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MathématiquesPremière générale — spécialité maths

Le second degré : cours et fiche de révision

Cours de spécialité maths Première : formes, discriminant, racines, somme, produit et signe du second degré.

Objectifs du cours

  • 1

    Reconnaître les trois formes d’une fonction polynôme du second degré.

  • 2

    Résoudre une équation du second degré avec le discriminant.

  • 3

    Étudier le signe d’un trinôme à partir de ses racines.

  • 4

    Choisir la forme utile pour une équation, une inéquation ou un extremum.

Points clés à retenir

Une fonction du second degré s’écrit f(x) = ax² + bx + c avec a ≠ 0.

Le discriminant Δ = b² − 4ac indique le nombre de racines réelles.

Avec deux racines, leur somme vaut −b/a et leur produit vaut c/a.

Deux racines permettent une forme factorisée et une étude de signe.

La forme canonique aide à lire un minimum ou un maximum.

La forme la plus utile dépend toujours de la question posée.

Cours expliqué

1. Les trois formes à reconnaître

Une fonction polynôme du second degré s’écrit f(x) = ax² + bx + c, avec a ≠ 0.

On choisit son écriture selon la question. Chaque écriture révèle une information différente.

  • Forme développée : ax² + bx + c. Elle permet de calculer le discriminant.
  • Forme factorisée : a(x − x₁)(x − x₂). Elle rend les racines et le signe visibles.
  • Forme canonique : a(x − α)² + β. Elle permet de repérer un minimum ou un maximum.

2. Résoudre une équation avec le discriminant

Pour résoudre ax² + bx + c = 0, on commence par identifier a, b et c.

On calcule ensuite Δ = b² − 4ac. Le signe de Δ décide du nombre de solutions réelles.

  • Si Δ > 0, l’équation a deux solutions réelles distinctes.
  • Si Δ = 0, l’équation a une solution réelle double.
  • Si Δ < 0, l’équation n’a aucune solution réelle.

3. Étudier le signe d’un trinôme

Quand f(x) = a(x − x₁)(x − x₂), les racines séparent la droite réelle en trois intervalles.

Si a est positif, f est positif à l’extérieur des racines. Le signe est négatif entre elles.

Si a est négatif, tous les signes sont inversés. Avec une racine double, le signe ne change pas.

4. Somme et produit des racines

Lorsque l’équation admet deux racines x₁ et x₂, elles vérifient deux relations simples.

Ces relations permettent de contrôler un calcul ou de détecter des racines entières dans des cas simples.

  • Somme des racines : x₁ + x₂ = −b/a.
  • Produit des racines : x₁ × x₂ = c/a.

5. Choisir la bonne écriture

Utilise la forme développée pour calculer Δ.

Utilise la forme factorisée pour résoudre une inéquation ou étudier le signe.

Utilise une forme canonique simple pour repérer un extremum ou une valeur minimale.

Formules essentielles

Discriminant

Δ = b² − 4ac

Deux racines si Δ > 0

x₁ = (−b − √Δ) / 2a ; x₂ = (−b + √Δ) / 2a

Racine double si Δ = 0

x₀ = −b / 2a

Somme et produit des racines

x₁ + x₂ = −b/a ; x₁ × x₂ = c/a

Forme factorisée

f(x) = a(x − x₁)(x − x₂)

Exemples corrigés pas à pas

Résoudre et factoriser

Résous x² − 5x + 6 = 0, puis factorise x² − 5x + 6.

  1. 1On lit a = 1, b = −5 et c = 6.
  2. 2Δ = (−5)² − 4 × 1 × 6 = 25 − 24 = 1.
  3. 3Δ est positif. Il y a donc deux solutions réelles.
  4. 4x₁ = (5 − 1) / 2 = 2 et x₂ = (5 + 1) / 2 = 3.
  5. 5On vérifie : x₁ + x₂ = 5 = −b/a et x₁ × x₂ = 6 = c/a.
  6. 6Le trinôme se factorise : x² − 5x + 6 = (x − 2)(x − 3).

Les racines sont 2 et 3. Le trinôme est négatif entre 2 et 3.

Trouver une forme canonique simple

Étudie g(x) = x² − 4x + 7.

  1. 1On complète le carré : x² − 4x + 7 = x² − 4x + 4 + 3.
  2. 2Donc g(x) = (x − 2)² + 3.
  3. 3Un carré est toujours positif ou nul.
  4. 4Ainsi, g(x) est toujours supérieur ou égal à 3.
  5. 5La valeur minimale 3 est atteinte pour x = 2.

La fonction n’a pas de racine réelle et son minimum vaut 3.

S’entraîner

QCM : forme canonique et discriminant

Vérifie les notions vues dans le cours avec dix questions corrigées.

Lancer le QCM

Astuce de révision

Avant tout calcul, écris clairement a, b et c. Le signe de b doit rester dans les parenthèses de b².

Auto-vérification

1. Combien de solutions réelles a 2x² + 3x + 5 = 0 ?

Aucune solution réelle.

Δ = 3² − 4 × 2 × 5 = 9 − 40 = −31. Le discriminant est négatif.

Pièges à éviter

!

Ne pas oublier la condition a ≠ 0.

!

Pour b = −5, calcule bien b² = (−5)².

!

Ne factorise pas sur les réels si Δ est négatif.

!

Ne confonds pas les racines avec les coordonnées du sommet.