CE QUE TU DOIS SAVOIR FAIRE — mettre un trinôme sous forme canonique et lire son sommet, résoudre une équation du second degré avec (ou sans) le discriminant, factoriser, dresser un tableau de signes — et résoudre une inéquation.
≈ 60 min de travail · 15 exercices corrigés · mis à jour juillet 2026
SOMMAIRE ▾
1. La courbe que dessine un ballon
Match de foot, un défenseur te barre la route : tu fais une passe lobée. Le ballon décolle, monte, ralentit, culmine… puis retombe, exactement comme il est monté. Cette trajectoire, tout le monde la reconnaît à l'œil. Ce chapitre lui donne un nom, une équation — et surtout des outils pour répondre aux vraies questions : jusqu'où monte-t-il ? où retombe-t-il ? passe-t-il au-dessus du défenseur ?
On mesure : à \(x\) mètres du point de départ, le ballon est à la hauteur \(h(x)\), en mètres :
$$h(x) = -0{,}5x^2 + 2x$$
Regarde bien cette écriture : elle ne répond directement à aucune des trois questions. La hauteur maximale ? Invisible. Le point de chute ? Caché. C'est le fil rouge du chapitre : un trinôme peut s'écrire de plusieurs façons, et chaque écriture révèle une information que les autres cachent. Apprendre le second degré, c'est apprendre à réécrire.
La trajectoire du ballon est une parabole : la courbe de \(x^2\) retournée, aplatie et déplacée. Son point culminant, le sommet \(S(2\;;\,2)\), est posé sur un axe de symétrie vertical : le ballon retombe en \(x = 4\), symétrique de son départ.
Le vocabulaire de départ, tu l'as déjà croisé en Seconde :
DÉFINITION
Une fonction polynôme du second degré (on dit aussi un trinôme) est une fonction définie sur \(\mathbb{R}\) par \(f(x) = ax^2 + bx + c\), où \(a\), \(b\), \(c\) sont des réels et \(a \neq 0\).
Sa courbe est une parabole : tournée vers le haut si \(a > 0\), vers le bas si \(a < 0\).
Ici, \(h(x) = -0{,}5x^2 + 2x\) : \(a = -0{,}5\), \(b = 2\), \(c = 0\). Le \(a\) est négatif, la parabole regarde vers le bas — le ballon retombe. Reste à faire parler cette écriture. Direction le sommet.
2. Attrape le sommet : la forme canonique
Toute parabole, c'est la courbe de \(x^2\) étirée par \(a\), puis déplacée pour poser son sommet où il faut. Vérifie-le toi-même : attrape le sommet, déplace-le, écrase ou retourne la parabole avec le curseur \(a\) — et regarde les deux écritures de la fonction se réécrire en direct.
INTERACTIFAttrape le sommet
a
α
β
f(x) = −0,5 (x − 2)² + 2
= −0,5 x² + 2 x
S = (2 ; 2)a < 0 — la parabole est tournée vers le bas
La courbe de x², retournée puis étirée par a (plus ouverte que x²), déplacée pour poser son sommet en (2 ; 2). Les deux écritures décrivent la même fonction.
Le sommet s'attrape aussi directement sur le graphique — il s'aimante à la grille. α et β sont exactement ses coordonnées : c'est tout l'intérêt de la première écriture.
POURQUOI ?
Pourquoi ces deux écritures décrivent-elles la même fonction ? Développe la première : \(a(x - \alpha)^2 + \beta = ax^2 - 2a\alpha\,x + a\alpha^2 + \beta\). C'est bien un trinôme, avec \(b = -2a\alpha\). Retourne cette égalité : \(\alpha = -\dfrac{b}{2a}\). Autrement dit, toute forme développée cache une écriture avec le sommet — et on sait toujours retrouver où il est.
Ce que tu viens de faire avec la main, voilà comment on l'écrit.
DÉFINITION
Tout trinôme \(f(x) = ax^2 + bx + c\) peut s'écrire sous la forme canonique \(f(x) = a(x - \alpha)^2 + \beta\), où \(S(\alpha\;;\,\beta)\) est le sommet de la parabole.
La parabole est symétrique par rapport à la droite verticale \(x = \alpha\), qui passe par le sommet.
Si \(a > 0\), \(f\) est décroissante sur \(\left]-\infty\;;\,\alpha\right]\) puis croissante sur \(\left[\alpha\;;\,+\infty\right[\) : le sommet est un creux, \(f\) admet un minimum égal à \(\beta\), atteint en \(\alpha\).
Si \(a < 0\), c'est l'inverse : le sommet est un toit, \(f\) admet un maximum égal à \(\beta\), atteint en \(\alpha\).
TABLEAU DE VARIATIONS — a > 0un creux : minimum β en α
x
−∞
α
+∞
f
β
TABLEAU DE VARIATIONS — a < 0un toit : maximum β en α
x
−∞
α
+∞
f
β
MÉTHODE — TROUVER LE SOMMET (ET LA FORME CANONIQUE)
1.Calcule \(\alpha = -\dfrac{b}{2a}\) — attention aux signes de \(b\) et de \(a\).
2.Calcule \(\beta = f(\alpha)\) : la valeur de la fonction au sommet.
3.Écris \(f(x) = a(x - \alpha)^2 + \beta\) — et vérifie en développant de tête.
EXEMPLE RÉSOLU — LE TRINÔME QUI VA NOUS SUIVRE
Mets \(f(x) = x^2 - 2x - 3\) sous forme canonique et donne son sommet.
Conclusion : sommet \(S(1\;;\,-4)\), et comme \(a = 1 > 0\), c'est un minimum. Retiens ce trinôme : il va nous accompagner tout le chapitre.
À RETENIR
Le sommet : \(\alpha = -\dfrac{b}{2a}\), puis \(\beta = f(\alpha)\). La forme canonique est la carte d'identité de la parabole : \(a\) donne l'allure, \((\alpha\;;\,\beta)\) la position.
TESTE-TOITrois questions, trente secondes
Q1Le sommet de la parabole de \(f(x) = 2(x - 3)^2 + 1\) est…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(\alpha\) est la valeur qui annule la parenthèse : \((x - 3)^2\) s'annule en \(x = 3\). Lire \(-3\) parce qu'on voit un signe moins, c'est LE piège de la forme canonique.
Q2\(f(x) = -2(x + 1)^2 + 5\). La fonction \(f\) admet…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(a = -2 < 0\) : le sommet est un toit, donc un maximum. Sa valeur est \(\beta = 5\) ; le \(-1\), c'est l'endroit où il est atteint, pas sa valeur.
Q3Pour mettre \(x^2 - 6x + 5\) sous forme canonique, on commence par calculer…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — le sommet d'abord : \(\alpha = \dfrac{6}{2} = 3\), puis \(\beta = f(3) = -4\). Le discriminant, lui, sert aux racines — c'est la section suivante.
3. Combien de racines ? Le discriminant
Deuxième vraie question : où la courbe traverse-t-elle l'axe des abscisses ? Pour le ballon, c'est « où retombe-t-il ? » — autrement dit, résoudre \(f(x) = 0\). Les solutions s'appellent les racines du trinôme. Et selon la position de la parabole, il peut y en avoir deux, une seule… ou aucune. Fais-le toi-même : monte et descends la parabole, et regarde les racines se rapprocher, fusionner, disparaître.
INTERACTIFLes trois destins d'une parabole
c
Δ = b² − 4ac = 4 − 4 × (−3) = 16
c = −3Δ = 16Δ > 0 — deux racines
La parabole traverse l'axe des abscisses en deux points : x₁ = −1,00 et x₂ = 3,00. L'équation f(x) = 0 a deux solutions.
Ici \(a = 1\) et \(b = -2\) sont figés, seul \(c\) bouge : monter la parabole, c'est augmenter \(c\) — et \(\Delta = 4 - 4c\) fond à mesure, jusqu'à devenir négatif.
Le nombre qui décide du destin, tu viens de le voir vivre. Voici son nom.
DÉFINITION
Le discriminant du trinôme \(ax^2 + bx + c\) est le nombre \(\Delta = b^2 - 4ac\).
Si \(\Delta = 0\), une seule solution, dite racine double : \(x_0 = -\dfrac{b}{2a}\).
Si \(\Delta < 0\), aucune solution réelle.
POURQUOI ?
D'où sort ce \(\Delta\) ? De la forme canonique. Résoudre \(f(x) = 0\), c'est résoudre \(a(x - \alpha)^2 + \beta = 0\), c'est-à-dire \((x - \alpha)^2 = -\dfrac{\beta}{a}\) — et un calcul (que tu peux mener : développe et simplifie) montre que ce membre de droite vaut exactement \(\dfrac{\Delta}{4a^2}\). Or un carré n'est jamais négatif : si \(\Delta < 0\), impasse ; si \(\Delta = 0\), l'unique solution est le sommet posé sur l'axe, \(x_0 = \alpha\) ; si \(\Delta > 0\), deux solutions, symétriques de part et d'autre de \(\alpha\). Voilà pourquoi le \(-\dfrac{b}{2a}\) du sommet réapparaît au cœur des formules.
MÉTHODE — RÉSOUDRE UNE ÉQUATION DU SECOND DEGRÉ
1.Mets l'équation sous la forme \(ax^2 + bx + c = 0\), et identifie \(a\), \(b\), \(c\) avec leurs signes.
2.Calcule \(\Delta = b^2 - 4ac\) et lis son signe : il donne le nombre de solutions.
3.Applique les formules — puis contrôle : les deux racines doivent être symétriques autour de \(-\dfrac{b}{2a}\).
Les racines \(-1\) et \(3\) sont bien symétriques autour de \(\alpha = 1\) : c'est notre trinôme de la section 2, dont le sommet \(S(1\;;\,-4)\) plonge sous l'axe — il fallait deux racines.
La parabole flotte entièrement au-dessus de l'axe. On n'écrit pas \(\sqrt{-11}\) : on s'arrête au signe de \(\Delta\).
Un mot d'honnêteté avant de dégainer \(\Delta\) partout : certaines équations se résolvent plus vite sans lui — \(x^2 = 9\), un produit déjà factorisé, une identité remarquable. L'exercice 07 t'entraîne à repérer ces raccourcis : à l'épreuve sans calculatrice, ils valent de l'or.
TESTE-TOIEncore trois sur le discriminant
Q1Le discriminant de \(ax^2 + bx + c\), c'est…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(b^2 - 4ac\), en gardant les signes de \(a\), \(b\), \(c\). Inverser un signe dans \(\Delta\) est l'erreur de calcul la plus chère du chapitre : elle fausse tout ce qui suit.
Q2L'équation \(x^2 + 6x + 9 = 0\) a…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(\Delta = 36 - 36 = 0\) : racine double \(x_0 = -3\). Tu pouvais aussi reconnaître \((x + 3)^2\) : un carré parfait s'annule en un seul point.
Q3Si \(\Delta < 0\), alors la parabole…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(\Delta < 0\) dit seulement que \(f(x) = 0\) n'a pas de solution : la courbe flotte d'un seul côté de l'axe. Son orientation, elle, dépend du signe de \(a\) — pas de celui de \(\Delta\).
4. Factoriser et lire le signe
Reprends notre trinôme fétiche : \(x^2 - 2x - 3\), racines \(-1\) et \(3\). Calcule \((x + 1)(x - 3)\) : tu retombes exactement dessus. Ce n'est pas un hasard — connaître les racines, c'est pouvoir factoriser. Et la forme factorisée est la troisième écriture du trinôme, celle qui montre les racines… et, tu vas le voir, le signe.
PROPRIÉTÉ — LA FORME FACTORISÉE
Si \(\Delta > 0\), avec \(x_1\) et \(x_2\) les deux racines : \(f(x) = a(x - x_1)(x - x_2)\).
Si \(\Delta = 0\), avec \(x_0\) la racine double : \(f(x) = a(x - x_0)^2\).
Si \(\Delta < 0\) : pas de racine, pas de factorisation (en facteurs du premier degré).
MÉTHODE — FACTORISER UN TRINÔME
1.Trouve les racines — par \(\Delta\), ou de tête quand l'équation est évidente.
2.Écris \(a(x - x_1)(x - x_2)\). Le \(a\) devant est obligatoire : sans lui, tu factorises un autre trinôme.
3.Vérifie : développe de tête, ou compare \(f(0)\) avec le \(c\) attendu.
Étape 3 — en absorbant le 2 dans la première parenthèse : \(f(x) = (2x - 1)(x - 2)\). Contrôle : \(f(0) = (-1) \times (-2) = 2\). ✓
Conclusion : sans le facteur \(2\), on aurait factorisé \(x^2 - \dfrac{5}{2}x + 1\)… qui n'est pas \(f\).
La forme factorisée a un second super-pouvoir : le signe du trinôme — savoir où \(f(x)\) est positif, négatif, nul. C'est LA compétence qui servira toute l'année (signe de la dérivée, tableaux de variations…). Joue d'abord : déplace les racines, retourne la parabole avec le curseur \(a\), et regarde le tableau de signes se remplir tout seul.
INTERACTIFLe signe se lit sur la parabole
a
f(x) = (x + 1)(x − 3)
x₁ = −1x₂ = 3a > 0 — positif à l'extérieur des racines
x
−∞
−1
3
+∞
f(x)
+
0
−
0
+
Au-dessus de l'axe avant −1 et après 3 (le signe de a), en dessous entre les deux (le signe opposé).
Déplace les racines : elles ne changent jamais les + et les − du tableau, seulement l'endroit où ça bascule. Le signe, c'est \(a\) qui le décide.
PROPRIÉTÉ — LE SIGNE DU TRINÔME
Si \(\Delta > 0\) : le trinôme est du signe de \(a\) à l'extérieur des racines, du signe opposé entre elles, nul aux racines.
Si \(\Delta = 0\) : du signe de \(a\) partout, nul en \(x_0\).
Si \(\Delta < 0\) : du signe de \(a\) partout, jamais nul.
Et si tu préfères le raisonnement au par-cœur : avec la forme factorisée, c'est le tableau de signes d'un produit, exactement comme au chapitre sur la dérivation. Sur notre trinôme fétiche :
TABLEAU DE SIGNESf(x) = (x + 1)(x − 3)
x
−∞
−1
3
+∞
x + 1
−
0
+
+
x − 3
−
−
0
+
f(x)
+
0
−
0
+
À RETENIR
À l'extérieur des racines, le trinôme a le signe de \(a\) ; entre elles, le signe opposé. Pas de racine ? Toujours le signe de \(a\).
TESTE-TOITrois réflexes sur le signe
Q1\(2x^2 - 2x - 12\) a pour racines \(-2\) et \(3\). Sa forme factorisée est…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — racine \(-2\) → facteur \((x + 2)\), et le \(a = 2\) devant est obligatoire : \((x+2)(x-3)\) tout seul se développe en \(x^2 - x - 6\), pas en \(2x^2 - 2x - 12\).
Q2\(x^2 - 5x + 4\) a pour racines \(1\) et \(4\). Il est négatif…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — signe de \(a\) (positif) à l'extérieur, signe opposé entre les racines. « Jamais négatif puisque \(a > 0\) » oublie que la parabole plonge sous l'axe entre ses racines.
Q3Un trinôme a \(\Delta < 0\) et \(a < 0\). Alors il est…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — pas de racine, donc jamais de changement de signe : le trinôme garde partout le signe de \(a\), négatif. La première réponse parle de racines… qui n'existent pas.
5. Résoudre une inéquation (avec la bonne écriture)
Dernière compétence, celle qui rapporte le plus au bac : les inéquations du second degré — « pour quels \(x\) a-t-on \(f(x) \geq 0\) ? ». Avant la méthode, un test. Résous de tête : \(x^2 < 9\). Si tu as pensé « \(x < 3\) », ce paragraphe est écrit pour toi — et tu verras dans deux minutes ce qui cloche.
Pour bien résoudre, il faut d'abord savoir lire une parabole dans toutes ses écritures. Muscle ton œil : une seule des trois écritures correspond à la courbe tracée.
INTERACTIFÀ chaque parabole son écriture
PARABOLE 1/4
Cette parabole, c'est celle de…
PAS ENCORE — lis d'abord le signe de \(a\) (tournée vers le haut ou vers le bas ?), puis les racines sur l'axe, ou le sommet.
EXACT — les racines se lisent sur l'axe : \(-1\) et \(3\). Racine \(-1\) → facteur \((x + 1)\) : le facteur s'annule à la racine. Et la parabole monte : \(a > 0\), ce qui élimine la version avec le moins devant.
EXACT — sommet \(S(1\;;\,4)\) et parabole tournée vers le bas. \((x-1)^2 + 4\) monterait (\(a > 0\)) ; \(-(x+1)^2 + 4\) poserait son sommet en \(-1\). Remarque : ses racines sont \(-1\) et \(3\) — la parabole précédente, retournée.
EXACT — la parabole touche l'axe en un seul point, \(x = 2\) : racine double, donc un carré \((x - 2)^2\). \(x^2 - 4\) aurait deux racines (\(-2\) et \(2\)) ; \((x + 2)^2\) poserait son sommet en \(-2\).
EXACT — aucune racine (\(\Delta < 0\) : la courbe flotte au-dessus de l'axe) et sommet \(S(-1\;;\,2)\) : la parenthèse \((x + 1)^2\) s'annule en \(-1\). Les deux autres écritures se trompent d'un signe — sur \(\alpha\) ou sur \(\beta\).
MÉTHODE — RÉSOUDRE UNE INÉQUATION DU SECOND DEGRÉ
1.Ramène tout d'un seul côté : \(f(x) \geq 0\) (ou \(\leq\), \(<\), \(>\)), avec \(0\) de l'autre.
2.Cherche les racines de \(f\).
3.Dresse le tableau de signes — ou dessine la parabole dans ta tête, c'est le même geste.
4.Lis l'ensemble des solutions : bornes incluses si l'inégalité est large, racines exclues si elle est stricte.
EXEMPLES RÉSOLUS — LE TEST DU DÉBUT, ET UN a NÉGATIF
a. Résous \(x^2 < 9\).
Étape 1 — tout à gauche : \(x^2 - 9 < 0\). Racines de \(x^2 - 9 = (x-3)(x+3)\) : \(-3\) et \(3\).
Étape 2 — \(a = 1 > 0\) : négatif entre les racines.
Conclusion : \(S = \left]-3\;;\,3\right[\). La réponse « \(x < 3\) » oublie tout le côté gauche de la parabole : \(x = -10\) vérifie \(x < 3\), mais \((-10)^2 = 100\), pas vraiment inférieur à 9.
Étape 2 — \(a = -1 < 0\) : le trinôme est positif entre ses racines (signe opposé à \(a\) entre elles).
Conclusion : \(S = \left[-1\;;\,3\right]\), bornes incluses car l'inégalité est large. Pas besoin de multiplier par \(-1\) : la règle du signe gère le \(a\) négatif toute seule.
Il te reste à choisir la bonne arme au bon moment. C'est le résumé le plus utile du chapitre :
LA BONNE ÉCRITURE POUR LA BONNE QUESTIONun seul trinôme, trois costumes
écriture
ce qu'elle montre
la question qu'elle règle
\(ax^2 + bx + c\) (développée)
\(c = f(0)\), et \(a\), \(b\), \(c\) pour \(\Delta\)
calculer, dériver, lancer le discriminant
\(a(x - \alpha)^2 + \beta\) (canonique)
le sommet \(S(\alpha\;;\,\beta)\)
extremum, variations, symétrie
\(a(x - x_1)(x - x_2)\) (factorisée)
les racines \(x_1\), \(x_2\)
équations \(f(x)=0\), signe, inéquations
TESTE-TOIQuatre questions pour finir
Q1L'ensemble des solutions de \(x^2 \leq 16\) est…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(x^2 - 16 \leq 0\), racines \(-4\) et \(4\), négatif entre elles. Répondre « \(x \leq 4\) », c'est traiter du second degré comme du premier — le piège du chapitre.
Q2L'inéquation \(-2(x - 1)(x - 5) \geq 0\) a pour solutions…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(a = -2 < 0\) : positif entre les racines \(1\) et \(5\). La forme factorisée donne la réponse en une ligne, sans le moindre calcul de \(\Delta\).
Q3Pour lire directement le sommet d'une parabole, la meilleure écriture est…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(a(x - \alpha)^2 + \beta\) affiche \(S(\alpha\;;\,\beta)\). La développée montre \(c = f(0)\), la factorisée montre les racines : chaque écriture répond à sa question.
Q4\(x^2 + 3x + 7 > 0\), avec \(\Delta = 9 - 28 < 0\). Les solutions sont…
PAS ENCORE — élimine cette réponse et réessaie.
EXACT — \(\Delta < 0\) et \(a > 0\) : le trinôme est strictement positif partout, l'inéquation est vraie pour tout réel. « Pas de racine » ne veut pas dire « pas de solution » — c'est le piège n° 5 ci-dessous.
LES PIÈGES CLASSIQUES
Oublier de regarder le signe de \(a\). L'allure de la parabole, le sens de l'extremum, le signe « à l'extérieur des racines » : tout dépend de \(a\). Un trinôme avec \(a < 0\) est négatif à l'extérieur de ses racines — pas positif.
Lire le sommet avec le mauvais signe. Le sommet de \((x + 3)^2 - 1\) est en \(x = -3\) — la valeur qui annule la parenthèse — pas en \(3\). Le \(\alpha\) de la forme canonique se lit « à l'envers » du signe affiché.
Diviser par \(x\). Passer de \(x^2 = 5x\) à \(x = 5\), c'est perdre la racine \(x = 0\). On ne divise jamais par une expression qui peut être nulle : on met tout d'un côté et on factorise : \(x(x - 5) = 0\).
Résoudre \(x^2 < 9\) comme du premier degré. « \(x < 3\) » oublie toute la branche gauche de la parabole : les solutions sont \(\left]-3\;;\,3\right[\). Une inéquation du second degré passe par un tableau de signes, jamais par une racine carrée appliquée à la va-vite.
Confondre « pas de racine » et « pas de solution ». \(\Delta < 0\) dit seulement que la parabole ne traverse pas l'axe. Le trinôme garde alors un signe constant (celui de \(a\)) : une inéquation peut très bien être vraie pour tous les réels — ou aucun.
L'ESSENTIEL EN 5 LIGNES
TRINÔME
\(f(x) = ax^2 + bx + c\), avec \(a \neq 0\) ; courbe : une parabole, vers le haut si \(a > 0\), vers le bas si \(a < 0\).
SOMMET
Forme canonique \(a(x - \alpha)^2 + \beta\) avec \(\alpha = -\dfrac{b}{2a}\), \(\beta = f(\alpha)\) ; axe de symétrie \(x = \alpha\), extremum \(\beta\).
\(a(x - x_1)(x - x_2)\) si \(\Delta > 0\) ; \(a(x - x_0)^2\) si \(\Delta = 0\) ; impossible si \(\Delta < 0\). Le \(a\) devant, toujours.
SIGNE
Signe de \(a\) à l'extérieur des racines, opposé entre elles ; si \(\Delta < 0\), toujours le signe de \(a\). C'est la clé des inéquations.
Exercices
15 corrigés
Commence par le niveau 1. Cherche vraiment avant d'ouvrir le corrigé — c'est là que ça rentre. Les exercices suivent l'ordre du cours : lecture d'un trinôme, forme canonique et variations, équations et discriminant, factorisation, signe, inéquations — et un problème pour finir.
EXERCICE 01 · lire un trinômeniveau 1
Pour chaque fonction, dis si c'est une fonction polynôme du second degré ; si oui, donne \(a\), \(b\), \(c\) et le sens de la parabole : a. \(f(x) = 2x^2 - 3x + 1\) ; b. \(g(x) = 5 - x^2\) ; c. \(h(x) = 3x + 1\) ; d. \(k(x) = (x - 1)(x + 4)\).
CORRIGÉ
a. — Oui : \(a = 2\), \(b = -3\), \(c = 1\). \(a > 0\) : parabole tournée vers le haut.
b. — Oui — remets dans l'ordre : \(g(x) = -x^2 + 5\), donc \(a = -1\), \(b = 0\), \(c = 5\). Vers le bas.
c. — Non : pas de terme en \(x^2\), c'est du premier degré (une droite).
d. — Oui — développe : \(k(x) = x^2 + 3x - 4\), donc \(a = 1\), \(b = 3\), \(c = -4\). Vers le haut.
Conclusion : un trinôme peut se déguiser — développe ou réordonne avant de lire \(a\), \(b\), \(c\). Et le sens de la parabole ne dépend que du signe de \(a\).
EXERCICE 02 · lire la forme canoniqueniveau 1
Donne le sommet et le sens de chaque parabole : a. \(f(x) = (x - 3)^2 + 1\) ; b. \(g(x) = 2(x + 1)^2 - 5\) ; c. \(h(x) = -(x - 2)^2 + 4\). Puis : laquelle de ces fonctions admet un maximum, et lequel ?
CORRIGÉ
a. — \(S(3\;;\,1)\), \(a = 1 > 0\) : vers le haut.
b. — \(S(-1\;;\,-5)\) — la parenthèse \((x+1)^2\) s'annule en \(-1\), pas en \(1\). Vers le haut.
c. — \(S(2\;;\,4)\), \(a = -1 < 0\) : vers le bas.
Maximum — seule \(h\) a \(a < 0\) : son sommet est un toit. Maximum \(4\), atteint en \(x = 2\).
Conclusion : \(\alpha\) se lit avec le signe qui annule la parenthèse, et \(\beta\) est la valeur de l'extremum — « atteint en \(\alpha\) », mais « égal à \(\beta\) ».
EXERCICE 03 · forme canoniqueniveau 2
Mets sous forme canonique : a. \(f(x) = x^2 - 6x + 5\) ; b. \(g(x) = 2x^2 + 4x - 1\).
Conclusion : \(\alpha = -\dfrac{b}{2a}\), \(\beta = f(\alpha)\), et on vérifie en développant — dix secondes qui sauvent des points.
EXERCICE 04 · variationsniveau 2
Soit \(f(x) = -2(x - 1)^2 + 8\). a. Donne le sommet et le sens de la parabole. b. Dresse le tableau de variations de \(f\). c. \(f\) admet-elle un maximum ou un minimum ? Précise-le. d. Résous \(f(x) = 8\).
CORRIGÉ
a. — Forme canonique directe : \(S(1\;;\,8)\), et \(a = -2 < 0\) : vers le bas.
b. — \(f\) est croissante sur \(\left]-\infty\;;\,1\right]\), décroissante sur \(\left[1\;;\,+\infty\right[\) : flèche qui monte jusqu'à \(8\), puis flèche qui descend.
c. — Un maximum, égal à \(8\), atteint en \(x = 1\).
d. — \(-2(x-1)^2 + 8 = 8 \iff -2(x-1)^2 = 0 \iff x = 1\) : une seule solution — la valeur \(8\) n'est atteinte qu'au sommet, logique pour un maximum.
Conclusion : quand la forme canonique est donnée, tout se lit — ne développe surtout pas.
EXERCICE 05 · discriminantniveau 1
Calcule \(\Delta\) et donne le nombre de solutions (sans les calculer) : a. \(x^2 - 3x + 2 = 0\) ; b. \(4x^2 + 4x + 1 = 0\) ; c. \(2x^2 + x + 3 = 0\).
CORRIGÉ
a. — \(\Delta = 9 - 8 = 1 > 0\) : deux solutions.
b. — \(\Delta = 16 - 16 = 0\) : une racine double.
Conclusion : contrôle systématique — en a., \(-1\) et \(3\) sont symétriques autour de \(-\dfrac{b}{2a} = 1\) : cohérent.
EXERCICE 07 · équations sans Δniveau 2
Résous sans calculer de discriminant : a. \(x^2 = 5x\) ; b. \((3x - 2)(x + 5) = 0\) ; c. \(x^2 - 49 = 0\) ; d. \(x^2 + 1 = 0\).
CORRIGÉ
a. — Surtout ne divise pas par \(x\) ! Tout d'un côté et factorise : \(x^2 - 5x = x(x - 5) = 0\), donc \(x = 0\) ou \(x = 5\).
b. — Déjà factorisé — un produit est nul si un facteur l'est : \(x = \dfrac{2}{3}\) ou \(x = -5\). Calculer \(\Delta\) ici serait du gâchis.
c. — Identité remarquable : \((x - 7)(x + 7) = 0\), donc \(x = 7\) ou \(x = -7\).
d. — \(x^2 = -1\) : un carré n'est jamais strictement négatif, aucune solution.
Conclusion : \(\Delta\) est un outil, pas un réflexe obligatoire. Produit nul, facteur commun, identités remarquables : plus rapides — et sans calculatrice, décisifs.
EXERCICE 08 · factorisationniveau 2
Factorise quand c'est possible : a. \(x^2 - 2x - 3\) ; b. \(-x^2 + 4x - 4\) ; c. \(x^2 + x + 1\).
CORRIGÉ
a. — Racines \(-1\) et \(3\) (exercice 06) : \(x^2 - 2x - 3 = (x + 1)(x - 3)\).
c. — \(\Delta = 1 - 4 = -3 < 0\) : pas de racine, pas de factorisation.
Conclusion : racines → facteurs \((x - \text{racine})\), et le \(a\) en tête. Contrôle rapide par \(f(0)\) : en b., \(-(0-2)^2 = -4\). ✓
EXERCICE 09 · tableau de signesniveau 2
Dresse le tableau de signes : a. \(f(x) = x^2 - 5x + 4\) ; b. \(g(x) = -x^2 + 6x - 9\).
CORRIGÉ
a. — \(\Delta = 25 - 16 = 9\) : racines \(\dfrac{5 \pm 3}{2}\), soit \(1\) et \(4\). \(a = 1 > 0\) : positif avant \(1\), nul en \(1\), négatif entre \(1\) et \(4\), nul en \(4\), positif après.
Conclusion : \(\Delta = 0\) ne crée pas de zone positive — le trinôme touche le zéro sans jamais changer de signe.
EXERCICE 10 · inéquationsniveau 2
Résous dans \(\mathbb{R}\) : a. \(x^2 - 5x + 4 \leq 0\) ; b. \(x^2 + x + 2 > 0\).
CORRIGÉ
a. — Le tableau de l'exercice 09 : négatif (ou nul) entre les racines. \(S = \left[1\;;\,4\right]\), bornes incluses (inégalité large).
b. — \(\Delta = 1 - 8 = -7 < 0\) et \(a = 1 > 0\) : le trinôme est strictement positif partout. \(S = \mathbb{R}\).
Conclusion : une inéquation du second degré se lit dans un tableau de signes (ou sur la parabole imaginée) — jamais en bricolant l'inégalité.
EXERCICE 11 · inéquations piègesniveau 2
Résous dans \(\mathbb{R}\) : a. \(x^2 \geq 25\) ; b. \(3x^2 < 2x\).
CORRIGÉ
a. — \(x^2 - 25 \geq 0\), racines \(-5\) et \(5\), positif à l'extérieur : \(S = \left]-\infty\;;\,-5\right] \cup \left[5\;;\,+\infty\right[\). (Et non « \(x \geq 5\) » tout seul : \(x = -8\) convient aussi.)
b. — Ne divise pas par \(x\) ! \(3x^2 - 2x < 0 \iff x(3x - 2) < 0\) : racines \(0\) et \(\dfrac{2}{3}\), \(a = 3 > 0\), négatif entre elles : \(S = \left]0\;;\,\dfrac{2}{3}\right[\).
Conclusion : les deux pièges du chapitre dans un seul exercice — jamais « comme du premier degré », jamais de division par \(x\).
EXERCICE 12 · paramètreniveau 3
On considère l'équation \(x^2 + mx + 9 = 0\), où \(m\) est un réel. a. Pour quelles valeurs de \(m\) l'équation admet-elle une racine double ? b. Résous l'équation pour \(m = 10\). c. Pour quelles valeurs de \(m\) n'a-t-elle aucune solution ?
CORRIGÉ
a. — \(\Delta = m^2 - 36\). Racine double \(\iff \Delta = 0 \iff m^2 = 36 \iff m = 6\) ou \(m = -6\).
b. — \(m = 10\) : \(\Delta = 100 - 36 = 64\), \(\sqrt{\Delta} = 8\) : \(x = \dfrac{-10 \pm 8}{2}\), soit \(x_1 = -9\) et \(x_2 = -1\).
c. — Aucune solution \(\iff \Delta < 0 \iff m^2 - 36 < 0\). C'est… une inéquation du second degré en \(m\) : racines \(\pm 6\), négatif entre elles : \(m \in \left]-6\;;\,6\right[\).
Conclusion : le discriminant est devenu lui-même un trinôme à étudier — la boucle du chapitre est bouclée.
EXERCICE 13 · position relativeniveau 3
Dans un repère, on trace la parabole \(\mathcal{P} : y = x^2 - 2x + 3\) et la droite \(\mathcal{D} : y = x + 1\). a. Calcule la différence \(d(x) = (x^2 - 2x + 3) - (x + 1)\). b. Étudie le signe de \(d(x)\). c. Conclus sur les positions relatives de \(\mathcal{P}\) et \(\mathcal{D}\).
CORRIGÉ
a. — \(d(x) = x^2 - 3x + 2\).
b. — \(\Delta = 9 - 8 = 1\) : racines \(\dfrac{3 \pm 1}{2}\), soit \(1\) et \(2\). \(a > 0\) : positif à l'extérieur de \([1\;;\,2]\), négatif entre.
c. — \(\mathcal{P}\) est au-dessus de \(\mathcal{D}\) sur \(\left]-\infty\;;\,1\right[\) et sur \(\left]2\;;\,+\infty\right[\), en dessous sur \(\left]1\;;\,2\right[\), et elles se coupent aux points d'abscisses \(1\) et \(2\) — c'est-à-dire \((1\;;\,2)\) et \((2\;;\,3)\).
Conclusion : « position relative » = signe d'une différence. Ce réflexe-là revient dans presque tous les sujets de bac.
EXERCICE 14 · problèmeniveau 3
Retour au terrain : ta passe lobée suit la trajectoire \(h(x) = -0{,}5x^2 + 2x\) (hauteur en mètres, à \(x\) mètres du départ). a. Montre que \(h(x) = -0{,}5(x - 2)^2 + 2\). b. Quelle hauteur maximale le ballon atteint-il, et à quelle distance de toi ? c. À quelle distance retombe-t-il au sol ? d. Le défenseur, à \(1\) m de toi, peut toucher le ballon jusqu'à \(1{,}40\) m du sol : ta passe passe-t-elle ? e. Sur quelle distance le ballon vole-t-il à plus de \(1{,}50\) m ?
b. — Forme canonique : sommet \(S(2\;;\,2)\), et \(a < 0\) : maximum. Le ballon culmine à \(2\) m de haut, \(2\) m devant toi.
c. — \(h(x) = 0 \iff -0{,}5x(x - 4) = 0 \iff x = 0\) ou \(x = 4\) : parti de \(0\), il retombe \(4\) m plus loin — symétrique du départ autour de l'axe \(x = 2\).
d. — \(h(1) = -0{,}5 + 2 = 1{,}5\) m : le ballon passe \(10\) cm au-dessus de sa main. Passe réussie — de justesse.
e. — \(h(x) \geq 1{,}5 \iff -0{,}5x^2 + 2x - 1{,}5 \geq 0\). Multiplie par \(-2\) en retournant l'inégalité : \(x^2 - 4x + 3 \leq 0\), racines \(1\) et \(3\), négatif entre elles : \(x \in \left[1\;;\,3\right]\). Le ballon reste au-dessus de \(1{,}50\) m pendant \(2\) mètres.
Conclusion : sommet → forme canonique, point de chute → racines, « au-dessus de… » → inéquation. Les trois écritures du trinôme, chacune à son poste — c'est exactement à ça que sert ce chapitre.
VERS LE BAC — EXERCICE 15≈ 45 MIN · SANS CALCULATRICE
Partie A : étude complète d'un trinôme. Partie B : une entreprise fabrique et vend \(x\) objets par jour (\(0 \leq x \leq 60\)) ; son bénéfice quotidien, en euros, est modélisé par \(B(x) = -2x^2 + 120x - 1000\).
PARTIE A
Soit \(f(x) = 2x^2 - 8x + 6\). Montre que \(f(x) = 2(x - 2)^2 - 2\).
Déduis-en le tableau de variations de \(f\) et son extremum.
Résous \(f(x) = 0\) (la forme canonique peut t'éviter le discriminant).
Écris \(f(x)\) sous forme factorisée, puis résous \(f(x) \leq 0\).
PARTIE B
Calcule \(B(0)\) et interprète ce résultat.
Montre que \(B(x) = -2(x - 30)^2 + 800\). Déduis-en le bénéfice maximal et la production correspondante.
Détermine pour quelles productions l'entreprise est rentable, c'est-à-dire \(B(x) \geq 0\).