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Résoudre une équation du 2nd degré
samedi 26 mai 2018, par Neige
Méthode
Nous allons voir ici comment résoudre une équation du 2nd degré dans $\mathbb{R}$.
Une équation du 2nd degré peut s’écrire sous la forme $ax^2+bx+c=0$ où $a, b$ et $c$ sont des nombres fixés et $a\ne 0$.
Par exemple, les équations $-3x^2+5x-26=0$ ou bien $-x^2+\frac{2}{3}=0$ ou encore $x^2+5x=0$ sont des équations du 2nd degré. Par contre $2x-4=0$ n’est pas une équation du 2nd degré mais du 1er degré (il n’y a pas de $x^2$ ou mieux dit : le coefficient de $x^2$ est nul).
Voici la technique générale de résolution d’une équation de type $ax^2+bx+c=0$ (avec $a\ne 0$) dans $\mathbb{R}$.
- On écrit à quoi sont égaux $a, b$ et $c$.
- On calcule le discriminant $\Delta=b^2-4ac$.
- On donne l’une des 3 réponses suivantes selon la valeur de $\Delta$ :
- Si $\Delta \lt 0$, l’équation n’a pas de solution dans $\mathbb{R}$.
- Si $\Delta = 0$, l’équation admet une unique solution réelle : $x=\frac{-b}{2a}$.
- Si $\Delta \gt 0$, l’équation admet exactement deux solutions réelles : $x_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}$ et $x_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}$.
Remarques
- Inutile d’apprendre par coeur la formule correspondant à la racine unique (lorsque $\Delta = 0$), on la retrouve en remplaçant $\Delta$ par 0 dans l’une des deux solutions lorsque $\Delta \gt 0$.
- Attention à bien regrouper tous les termes dans un même membre de l’équation avant de donner les valeurs de $a, b$ et $c$. Par exemple, l’équation $-2x^2+3x-2=4$ doit être réécrite en $-2x^2+3x-6=0$ avant d’être résolue.
- Attention à bien ordonner les termes avant de donner les valeurs de $a, b$ et $c$. Par exemple, il est plus sûr d’écrire l’équation $3x-x^2+1=0$ sous la forme $-x^2+3x+1=0$ afin d’éviter les erreurs de coefficient !
- Il peut être utile de factoriser (ou diviser) par une constante afin de simplifier l’équation (et donc, les coefficients). Par exemple, dans l’équation $-100x^2+100x-200=0$, on peut diviser chacun des membres par 100 afin d’obtenir : $-x^2+x-2=0$.
Une dernière remarque
- Lorsque l’un des coefficients $b$ ou $c$ de l’équation $ax^2+bx+c=0$ est nul, il y a une méthode de résolution plus efficace :
- Si $b=0$, on isole $x^2$.
- Si $c=0$, on factorise par $x$.
Des exemples suivent la vidéo.
Un exemple en vidéo
D’autres exemples pour s’entraîner
On commence par regrouper tous les termes dans le membre de gauche :
$(E_1) \Leftrightarrow x^2+x-2=0$.
C’est une équation du 2nd degré de forme $ax^2+bx+c=0$ où $a=1, b=1$ et $c=-2$.
Calcul du discriminant :
$\begin{align}
\Delta &= 1^2-4\times 1\times (-2) \\
& =1+8 \\
& =9
\end{align}$
On constate que $\Delta \gt 0$ donc $(E_1)$ admet exactement deux solutions réelles :
$\begin{align}
x_1 &=\frac{-1-\sqrt{9}}{2\times 1} \\
& = \frac{-1-3}{2} \\
& = \frac{-4}{2} \\
& = -2
\end{align}$
$\begin{align}
x_2 &=\frac{-1+\sqrt{9}}{2\times 1} \\
& = \frac{-1+3}{2} \\
& = \frac{2}{2} \\
& = 1
\end{align}$
On commence par regrouper tous les termes dans le membre de gauche :
$\begin{align}
(E_2) & \Leftrightarrow x^2-2x^2+3x+3x-5-4=0 \\
& \Leftrightarrow -x^2+6x-9=0
\end{align}$
C’est une équation du 2nd degré de forme $ax^2+bx+c=0$ où $a=-1, b=6$ et $c=-9$.
Calcul du discriminant :
$\begin{align}
\Delta &= 6^2-4\times (-1)\times (-9) \\
& =36-36 \\
& =0
\end{align}$
On constate que $\Delta = 0$ donc $(E_2)$ admet exactement une solution réelle :
$\begin{align}
x &=\frac{-6}{2\times (-1)} \\
& = \frac{-6}{-2} \\
& = 3
\end{align}$
On commence par ordonner les termes dans le membre de gauche !
$(E_3) \Leftrightarrow 4x^2+8x+16=0$.
On peut aussi diviser par 4 chacun des membres (cela revient à diviser chaque terme par 4) :
$(E_3) \Leftrightarrow x^2+2x+4=0$.
C’est une équation du 2nd degré de forme $ax^2+bx+c=0$ où $a=1, b=2$ et $c=4$.
Calcul du discriminant :
$\begin{align}
\Delta &= 2^2-4\times 1\times 4 \\
& =4-16 \\
& =-12
\end{align}$
On constate que $\Delta \lt 0$ donc cette équation n’admet pas de solution réelle.
$(E_1)$ est une équation du 2nd degré de forme $ax^2+bx+c=0$ où $a=1, b=0$ et $c=-5$.
Calcul du discriminant :
$\begin{align}
\Delta &= 0^2-4\times 1\times (-5) \\
& =0+20 \\
& =20
\end{align}$
On constate que $\Delta \gt 0$ donc $(E_1)$ admet exactement deux solutions réelles :
$\begin{align}
x_1 &=\frac{0-\sqrt{20}}{2\times 1} \\
& = -\frac{\sqrt{5}\times \sqrt{4}}{2} \\
& = -\frac{\sqrt{5}\times 2}{2} \\
& = -\sqrt{5} \\
& \approx -2,236
\end{align}$
$\begin{align}
x_2 &=\frac{0+\sqrt{20}}{2\times 1} \\
& = \frac{\sqrt{5}\times \sqrt{4}}{2} \\
& = \frac{\sqrt{5}\times 2}{2} \\
& = \sqrt{5} \\
& \approx 2,236
\end{align}$
On peut aussi résoudre cette équation sans utiliser le discriminant :
$\begin{align}
(E_1) & \Leftrightarrow x^2=5 \\
& \Leftrightarrow x=\sqrt{5} \qquad ou \qquad x=-\sqrt{5}
\end{align}$
On obtient bien les mêmes solutions.
On commence par regrouper tous les termes dans le membre de gauche :
$(E_2) \Leftrightarrow 2x^2+3x=0$.
C’est une équation du 2nd degré de forme $ax^2+bx+c=0$ où $a=2, b=3$ et $c=0$.
Calcul du discriminant :
$\begin{align}
\Delta &= 3^2-4\times 2\times 0 \\
& =9 \\
\end{align}$
On constate que $\Delta \gt 0$ donc $(E_2)$ admet exactement deux solutions réelles :
$\begin{align}
x_1 &=\frac{-3-\sqrt{9}}{2\times 2} \\
& = \frac{-3-3}{4} \\
& = \frac{-6}{4} \\
& = -\frac{3}{2}
\end{align}$
$\begin{align}
x_2 &=\frac{-3+\sqrt{9}}{2\times 2} \\
& = \frac{-3+3}{4} \\
& = \frac{0}{4} \\
& = 0
\end{align}$
On peut aussi résoudre cette équation sans utiliser le discriminant :
$\begin{align}
(E_2) & \Leftrightarrow 2x^2+3x=5 \\
& \Leftrightarrow x(2x+3) \\
& \Leftrightarrow x=0 \qquad ou \qquad 2x+3=0 \\
& \Leftrightarrow x=0 \qquad ou \qquad 2x=-3 \\
& \Leftrightarrow x=0 \qquad ou \qquad x=-\frac{3}{2} \\
\end{align}$
On obtient bien les mêmes solutions.
- Niveau difficile
Pour quelles valeurs du réel $m$, l’équation $x^2-mx+1$ admet exactement une solution réelle ?
C’est une équation du 2nd degré de forme $ax^2+bx+c=0$ où $a=1, b=-m$ et $c=1$.
Calcul du discriminant :
$\begin{align}
\Delta &= (-m)^2-4\times 1\times 1 \\
& =m^2-4
\end{align}$
L’équation admet exactement une solution réelle si et seulement si $\Delta = 0$. Or,
$\begin{align}
\Delta = 0 & \Leftrightarrow m^2-4=0 \\
& \Leftrightarrow m^2=4 \\
& \Leftrightarrow m=2 \qquad ou \qquad m=-2
\end{align}$
L’équation admet exactement une solution réelle pour $m=2$ ou $m=-2$ et seulement dans ce cas.
Au Bac
On utilise cette méthode pour résoudre :
(prochainement disponible)
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Messages
1. Résoudre une équation du 2nd degré, 16 octobre 2018, 17:11, par lyna
2x2—x-3=0
2x2-2x-1=0
1. Résoudre une équation du 2nd degré, 16 octobre 2018, 19:20, par Neige
Bonjour lyna,
Voici les étapes à suivre :
1 - Identifier les coefficients a, b et c.
2 - Calculer le discriminant.
3 - Selon le signe du discriminant, dire s’il y a deux solutions ou une seule ou aucune.
Peux-tu me dire quelle étape te pose problème ?
2. Résoudre une équation du 2nd degré, 5 mai 2020, 09:37, par lila
Bonjour pourriez-vous m’aider s’il vous plait ? Je n’arrive pas à résoudre cette équation qui est pourtant assez simple 🥺🥺
x2 + 6x + 9/9
(x2 signifie x au carré et le / signifie que c’est une fraction ; le dénominateur est 9)
1. Résoudre une équation du 2nd degré, 5 mai 2020, 14:12, par Neige
Bonjour lila,
Je suppose que tu souhaites résoudre (x²+6x+9)/9=0 (c’est à dire que la division par 9 concerne x²+6x+9 et pas seulement le 9).
Alors voici une indication : le numérateur est une identité remarquable de forme (a+b)². Peux-tu trouver a et le b ?
Une fois que tu auras trouvé a et b, il te suffira de résoudre l’équation produit (a+b)²/9=0, c’est à dire (a+b)(a+b)=0 puisque le dénominateur de la fraction n’a pas d’impact sur l’annulation dans ce cas.
J’espère que cela t’a aidé. Reviens par ici si ce n’est pas clair.
Bon courage !
Neige
3. Résoudre une équation du 2nd degré, 7 août 2020, 09:12, par gautier
pour résoudre un calcul en labo de recherche
L’équation de la courbe est la suivante :
y=-ax² + bx + c
nous connaissons y dans notre expérience car c’est la valeur donnée par l’absorbance on doit calculer x, cette équation est celle de la courbe étalon obtenue avec la gamme des standards
Merci
1. Résoudre une équation du 2nd degré, 8 août 2020, 08:01, par Neige
Bonjour !
Dans votre cas, il suffit d’écrire l’équation sous cette forme :
-ax² + bx + (c-y) = 0
puis de calculer le discriminant :
delta = b² - 4×(-a)×(c-y)
et enfin, les racines éventuelles (s’il y a deux racines, vous devrez sans doutes éliminer une solution aberrante).
J’espère avoir répondu à votre question.
Bon courage !
Neige