Second degré : forme canonique et factorisation
Fiche écrite en 2020
I. Rappels de seconde
A. Définition
Définition
Soit
,
et
trois réels avec
non nul.
La fonction
définie sur
R par
est appelée fonction polynôme du second degré.
est la forme développée du polynôme
.
Sa courbe représentative est une parabole P
Par abus de langage, on appelle aussi cette fonction
f fonction trinôme.
Forme canonique
Théorème
Pour tout réel
où
et
sont l'abscisse et l'ordonnée
du sommet S de la parabole P
Cette écriture est la forme canonique du polynôme
.
Remarque (utile dans les exercices) : La droite passant par le sommet S et parallèle à l'axe des ordonnées
est
axe de symétrie de la parabole.
Variation d'une fonction trinôme
Variations de
si
alors le tableau de variation de
est :
L'extremum
est le minimum de
, et a lieu en
si
alors le tableau de variation de
est :
L'extremum
est le maximum de
, et a lieu en
Pour plus de détails, consulter
la fiche de seconde.
II. Ecriture sous forme canonique d'un trinôme
c'est à dire pour a0, savoir écrire un trinôme
sous la forme
1. Un exemple simple : a=1
Ecrire
sous forme canonique
Principe : on doit reconnaître sur
le début d'une identité remarquable.
d'où
Ainsi :
est bien de la forme
; c'est la forme
canonique de
.
2. Autre exemple : a1
Ecrire
sous forme canonique
On commence par factoriser par a, coefficient de
:
est le début du développement d'une identité remarquable de type
--> petite astuce : on
divise le coefficient de x
par 2
d'où :
Ainsi :
qui est la forme
canonique de
.
TESTE-TOI
Ecrire
sous forme canonique
Corrige-toi
à écrire sous forme canonique
on factorise -2, le coefficient du terme en x² :
d'où
ainsi
3. Par calcul des coordonnées du sommet de la parabole
Exemple :
et
d'où la forme canonique est :
TESTE-TOI
III. Factorisation d'un trinôme
Soit le trinôme
P tel que
avec a
0
Si le trinôme
P admet deux racines x
1 et x
2 (éventuellement confondues), alors :
pour tout réel x,
Remarque :Tous les trinômes ne sont pas factorisables ; pour être factorisable, un polynôme du second degré
doit admettre
1 racine double ou
2 racines distinctes.
Plusieurs outils sont disponibles pour essayer de factoriser un trinôme.
1. Outils usuels de la factorisation
Reconnaître une
identité remarquable : la factorisation est alors immédiate
exemple :
2 est racine double
Cas du coefficient constant nul :
mise en évidence de facteurs communs
exemple :
Cas du coefficient de x nul
exemple :
. Pour cet exemple, on ne peut pas factoriser davantage car
n'admet pas
de racine réelle.
Dédoublement d'un terme puis regroupement
exemple :
TESTE-TOI
2. A partir d'une racine évidente
Rappel
Si
est racine de P, alors on peut factoriser P par (x-
)
Réciproquement : si on peut factoriser P par (x-
) alors
est racine de P
exemple 1 :
1 est racine évidente car f(1)=0, et ce n'est pas une racine double (sinon, on reconnaîtrait une identité remarquable)
f(x) est donc factorisable par (x-1), soit
où x
2 est la seconde racine
On développe :
Par identification, on trouve
Ainsi, f(x)=(x-1)(x+7) est la forme factorisée de f(x) ; 1 et -7 sont les deux racines.
exemple 2 :
Appliquons une autre méthode.
par calcul mental, on remarque que
, 1 est donc racine de P.
On peut donc écrire que
On aurait pu identifier la seconde racine, à partir de la
somme et du produit des racines (ajouter lien)
TESTE-TOI
Vérifier que -1 est racine évidente de
, puis factoriser
a. par identification
b. par calcul de
Corrige-toi
fonction trinôme avec
donc -1 est bien une racine de j
Remarque : -1 n'est pas racine double, puisque
n'est pas de la forme
Le polynôme
admet donc une seconde racine, à déterminer.
a. rappel : la forme factorisée d'un trinôme est
or
et
; déterminons
par identification
on développe, réduit et ordonne
par identification des coefficients, on établit et résout le système :
et on trouve
d'où l'on conclut une factorisation
b. puisque
, on peut écrire :
3. Factorisation à partir de la forme canonique
exemple 1 : g
on factorise par 3
, entre les crochets, identité remarquable a²-b²=(a-b)(a+b)
forme factorisée de
exemple 2 :
On reconnait l'identité remarquable a²-b²=(a-b)(a+b)
exemple 3 :
. Il n'est pas possible de factoriser
qui n'a pas de racine.
TESTE-TOI