Propriété - Somme et produit des racines du trinôme du second degré

Soient $a$, $b$ et $c$, trois nombres réels où $a\neq0$.

On suppose que le polynôme du second degré $ax^2+bx+c$ admet deux racines réelles $x_1$ et $x_2$ (éventuellement confondues) ; alors :

Dans chacun des cas suivants, l'équation admet deux solutions réelles $x_1$ et $x_2$.

Sans faire aucun calcul donnez $x_1+x_2$ et $x_1x_2$, puis vérifiez en déterminant effectivement les solutions de l'équation.

  1. $2x^2+5x+2=0$

  2. $-x^2+4x-3=0$

  3. $3x^2-5x+1=0$

  4. $x^2-3x-1=0$

  1. L'équation $2x^2+5x+2=0$ est de la forme $ax^2+bx+c=0$ avec :

    $a=2$ ; $b=5$ et $c=2$.

    Nous avons :

    • $x_1+x_2=\dfrac{-b}{a}=\dfrac{-5}{2}$
    • $x_1x_2=\dfrac{c}{a}=\dfrac{2}{2}=1$

    Vérification :

    Calculons le discriminant $\Delta$ associé à l'équation :

    $\Delta=b^2-4ac=5^2-4\times2\times2=25-16=9$

    Nous avons $\Delta>0$, donc l'équation $2x^{2}+5x+2=0$ admet deux solutions réelles distinctes :

    • $x_1 =\dfrac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-5-\sqrt{9}}{2\times 2} =\dfrac{-5-3}{4} =-2$
    • $x_2 =\dfrac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-5+\sqrt{9}}{2\times 2} =\dfrac{-5+3}{4} =-\dfrac{1}{2}$

    Calculons la somme et le produit des solutions trouvées :

    • $x_1+x_2=-2-\dfrac{1}{2}=\dfrac{-5}{2}$
    • $x_1x_2=-2\times \left(-\dfrac{1}{2}\right)=1$

    Nous obtenons bien les mêmes résultats que ci-dessus.

  2. L'équation $-x^2+4x-3=0$ est de la forme $ax^2+bx+c=0$ avec :

    $a=-1$ ; $b=4$ et $c=-3$.

    Nous avons :

    • $x_1+x_2=\dfrac{-b}{a}=\dfrac{-4}{-1}=4$
    • $x_1x_2=\dfrac{c}{a}=\dfrac{-3}{-1}=3$

    Vérification :

    Calculons le discriminant $\Delta$ associé à l'équation :

    $\Delta=b^2-4ac=4^2-4\times(-1)\times(-3)=16-12=4$

    Nous avons $\Delta>0$, donc l'équation $-x^{2}+4x-3=0$ admet deux solutions réelles distinctes :

    • $x_1 =\dfrac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-4-\sqrt{4}}{2\times(-1)} =\dfrac{-4-2}{-2} =3$
    • $x_2 =\dfrac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-4+\sqrt{4}}{2\times(-1)} =\dfrac{-4+2}{-2} =1$

    Calculons la somme et le produit des solutions trouvées :

    • $x_1+x_2=3+1=4$
    • $x_1x_2=3\times1=3$

    Nous obtenons bien les mêmes résultats que ci-dessus.

  3. L'équation $3x^2-5x+1=0$ est de la forme $ax^2+bx+c=0$ avec :

    $a=3$ ; $b=-5$ et $c=1$.

    Nous avons :

    • $x_1+x_2=\dfrac{-b}{a}=\dfrac{-(-5)}{3}=\dfrac{5}{3}$
    • $x_1x_2=\dfrac{c}{a}=\dfrac{1}{3}$

    Vérification :

    Calculons le discriminant $\Delta$ associé à l'équation :

    $\Delta=b^2-4ac=(-5)^2-4\times3\times1=25-12=13$

    Nous avons $\Delta>0$, donc l'équation $3x^{2}-5x+1=0$ admet deux solutions réelles distinctes :

    • $x_1 =\dfrac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-(-5)-\sqrt{13}}{2\times3} =\dfrac{5-\sqrt{13}}{6}$
    • $x_2 =\dfrac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-(-5)+\sqrt{13}}{2\times3} =\dfrac{5+\sqrt{13}}{6}$

    Calculons la somme et le produit des solutions trouvées :

    • $x_1+x_2=\dfrac{5-\sqrt{13}}{6}+\dfrac{5+\sqrt{13}}{6}=\dfrac{5-\cancel{\sqrt{13}}+5+\cancel{\sqrt{13}}}{6}=\dfrac{10}{6}=\dfrac{5}{3}$
    • $x_1x_2=\dfrac{5-\sqrt{13}}{6}\times\dfrac{5+\sqrt{13}}{6} =\dfrac{\left(5-\sqrt{13}\right)\left(5+\sqrt{13}\right)}{36} =\dfrac{25-13}{36}=\dfrac{12}{36}=\dfrac{1}{3}$

    Nous obtenons bien les mêmes résultats que ci-dessus.

  4. L'équation $x^2-3x-1=0$ est de la forme $ax^2+bx+c=0$ avec :

    $a=1$ ; $b=-3$ et $c=-1$.

    Nous avons :

    • $x_1+x_2=\dfrac{-b}{a}=\dfrac{-(-3)}{1}=3$
    • $x_1x_2=\dfrac{c}{a}=\dfrac{-1}{1}=-1$

    Vérification :

    Calculons le discriminant $\Delta$ associé à l'équation :

    $\Delta=b^2-4ac=(-3)^2-4\times1\times(-1)=9+4=13$

    Nous avons $\Delta>0$, donc l'équation $x^{2}-3x-1=0$ admet deux solutions réelles distinctes :

    • $x_1 =\dfrac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-(-3)-\sqrt{13}}{2\times1} =\dfrac{3-\sqrt{13}}{2}$
    • $x_2 =\dfrac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} =\dfrac{-(-3)+\sqrt{13}}{2\times1} =\dfrac{3+\sqrt{13}}{2}$

    Calculons la somme et le produit des solutions trouvées :

    • $x_1+x_2=\dfrac{3-\sqrt{13}}{2}+\dfrac{3+\sqrt{13}}{2} =\dfrac{3-\cancel{\sqrt{13}}+3+\cancel{\sqrt{13}}}{2} =\dfrac{6}{2}=3$
    • $x_1x_2=\dfrac{3-\sqrt{13}}{2}\times\dfrac{3+\sqrt{13}}{2} =\dfrac{\left(3-\sqrt{13}\right)\left(3+\sqrt{13}\right)}{2} =\dfrac{9-13}{4}=\dfrac{-4}{4}=-1$

    Nous obtenons bien les mêmes résultats que ci-dessus.