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Exercices – Chapitre 3

Second degré | Première générale (spécialité) | Mathématiques

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Rappels utiles :

Exercice 1 — Identifier et orienter

Pour chaque trinôme, donner \(a\), \(b\), \(c\) et l'orientation de la parabole.

1. \(f(x) = 3x^2 - 5x + 2\)

2. \(g(x) = -x^2 + 4x\)

3. \(h(x) = 5 - 2x^2\)

1. \(a = 3\), \(b = -5\), \(c = 2\) ; \(a \gt 0\) → parabole vers le haut.

2. \(a = -1\), \(b = 4\), \(c = 0\) ; \(a \lt 0\) → parabole vers le bas.

3. \(h(x) = -2x^2 + 0x + 5\), donc \(a = -2\), \(b = 0\), \(c = 5\) ; \(a \lt 0\) → parabole vers le bas.

Exercice 2 — Forme canonique et sommet

Mettre sous forme canonique et donner les coordonnées du sommet.

1. \(f(x) = x^2 - 6x + 5\)

2. \(g(x) = x^2 + 4x + 1\)

3. \(h(x) = x^2 - 2x - 3\)

1. \(x^2 - 6x = (x-3)^2 - 9\), donc \(f(x) = (x-3)^2 - 4\). Sommet \(S(3\,;-4)\).

2. \(x^2 + 4x = (x+2)^2 - 4\), donc \(g(x) = (x+2)^2 - 3\). Sommet \(S(-2\,;-3)\).

3. \(x^2 - 2x = (x-1)^2 - 1\), donc \(h(x) = (x-1)^2 - 4\). Sommet \(S(1\,;-4)\).

Exercice 3 — Discriminant et résolution

Résoudre chaque équation à l'aide du discriminant.

1. \(x^2 - 5x + 6 = 0\)

2. \(2x^2 - 3x - 2 = 0\)

3. \(x^2 - 6x + 9 = 0\)

4. \(x^2 + x + 1 = 0\)

1. \(\Delta = 25 - 24 = 1 \gt 0\) ; \(x = \dfrac{5 \pm 1}{2}\) → \(x_1 = 2\), \(x_2 = 3\).

2. \(\Delta = 9 + 16 = 25 \gt 0\) ; \(x = \dfrac{3 \pm 5}{4}\) → \(x_1 = 2\), \(x_2 = -\dfrac12\).

3. \(\Delta = 36 - 36 = 0\) ; racine double \(x_0 = \dfrac{6}{2} = 3\).

4. \(\Delta = 1 - 4 = -3 \lt 0\) ; aucune solution réelle.

Exercice 4 — Somme-produit et factorisation

1. Résoudre \(x^2 - 7x + 12 = 0\) par somme-produit.

2. Factoriser \(x^2 - 7x + 12\).

3. Une racine de \(x^2 - 9x + 20\) est \(4\). Trouver l'autre par somme (ou produit).

1. Somme \(7\), produit \(12\) → racines \(3\) et \(4\).

2. \(x^2 - 7x + 12 = (x-3)(x-4)\) (car \(a = 1\)).

3. Somme des racines \(= -\dfrac{b}{a} = 9\). L'autre racine vaut \(9 - 4 = 5\) (vérification par produit : \(4 \times 5 = 20 = c\)).

Exercice 5 — Signe du trinôme

Étudier le signe de chaque trinôme sur \(\mathbb{R}\).

1. \(f(x) = 2x^2 - 8\)

2. \(g(x) = -2x^2 + 3x - 5\)

3. \(h(x) = -x^2 + 4x - 3\)

1. Racines \(-2\) et \(2\), \(a = 2 \gt 0\) : \(f(x) \gt 0\) sur \(]-\infty\,;-2[\cup]2\,;+\infty[\), \(f(x) \lt 0\) sur \(]-2\,;2[\), nul en \(\pm 2\).

2. \(\Delta = 9 - 40 = -31 \lt 0\) : pas de racine, \(g(x)\) est du signe de \(a = -2\), donc strictement négatif pour tout \(x\).

3. Racines (somme \(4\), produit \(3\)) : \(1\) et \(3\), \(a = -1 \lt 0\) : \(h(x) \gt 0\) sur \(]1\,;3[\), \(h(x) \lt 0\) à l'extérieur, nul en \(1\) et \(3\).

Exercice 6 — Inéquations

Résoudre dans \(\mathbb{R}\).

1. \(x^2 - x - 6 \lt 0\)

2. \(-x^2 + 4x - 3 \ge 0\)

3. \(x^2 - 4x + 4 \gt 0\)

1. Racines \(-2\) et \(3\), \(a \gt 0\) : \(f(x) \lt 0\) entre les racines → \(S = \,]-2\,;3[\).

2. Racines \(1\) et \(3\), \(a \lt 0\) : \(f(x) \ge 0\) entre les racines → \(S = [1\,;3]\).

3. \(\Delta = 16 - 16 = 0\), racine double \(2\), \(a \gt 0\) : \(f(x) \gt 0\) partout sauf en \(x = 2\) → \(S = \,]-\infty\,;2[\cup]2\,;+\infty[\).

Exercice 7 — Déterminer un trinôme

1. Déterminer une fonction polynôme du second degré s'annulant en \(-1\) et en \(5\).

2. Parmi celles-ci, déterminer celle qui vaut \(-12\) en \(0\).

1. Toute fonction \(f(x) = a(x+1)(x-5)\) avec \(a \ne 0\) convient. Par exemple \(f(x) = (x+1)(x-5) = x^2 - 4x - 5\).

2. \(f(0) = a(1)(-5) = -5a\). On veut \(-5a = -12\), donc \(a = \dfrac{12}{5} = 2{,}4\). Ainsi \(f(x) = 2{,}4\,(x+1)(x-5)\).

Exercice 8 — Problème type : aire maximale

Un rectangle a un périmètre de \(20\) cm. On note \(x\) sa largeur.

1. Exprimer la longueur puis l'aire \(A(x)\) en fonction de \(x\).

2. Mettre \(A(x)\) sous forme canonique.

3. En déduire la largeur qui maximise l'aire et l'aire maximale.

1. Périmètre \(2(\text{long} + x) = 20\), donc la longueur est \(10 - x\). Aire : \(A(x) = x(10-x) = -x^2 + 10x\).

2. \(-x^2 + 10x = -(x^2 - 10x) = -\big[(x-5)^2 - 25\big] = -(x-5)^2 + 25\).

3. Comme \(a = -1 \lt 0\), \(A\) est maximale au sommet, pour \(x = 5\) cm (un carré \(5 \times 5\)), avec \(A_{\max} = 25\ \text{cm}^2\).