Terminale spécialité mathématiques • Combinatoire et dénombrement

Exercice de synthèse 9 — Polynômes à coefficients chiffres

Dénombrements et racines imposées • Polynômes du second et du troisième degré

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Objectif. Croiser algèbre et dénombrement : les coefficients sont choisis parmi les chiffres \(0,1,\ldots,9\), tandis que la condition portant sur une racine impose une relation entre ces coefficients.
A

Polynômes du second degré

On considère les polynômes du second degré \[ P(x)=ax^2+bx+c, \] avec \(a\neq0\), où \(a\), \(b\) et \(c\) sont des chiffres, donc des entiers compris entre 0 et 9.
  1. Combien de polynômes peut-on former si l’on souhaite que les coefficients \(a\), \(b\) et \(c\) soient des chiffres ?
  2. Parmi les polynômes précédents, combien admettent \(0\) comme racine ?
  3. Combien de polynômes admettent \(-1\) comme racine ?
  4. Question supplémentaire. Combien de polynômes admettent \(1\) comme racine ?
  5. Question supplémentaire. Combien de polynômes admettent simultanément \(0\) et \(1\) comme racines ?
  6. Question supplémentaire. Combien de polynômes possèdent une racine double, c’est-à-dire vérifient \(\Delta=0\) ?
B

Polynômes du troisième degré

On considère maintenant les polynômes du troisième degré \[ Q(x)=ax^3+bx^2+cx+d, \] avec \(a\neq0\), où \(a\), \(b\), \(c\) et \(d\) sont des chiffres.
  1. Combien de polynômes peut-on former ?
  2. Combien de ces polynômes admettent \(0\) comme racine ?
  3. Combien de ces polynômes admettent \(-1\) comme racine ?
  4. Combien de ces polynômes admettent \(1\) comme racine ?
  5. Combien de polynômes admettent simultanément \(0\) et \(1\) comme racines ?
  6. Combien de polynômes admettent simultanément \(0\), \(1\) et \(-1\) comme racines ?
  7. Combien de polynômes admettent \(0\) comme racine double ?
  8. Combien de polynômes admettent \(0\) comme racine double et \(-1\) comme racine simple ?

Rappels utiles

• Les coefficients sont des chiffres : \(0,1,2,\ldots,9\).

• Le coefficient \(a\) du terme de plus haut degré est non nul.

• \(r\) est racine de \(P\) si et seulement si \(P(r)=0\).

• Pour le degré 2 : \(\Delta=b^2-4ac\).

Compétences travaillées

Principe multiplicatif Dénombrement Contraintes Polynômes Racines Discriminant Racines multiples Modélisation algébrique

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