Cours synthétique : Polynômes du 3e degré - Niveau 1ère (A font)

1èreMathematiquesPolynome du 3eme degréA font~3 min de lecture

Polynômes du 3e degré — niveaux avancés (A font)

Le cours présente la forme générale \(P(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d\) avec \(a \neq 0\), les méthodes pour trouver des racines et factoriser, et un exemple pas à pas.

Objectifs

  • Comprendre la forme générale d’un polynôme du troisième degré et les paramètres \(a,b,c,d\).
  • Identifier des racines et factoriser lorsque cela est possible en utilisant la division synthétique et le théorème des racines rationnelles.
  • Résoudre un exemple concret et décomposer le polynôme en produits de facteurs linéaux et/ou quadratiques.

Notions clés

Exemple résolu

Considérons le polynôme simple : \(P(x) = x^3 - 6x^2 + 11x - 6\).

On teste une racine évidente : \(P(1) = 1 - 6 + 11 - 6 = 0\). Ainsi, \(x=1\) est une racine et \(P(x) = (x-1)Q(x)\).

On détermine le quotient \(Q(x)\) par division synthétique ou par développement :

\[ \begin{align} P(x) &= x^3 - 6x^2 + 11x - 6 \\ &= (x-1)(x^2 - 5x + 6) \\ &= (x-1)(x-2)(x-3) \end{align} \]
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Récapitulatif des étapes :

Étape 1 : tester une racine candidate, ici \(x=1\), et vérifier que \(P(1)=0\).
Étape 2 : écrire \(P(x) = (x-1)Q(x)\) et déterminer \(Q(x)\).
Étape 3 : factoriser le quotient \(Q(x) = x^2 - 5x + 6 = (x-2)(x-3)\).

Erreurs fréquentes

  • Confondre les racines avec les coefficients sans vérification.
  • Oublier le critère \(a \neq 0\) lorsque l’on parle de polynôme du 3e degré.
  • Ne pas effectuer correctement la division synthétique et négliger le reste.
  • Oublier que le nombre de racines réelles peut être 1, 2 ou 3 selon le discriminant de la partie quadratique.

Récapitulatif

  • Forme générale : \(P(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d\) avec \(a \neq 0\).
  • Si \(r\) est une racine, \(P(x) = (x - r)Q(x)\) où \(Q\) est un polynôme de degré 2.
  • Utiliser la division synthétique pour obtenir \(Q(x)\) et factoriser ensuite si possible.
  • Exemple clé : \(P(x) = x^3 - 6x^2 + 11x - 6 = (x-1)(x-2)(x-3)\).

Cartes mémo

P(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d
Forme générale d’un polynôme du 3e degré
Racine r
Si \(r\) est une racine, alors \(P(x) = (x-r)Q(x)\)
Division synthétique
Méthode rapide pour trouver \(Q(x)\) lorsque \(x=r\) est racine

Schéma: racines et forme factorisée

Schéma d'un polynôme du 3e degré montrant les racines 1, 2 et 3 1 2 3

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