 2). Il y a 2 possibilités pour la parabole représentant f: Si a > 0 La parabole est tournée vers le haut et coupe l'axe des abscisses en changeant de signe pour x = x 1 et pour x = x 2. On sait ainsi que: f ( x) ≤ 0 pour tout réel x dans [ x 1, x 2] f ( x) ≥ 0 pour tout réel x dans]–∞; x 1] ∪ [ x 2; +∞[ Résoudre 3( x + 4)( x – 5) < 0: On reconnait la forme factorisée d'un polynôme de degré 2 avec a = 3. a > 0 donc la parabole est tournée vers le haut, avec x 2 = –4 et x 1 = 5. L'ensemble solution de l'inéquation est donc [–4; 5]. Si a < 0 La parabole est tournée vers le bas et coupe l'axe des abscisses en changeant de signe pou x = x 1 Résoudre –3( x + 4)( x – 5) < 0: On reconnaît la forme factorisée d'un polynôme de degré 2 avec a = –3.
Un exercice de maths sur le signe des polynômes du second degré. Un exercice simple et efficace sur les polynômes. Quel est le signe des polynômes suivants? P( x) = -3 x ² + 6 x + 6 Q( x) = x ² - 2 x + 1
Sommaire – Page 1ère Spé-Maths 9. 1. Courbe représentative d'une fonction polynôme du second degré Soient $a$, $b$ et $c$ trois nombres réels données, $a\neq 0$. Définition 1. Soit $P$ une fonction polynôme $P$ du second degré définie sous la forme développée réduite par: $P(x)=ax^2+bx+c$. Alors, la courbe représentative ${\cal P}$ de la fonction $P$ dans un repère orthonormé $\left(O\, ;\vec{\imath}, \vec{\jmath}\right)$ (orthogonal suffit), s'appelle une parabole. Il existe deux cas de paraboles suivant le signe du coefficient $a$ de $x^2$. Ce qui nous donne le théorème suivant: Théorème 8. Soit $P$ une fonction polynôme du second degré définie sur $\R$ sous la forme développée réduite: $P(x)=ax^2+bx+c$, avec $a\neq 0$. La courbe représentative ${\cal P}$ de la fonction $P$ dans un repère orthonormé $\left(O\, ;\vec{\imath}, \vec{\jmath} \right)$ est une parabole ayant deux branches et un sommet $S(\alpha; \beta)$ $\bullet$ $\alpha=\dfrac{-b}{2a}$ et $\beta=P(\alpha)$; $\bullet$ La droite (parallèle à l'axe des ordonnées) d'équation $x=\alpha$ est un axe de symétrie de la parabole; $\bullet$ Si $a>0$, la parabole dirige ses branches vers le haut $\smile$; c'est-à-dire vers les $y$ positifs.
Par conséquent, la courbe représentative d'une fonction polynôme du type est symétrique par rapport à l'axe des ordonnées du repère. On a vu au paragraphe précédent que le sommet S d'une parabole d'équation était le point de la parabole d'abscisse. Ici, comme b = 0, le sommet S de la parabole a pour abscisse. et pour ordonnée. Le sommet de la parabole est donc le point O (0; 0). Exemple Soit f ( x) = 0, 2 x 2. On peut dresser un tableau de valeurs de f: f ( x) 1, 8 0, 8 0, 2 puis, placer les points de coordonnées ( x; f ( x)) dans un repère et enfin, tracer la courbe passant par ces points: c. Cas particulier lorsque c = 0 type. La courbe représentative d'une fonction du type est la même que celle de la fonction mais « décalée » vers le haut ou vers le bas en fonction de la valeur de b. Reprenons la fonction f ( x) = 0, 2 x 3 de l'exemple précédent, et considérons les fonctions g et h définies par g ( x) = 0, 2 x 2 + 2 et h ( x) = 0, 2 x 2 – 3. Visualisons leur représentation graphique dans un même repère: On remarque que, par rapport à la courbe de f, la courbe de g est « décalée » de 2 vers le haut ( b = 2) et que celle de h est « décalée » de 3 vers le bas ( b = –3).
Alors: $\quad\bullet$ Si $a>0$, alors la fonction $P$ est strictement décroissante sur $]-\infty; \alpha]$ et strictement croissante sur $[\alpha; +\infty[$. Elle admet un minimum égal à $\beta$, atteint en $x=\alpha$. $\quad\bullet$ Si $a>0$, alors la fonction $P$ est strictement croissante sur $]-\infty; \alpha]$ et strictement décroissante sur $[\alpha; +\infty[$. Elle admet un maximum égal à $\beta$, atteint en $x=\alpha$. Tableaux de variations pour $a>0$ et $a<0$: 9. 2 Exemples Exercice résolu n°1. On considère les fonctions suivantes: $f(x)=2 x^2+5 x -3$; $\quad$ a) Déterminer le sommet de la parabole; $\quad$ b) Dresser le tableau de variation; $\quad$ c) Construire la courbe représentative $\cal P$. Corrigé. 1°) On considère la fonction polynôme suivante: $f(x)=2 x^2+5 x -3$. On commence par identifier les coefficients: $a=2$, $b=5$ et $c=-3$. a) Recherche du sommet de la parabole ${\cal P}$. Je calcule $\alpha = \dfrac{-b}{2a}$. $\alpha = \dfrac{-5}{2\times 2}$. D'où $\alpha = \dfrac{-5}{4}$.
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