Définition
Forme développée
La forme développée d'une expression quadratique est une équation de la forme ax² + bx + c, où a, b et c sont des constantes, et x est la variable.
Polynôme du second degré
Un polynôme du second degré est une fonction de la forme ax² + bx + c, où a, b et c sont des réels, et a ≠ 0.
Forme canonique
La forme canonique d'un polynôme du second degré est une équation de la forme a(x-h)² + k, où (h, k) est le sommet de la parabole représentée par l'équation initiale.
Expression de la forme développée
La forme développée d'un polynôme du second degré est exprimée sous la forme ax² + bx + c. Cette formule est essentielle pour identifier les coefficients qui déterminent la courbure et l'orientation de la parabole représentée par l'équation quadratique. Le terme ax² est le terme quadratique qui influe sur l'ouverture et la direction de la parabole. Si le coefficient a est positif, la parabole est tournée vers le haut, tandis que si a est négatif, elle est tournée vers le bas. Le terme bx est le terme linéaire qui influe sur la symétrie de la parabole, et c est le terme constant qui correspond au point où la parabole coupe l'axe des y.
Conversion entre formes développée et canonique
Pour convertir une équation quadratique de sa forme développée à sa forme canonique, nous utilisons la méthode de la complétion du carré. Cela implique de réécrire l'expression quadratique en termes d'un carré parfait plus une constante. Ce processus aide à déterminer le sommet de la parabole, représenté par les coordonnées (h, k) dans la forme canonique. Par exemple, pour convertir y = ax² + bx + c en forme canonique :
1. Identifiez le coefficient du terme linéaire (b) et divisez-le par deux, puis élevez le résultat au carré (noté k).
2. Ajoutez et soustrayez cette valeur k dans l'équation.
3. Regroupez les termes pour former un carré parfait et ajustez la constante finale.
Comme résultat, vous obtiendrez une équation de la forme a(x-h)² + k.
Calcul des racines de l'équation
Les racines d'une équation quadratique, également appelées solutions ou zéros, sont les valeurs de x pour lesquelles ax² + bx + c = 0. Ces solutions peuvent être trouvées en utilisant la formule quadratique : x = [-b ± √(b² - 4ac)] / 2a. Selon la valeur du discriminant (Δ = b² - 4ac), une équation quadratique peut avoir deux racines réelles distinctes (Δ > 0), une racine réelle double (Δ = 0), ou deux racines complexes conjuguées (Δ < 0). La forme développée est cruciale pour calculer ce discriminant, qui guide ensuite la résolution de l'équation.
Applications de la forme développée
La forme développée d'un polynôme du second degré est utilisée dans de nombreux contextes mathématiques et appliqués. Elle est utile pour analyser les propriétés des fonctions quadratiques, telles que l'orientation et la largeur de la parabole. En physique et en ingénierie, ces fonctions modélisent une variété de phénomènes comme la trajectoire des projectiles. En économie, les fonctions quadratiques peuvent décrire des courbes de coût et de profit. La compréhension et l'utilisation de la forme développée facilitent les calculs nécessaires pour ces analyses.
A retenir :
La forme développée d'une équation quadratique, ax² + bx + c, est essentielle pour comprendre la structure et le comportement des fonctions du second degré. Elle permet le calcul des racines de l'équation, la conversion en forme canonique pour identifier les sommets et l'analyse des propriétés de la parabole. Les compétences nécessaires pour manipuler cette forme sont fondamentales dans divers domaines, incluant les mathématiques avancées et les applications scientifiques et économiques.