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Signe du trinôme et inéquations du second degré

Niveau 6 · Première

Rappel éclair· On réveille ce que tu sais déjà avant d'attaquer.

Rappel : calcule le discriminant Δ du trinôme x² - 5x + 6.

Le cours en entier

À relire à tout moment, y compris pendant les exercices.

Tu sais résoudre ax² + bx + c = 0 avec le discriminant. Nouvelle question, plus riche : pour quelles valeurs de x le trinôme est-il positif ? Négatif ? C'est l'étude du SIGNE du trinôme, et c'est la clé des inéquations du second degré comme x² - 5x + 6 > 0.

L'image à garder en tête : la courbe du trinôme est une parabole. Si a > 0, elle sourit (tournée vers le haut) ; si a < 0, elle boude (tournée vers le bas). Les racines sont les points où elle traverse l'axe horizontal. Entre les racines, la parabole passe de l'autre côté de l'axe : le signe y est opposé à celui de a.

D'où la règle d'or, quand Δ > 0 et que le trinôme a deux racines x₁ < x₂ : le trinôme est du signe de a à l'EXTÉRIEUR des racines, et du signe CONTRAIRE de a entre les racines. Exemple : x² - 5x + 6 a pour racines 2 et 3, avec a = 1 > 0. Il est donc positif avant 2 et après 3, négatif entre 2 et 3, nul en 2 et en 3.

Les deux autres cas se lisent sur la parabole. Si Δ = 0, la parabole touche l'axe en un seul point : le trinôme est du signe de a partout, sauf en la racine où il s'annule. Si Δ < 0, la parabole ne touche jamais l'axe : le trinôme garde le signe de a pour TOUT x. Ainsi x² + x + 1, avec Δ = -3, est toujours strictement positif.

Pour résoudre une inéquation du second degré, le rituel est donc : tout ramener d'un côté, calculer Δ et les racines éventuelles, dresser le tableau de signes (ou imaginer la parabole), puis lire la zone demandée. Dernier point de vigilance : inégalité stricte (< ou >) exclut les racines, inégalité large (≤ ou ≥) les inclut.

L'exemple, pas à pas

Résous l'inéquation x² - 5x + 6 > 0.

  1. Δ = 25 - 24 = 1, racines : x₁ = 2 et x₂ = 3

    Je calcule le discriminant et les racines : la parabole coupe l'axe en 2 et en 3.

  2. a = 1 > 0 : signe de a à l'extérieur des racines

    Le coefficient a est positif : la parabole sourit. Le trinôme est positif à l'extérieur des racines, négatif entre elles.

  3. x² - 5x + 6 > 0 pour x < 2 ou x > 3

    Je cherche où le trinôme est STRICTEMENT positif : à l'extérieur, racines exclues car l'inégalité est stricte.

  4. test x = 0 : 6 > 0 ✓ ; test x = 2,5 : 6,25 - 12,5 + 6 = -0,25 < 0 ✓

    Je contrôle avec deux valeurs : positif en dehors, négatif au milieu. Le tableau de signes est confirmé.

Résultat : Solutions : x < 2 ou x > 3.

Résous l'inéquation -x² + 4x - 3 ≥ 0.

  1. Δ = 16 - 12 = 4, racines : x = (-4 ± 2) / (-2), soit 1 et 3

    Je calcule Δ = 4² - 4 × (-1) × (-3) = 4, puis les racines avec a = -1 : j'obtiens 1 et 3.

  2. a = -1 < 0 : signe de a à l'extérieur, signe opposé entre les racines

    Le coefficient a est négatif : la parabole boude. Le trinôme est négatif à l'extérieur et POSITIF entre les racines.

  3. -x² + 4x - 3 ≥ 0 pour 1 ≤ x ≤ 3

    Je veux positif ou nul : la zone entre les racines, racines INCLUSES car l'inégalité est large.

  4. test x = 2 : -4 + 8 - 3 = 1 ≥ 0 ✓ ; test x = 0 : -3 ≥ 0 faux ✓

    Contrôle : x = 2 (dans la zone) marche, x = 0 (hors zone) ne marche pas. Cohérent.

Résultat : Solutions : 1 ≤ x ≤ 3.