Ce cours d’équations et inéquations du 2nd degré pour le Tronc Commun couvre le discriminant, les racines et le signe du trinôme, avec exercices corrigés. Retrouvez les autres leçons dans la catégorie Tronc Commun.
Cours d’équations du 2nd degré Tronc Commun
Équations & Inéquations du 2nd Degré
Discriminant, racines, somme et produit, et tableaux de signes.
à maîtriser
1Équation du second degré
Avec \(a \neq 0\), \(b\) et \(c\) des réels. Une solution de cette équation s’appelle une racine du trinôme \(ax^2 + bx + c\).
- Si \(\Delta < 0\) : L’équation n’a pas de solution réelle (\(S = \emptyset\)).
- Si \(\Delta = 0\) : L’équation a une seule solution (dite double) :
\[ x_0 = -\frac{b}{2a} \]
- Si \(\Delta > 0\) : L’équation a deux solutions distinctes :
\[ x_1 = \frac{-b – \sqrt{\Delta}}{2a} \quad \text{et} \quad x_2 = \frac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a} \]
- On identifie : \(a = 2\), \(b = -1\), \(c = -6\).
- On calcule le discriminant : \(\Delta = (-1)^2 – 4(2)(-6) = 1 + 48 = 49\).
- Comme \(\Delta > 0\), il y a deux solutions : \(x_1 = \frac{1 – 7}{4} = -\frac{3}{2}\) et \(x_2 = \frac{1 + 7}{4} = 2\).
- Donc \(S = \left\{-\frac{3}{2} ; 2\right\}\).
- \(a = 1\), \(b = 3\), \(c = 10\).
- \(\Delta = 3^2 – 4(1)(10) = 9 – 40 = -31\).
- Comme \(\Delta < 0\), l’équation n’a pas de solution réelle. \(S = \emptyset\).
2Somme et Produit des racines
- \(x\) et \(y\) sont les solutions de l’équation \(t^2 – 5t + 4 = 0\).
- \(\Delta = 25 – 16 = 9\).
- \(t_1 = \frac{5 – 3}{2} = 1\) et \(t_2 = \frac{5 + 3}{2} = 4\).
- Donc les couples solutions sont \((1 ; 4)\) et \((4 ; 1)\).
3Le Discriminant réduit
- Si \(\Delta’ < 0\) : pas de solution réelle.
- Si \(\Delta’ = 0\) : une solution double \(x_0 = -\frac{b’}{a}\).
- Si \(\Delta’ > 0\) : deux solutions \(x_1 = \frac{-b’ – \sqrt{\Delta’}}{a}\) et \(x_2 = \frac{-b’ + \sqrt{\Delta’}}{a}\).
- On a \(b = -22\), donc \(b’ = -11\).
- \(\Delta’ = (-11)^2 – (1)(-23) = 121 + 23 = 144\).
- \(\Delta’ > 0\), donc deux solutions : \(x_1 = \frac{11 – 12}{1} = -1\) et \(x_2 = \frac{11 + 12}{1} = 23\).
- \(S = \{-1 ; 23\}\).
4Inéquations du second degré
- Si \(\Delta < 0\) : \(P(x)\) est toujours du signe de \(a\).
- Si \(\Delta = 0\) : \(P(x)\) est du signe de \(a\) partout sauf pour la racine double où il s’annule.
- Si \(\Delta > 0\) : \(P(x)\) est du signe de \(a\) à l’extérieur des racines, et du signe contraire entre les racines.
- \(\Delta = (-3)^2 – 4(2)(1) = 9 – 8 = 1\).
- Racines : \(x_1 = \frac{3 – 1}{4} = \frac{1}{2}\) et \(x_2 = \frac{3 + 1}{4} = 1\).
- Comme \(a = 2 > 0\), le trinôme est positif à l’extérieur des racines.
- On veut \(\ge 0\), donc on prend l’extérieur (avec les bornes incluses).
- \(S = \left]-\infty ; \frac{1}{2}\right] \cup [1 ; +\infty[\).
- \(\Delta = 16 – 4(-2)(-2) = 16 – 16 = 0\).
- Une racine double : \(x_0 = -\frac{4}{2(-2)} = 1\).
- Le trinôme est du signe de \(a = -2\) (négatif), sauf en 1 où il vaut 0.
- On veut strictement \(> 0\), donc il n’y a pas de solution. \(S = \emptyset\).
5Exercices corrigés
Cherche d’abord seul(e), puis ouvre la solution pour vérifier.
Factoriser le trinôme \(4x^2 + 19x – 5\).
Voir la solution
On cherche les racines : \(\Delta = 19^2 – 4(4)(-5) = 361 + 80 = 441\).
\(\sqrt{441} = 21\).
\(x_1 = \frac{-19 – 21}{8} = -5\) et \(x_2 = \frac{-19 + 21}{8} = \frac{1}{4}\).
La forme factorisée est \(a(x – x_1)(x – x_2) = 4(x + 5)(x – \frac{1}{4}) = (x + 5)(4x – 1)\).
Résoudre dans \(\mathbb{R}\) : \(\frac{x – 2}{2x^2 – 3x – 2} – \frac{x^2}{2x^2 + 13x + 6} = 0\).
Voir la solution
On commence par factoriser les dénominateurs.
\(2x^2 – 3x – 2 = (2x + 1)(x – 2)\)
\(2x^2 + 13x + 6 = (2x + 1)(x + 6)\)
Les valeurs interdites sont \(x = -6\), \(x = -\frac{1}{2}\) et \(x = 2\).
L’équation devient : \(\frac{x – 2}{(2x + 1)(x – 2)} – \frac{x^2}{(x + 6)(2x + 1)} = 0\).
On simplifie : \(\frac{1}{2x + 1} – \frac{x^2}{(x + 6)(2x + 1)} = 0\).
Soit \(\frac{x + 6 – x^2}{(2x + 1)(x + 6)} = 0 \implies -x^2 + x + 6 = 0\).
\(\Delta = 1 – 4(-1)(6) = 25\).
Les racines sont \(x_1 = 3\) et \(x_2 = -2\).
Aucune n’est une valeur interdite, donc \(S = \{-2 ; 3\}\).
Résoudre dans \(\mathbb{R}\) : \(3x^2 + 6x – 9 > 0\).
Voir la solution
On résout \(3x^2 + 6x – 9 = 0\).
\(\Delta = 36 – 4(3)(-9) = 36 + 108 = 144\).
Racines : \(x_1 = \frac{-6 – 12}{6} = -3\) et \(x_2 = \frac{-6 + 12}{6} = 1\).
Comme \(a = 3 > 0\), le trinôme est positif à l’extérieur des racines.
On veut strictement \(> 0\), donc \(S = \left]-\infty ; -3\right[ \cup \left]1 ; +\infty\right[\).
Soit l’équation \(x^2 + (2\sqrt{3} – \sqrt{2})x – 2\sqrt{6} = 0\). Vérifier que le discriminant est \((2\sqrt{3} + \sqrt{2})^2\) et résoudre l’équation.
Voir la solution
\(\Delta = (2\sqrt{3} – \sqrt{2})^2 – 4(1)(-2\sqrt{6})\)
\(\Delta = (12 – 4\sqrt{6} + 2) + 8\sqrt{6} = 14 + 4\sqrt{6}\).
Or \((2\sqrt{3} + \sqrt{2})^2 = 12 + 4\sqrt{6} + 2 = 14 + 4\sqrt{6}\).
Donc \(\Delta = (2\sqrt{3} + \sqrt{2})^2\).
Les racines sont :
\(x_1 = \frac{-(2\sqrt{3} – \sqrt{2}) – (2\sqrt{3} + \sqrt{2})}{2} = \frac{-4\sqrt{3}}{2} = -2\sqrt{3}\).
\(x_2 = \frac{-(2\sqrt{3} – \sqrt{2}) + (2\sqrt{3} + \sqrt{2})}{2} = \frac{2\sqrt{2}}{2} = \sqrt{2}\).
Donc \(S = \{-2\sqrt{3} ; \sqrt{2}\}\).
★Fiche résumé à retenir
- Discriminant : \(\Delta = b^2 – 4ac\).
- \(\Delta < 0\) : Pas de solution réelle.
- \(\Delta = 0\) : Une racine double \(x_0 = -\frac{b}{2a}\).
- \(\Delta > 0\) : Deux racines \(x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}\).
- Somme et Produit : \(S = -\frac{b}{a}\) et \(P = \frac{c}{a}\).
- Signe du trinôme : Signe de \(a\) à l’extérieur, signe contraire à l’intérieur.