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Mathématiques · Première · Catégorie du laboratoire

Le second degré, sous tous ses angles.

Construis une fonction, confronte ses représentations et mène six enquêtes pour expliquer ce que tu observes.

Explore les six enquêtes ci-dessous. Active JavaScript pour construire et comparer les fonctions dans l’atelier.

Six enquêtes, avec ou sans l’atelier

Point de départ : f(x) = 0,5(x − 2)² − 2. Son sommet est (2 ; −2), ses racines sont 0 et 4 et sa forme développée est 0,5x² − 2x.

Une fonction, trois écritures

Développe une forme canonique et explique pourquoi la courbe ne change pas.

a(x − h)² + k = ax² − 2ahx + ah² + k. Ainsi b = −2ah et c = ah² + k.

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Retrouver une fonction

Un sommet et un point sont donnés. Construis la seule parabole qui les respecte.

Si u ≠ h, alors a = (v − k)/(u − h)². Le sommet et un point hors de l’axe déterminent a, h et k.

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Trouver ce qui contredit

Une affirmation semble plausible. Construis un contre-exemple et justifie-le.

Une observation isolée ne prouve pas une proposition universelle. Un contre-exemple exact la réfute ; sa vérification doit utiliser les coefficients, pas seulement le dessin.

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Choisir la bonne écriture

Racines, extremum ou image de zéro : choisis une forme utile, puis calcule.

Le choix dépend de la question. Le produit nul donne les racines ; un carré est positif ou nul ; remplacer x par zéro dans ax² + bx + c donne c.

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Conclure sans la courbe

Retrouve un sommet, puis un extremum sur un intervalle, sans graphique.

Sur un intervalle fermé, compare les valeurs aux bornes et au sommet s’il est dans l’intervalle. Le signe de a détermine si le sommet est un minimum ou un maximum.

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Fabriquer une trajectoire

Passe un obstacle, atteins la cible, explique le sommet, puis transfère sans curseur.

Cette trajectoire est un modèle géométrique. Les coordonnées du sommet et les contraintes de hauteur se vérifient avec f(x) = a(x − h)² + k.

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Revenir à ses idées

Ton carnet d’exploration

Garde des fonctions, compare deux essais et retrouve les enquêtes que tu as expliquées. Ce carnet reste sur cet appareil. Exporte-le pour le conserver ou le transporter.

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Les essais et les enquêtes enregistrés sur cet appareil seront remplacés. Exporte le carnet actuel pour le conserver.

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Poursuivre l’exploration

Et si tu regardais la pente de la courbe ?

Relie une fonction à sa dérivée, construis une tangente et explore deux projets : une boîte optimale et une racine par Newton.

De l’observation à la preuve

Trois écritures. Une même fonction.

Le sommet devient visible

f(x)=a(x−h)2+k. Si a > 0, le carré est positif ou nul : k est le minimum. Si a < 0, k est le maximum. Dans les deux cas, il est atteint pour x = h.

Les coefficients se répondent

Développer donne b = −2ah et c = ah² + k. En sens inverse, lorsque a ≠ 0, h = −b/(2a) et k = f(h). L’écriture change, pas la fonction.

Les racines expliquent le signe

Le discriminant Δ = b² − 4ac = −4ak distingue deux racines réelles, une racine double ou aucune racine réelle. Lorsque deux racines existent, le signe entre elles est opposé à celui de a.

La courbe représente une fonction sur les nombres réels. Un dessin ou une valeur arrondie aide à conjecturer ; les identités algébriques et les inégalités permettent de justifier. Lorsque a = 0, la fonction est constante, pas du second degré.

Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-10-02 · Responsabilité éditoriale : Maxdecours.

  1. Programme de spécialité mathématiques de Première générale, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-10-02.
  2. Quadratic Functions, Algebra and Trigonometry 2e, 5.1, OpenStax, consulté le 2026-10-02.