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Contenu

Forme canonique et variations

Équations de degré 2

Tableau de signes d’un polynôme de degré 2

Résolution d’inéquations

Problème de recettes-coûts et bénéfices

Devoir d'entraînement | temps recommandé 20mn ou plus | Niveau 1 application directe du cours | exercices complémentaires et devoirs d’entraînement |
Exercice 1 (3 points)
Pour chaque question, une seule réponse est juste.
Vous répondrez sur la copie en notant la lettre correspondant à votre réponse.
Chaque question est notée sur 1 point.
Une réponse fausse enlève 0,5 point et l'absence de réponse donne 0 point.
Si le total des points est négatif, l'exercice est noté sur 0 point.
  1. La fonction $f$ est définie sur $\mathbb{R}$ par $ f(x)=2(x+3)^2+12$.
    La parabole représentant $f$ a pour sommet
    a. $S(3;12)$
    b. $ S(-3;-12)$
    c. $S(-3;12)$
    Rappel cours

    Forme canonique
    Toute fonction polynôme de degré 2 définie sur $\mathbb{R}$ par $P (x) = ax^2 + bx + c$ peut s'écrire sous la forme $P (x) = a(x -\alpha)^2 + \beta$ avec $\alpha=\dfrac{-b}{2a}$ et $\beta= P ( \alpha)$.
    Cette écriture de $P (x)$ est appelée forme canonique et $S(\alpha;\beta)$ est le sommet de la parabole représentant la fonction $P$

    Aide

    Identifier $\alpha$ et $\beta$ dans la forme canonique donnée ci-dessus.
    On veut avoir dans les parenthèses $x-\alpha$

    Solution

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  2. La fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par $ f(x)=x^2-x+3$ est de signe
    a. positif
    b. négatif
    c. on ne peut pas le savoir
    Rappel cours

    Signe de $ax^2+bx+c$
    - Cas $\Delta>0$ (deux racines $x_1$ et $x_2$

    - Cas $\Delta=0$ (une racine $x_1$)

    - Cas $\Delta<0$ (aucune racine)

    Aide

    Déterminer s'il y en a les racines du polynôme pour connaître son signe.

    Solution

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  3. La fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par $ f(x)=2x^2-16x+14$ a pour forme factorisée
    a. $f(x)=2(x-1)(x-7)$
    b. $ f(x)=(x-1)(x-7)$
    c. $ f(x)=2(x+1)(x+7)$
    Rappel cours

    Forme factorisée
    - Si le polynôme du second degré $P(x)=ax^2+bx+c$ (avec $a\neq 0$) admet deux racines $x_1$ et $x_2$
    alors la forme factorisée de $P$ est $P(x)=a(x-x_1)(x-x_2)$
    - Si le polynôme du second degré $P(x)=ax^2+bx+c$ (avec $a\neq 0$) admet une racine $x_1$
    alors la forme factorisée de $P$ est $P(x)=a(x-x_1)^2$
    - Si le polynôme du second degré $P(x)=ax^2+bx+c$ (avec $a\neq 0$) n'admet aucune racine
    alors la forme factorisée de $P$ n'existe pas

    Aide

    On peut déterminer les racines de $f(x)$ pour écrire la forme factorisée
    On peut aussi développer chacune des expressions proposées

    Solution

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Exercice 2 (4 points)
  1. Déterminer les racines du polynôme $x^2-6x+5$.
    Rappel cours

    Racines
    Les racines de $p(x)=ax^2+bx+c$ avec$a\neq 0$ sont les valeurs de $x$ annulant $P$
    c'est à dire telles que $P(x)=0$.
    $\Delta=b^2-4ac$
    Si $\Delta>0$ donc il y a deux racine $x_1=\dfrac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}$ et $x_2=\dfrac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}$
    Si $\Delta=0$ il y a une racine (double) $x_1=\dfrac{-b}{2a}$
    Si $\Delta<0$ il n'y a aucune racine
    Remarque: Graphiquement, les racines sont les abscisses des points d'intersection de la parabole et de l'axe des abscisses.

    Aide

    Il faut calculer le discriminant $\Delta$
    aux signes $-$ dans les calculs

    Solution

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  2. En utilisant le résultat précédent, résoudre l'inéquation $\dfrac{x^2-6x+5}{3-x}\leq 0$
    Aide

    Il faut faire le tableau de signes du quotient

    Solution

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Exercice 3 (5 points)
On donne ci-dessous la parabole $\mathcal{P}$ représentation graphique de la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$.
  1. A l'aide du graphique, déterminer les coefficients $a$, $b$ et $c$ de $f$ tels que $f(x)=ax^2+bx+c$ (On pourra d'abord chercher la forme canonique).
    Rappel cours

    On peut utiliser les coordonnées du sommet de la parabole pour déterminer la forme canonique
    Pour déterminer le coefficient $a$, on peut utiliser le fait que la parabole passe par le point de coordonnées $(0;-11)$ donc on a $f(0)=-11$

    Solution

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  2. On donne $f(x)=-2x^2+12x-11$.
    Résoudre l'inéquation $f(x)\geq 5$.
    Expliquer comment contrôler graphiquement le résultat obtenu?
    Aide

    Il faut se ramener à une inéquation de la forme $ax^2+bx+c\geq 0$

    Solution

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Exercice 4 (8 points)
Partie A
On considère la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=-0,005x^2+0,6x-10$.
  1. Dresser le tableau de variations de $f$.
    Rappel cours

    Variations fonction polynôme du second degré
    Soit la fonction $P$ définie sur $\mathbb{R}$ par sa forme canonique $P (x) = a(x-\alpha)^2 + \beta$
    La courbe représentative de $P$ est une parabole dont le sommet a pour coordonnées $(\alpha; \beta)$.
    Tableau de variation:

    Aide

    On peut chercher les coordonnées du sommet de la parabole pour déterminer la forme canonique
    Le sens de variation de $f$ dépend du signe du coefficient $a$ de $x^2$

    Solution

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  2. Résoudre l'inéquation $f(x)\geq 0$.
    Rappel cours

    Signe de $ax^2+bx+c$
    - Cas $\Delta>0$ (deux racines $x_1$ et $x_2$

    - Cas $\Delta=0$ (une racine $x_1$)

    - Cas $\Delta<0$ (aucune racine)

    Aide

    Il faut chercher les racines de $f(x)=-0,005x^2+0,6x-10$ pour faire le tableau de signes

    Solution

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Partie B
Une entreprise fabrique et vend des ordinateurs portables.
Le coût de fabrication de $x$ ordinateurs est donné par la fonction $C$ définie par $C(x)=0,005x^2+0,4x+10$, ce coût est exprimé en milliers d'euros.
L'entreprise produit entre 0 et 200 ordinateurs par jour et chaque ordinateur est vendu 1000 euros.
On suppose que toute la production est vendue.
  1. On note $R(x)$ la recette, en milliers d'euros, engendrée par la vente de $x$ ordinateurs.
    Exprimer $R(x)$ en fonction de $x$.
    Aide

    Chaque machine est vendue 1 000 euros soit 1 millier d'euros.

    Solution

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  2. Montrer que le bénéfice, en milliers d'euros, est donné par la fonction $B$ définie sur $[0;200]$ par
    $B(x)=f(x)=-0,005x^2+0,6x-10$.
    Aide

    Le bénéfice est égal à la recette diminuée du coût de fabrication.

    Solution

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  3. En utilisant les résultats de la partie A, répondre aux questions suivantes:
    - déterminer le bénéfice maximum de l'entreprise.
    - déterminer la quantité d'ordinateurs à fabriquer pour que l'entreprise fasse du bénéfice
    Aide

    0 On veut déterminer le maximum de la fonction $f$ (voir tableau de variations)
    On veut $B(x)\geq 0$

    Solution

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