Fiche de synthèse

Chapitre 6 — Fonctions — Bilan des fiches 1 à 8 — 2nde

5 problèmes de synthèse

📚 Récapitulatif des 8 notions du chapitre

FicheNotionMot-clé qui doit alerterMéthode en une phrase
1Vocabulaire« associe », \(f:x\mapsto f(x)\)Départ \(x\) → fonction \(f\) → arrivée \(f(x)\)
2Image« calculer », « remplacer »On connaît \(x\) : on substitue et on calcule \(f(x)\)
3Antécédent« résoudre », « quelle valeur donne… »On connaît \(f(x)\) : on résout l'équation \(f(x)=k\)
4Domaine de définitiondivision, racine carréeInterdit si dénominateur nul ou racine d'un négatif
5Tableau de valeursligne du haut / du basHaut manquant → antécédent ; bas manquant → image
6Lecture graphique« sur le graphique »Image : vertical puis horizontal. Antécédent : horizontal puis vertical
7Appartenance à la courbe« appartient », « sur la courbe »\(A(a\,;\,b) \in \mathcal{C}_f \iff f(a)=b\)
8Inéquation graphique\(f(x)\lt k\), \(f(x)\gt k\)Comparer la courbe à la droite horizontale \(y=k\)
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0 / 5

Problème 1 / 5

Problème concretFonction affine — toutes les notions
✓ Vu

Une entreprise loue des vélos électriques. Elle propose un tarif de \(3\) € par heure d'utilisation, plus \(2\) € de frais de dossier fixes, facturés une seule fois.

On note \(x\) le nombre d'heures de location, et \(c(x)\) le prix total payé, en euros.

a.Déterminer l'expression de la fonction \(c\) en fonction de \(x\).
b.Quel est le domaine de définition mathématique de \(c\) ? Ce domaine correspond-il exactement aux valeurs de \(x\) possibles dans ce contexte ?
c.Compléter le tableau de valeurs suivant.
Heures \(x\)\(0\)\(1\)\(2\)\(3\)\(4\)
Prix \(c(x)\)?\(5\)?\(11\)?
d.Calculer l'image de \(6\) par \(c\). Interpréter.
e.Déterminer l'antécédent de \(20\) par \(c\). Interpréter.
f.Le point \((10\,;\,32)\) appartient-il à la courbe de \(c\) ?
g.Un client dispose d'un budget maximum de \(26\) €. Résoudre l'inéquation qui traduit cette situation, puis interpréter.
a. Expression de c

\(x\) heures coûtent \(3x\) €, plus les \(2\) € de frais fixes.

\(c(x) = 3x + 2\)
b. Domaine de définition

domaine Il n'y a ni division ni racine carrée dans \(c(x)=3x+2\) : mathématiquement, \(D_c = \mathbb{R}\).

Mais dans ce contexte, \(x\) représente un nombre d'heures : il doit donc être positif ou nul (on ne peut pas louer un vélo un nombre négatif d'heures). Le domaine mathématique est donc plus large que les valeurs réellement possibles dans la situation.

c. Tableau complété
\(c(0)\)\(3\times0+2 = 2\)
\(c(2)\)\(3\times2+2 = 8\)
\(c(4)\)\(3\times4+2 = 14\)
Heures \(x\)\(0\)\(1\)\(2\)\(3\)\(4\)
Prix \(c(x)\)\(2\)\(5\)\(8\)\(11\)\(14\)
d. Image de 6 — IMAGE

image On connaît \(x=6\), on calcule.

On calcule\(c(6) = 3\times6+2 = 20\)
\(c(6)=20\) → louer un vélo \(6\) heures coûte \(20\) €
e. Antécédent de 20 — ANTÉCÉDENT

antécédent On connaît le prix (\(20\) €), on résout \(c(x)=20\).

\(3x \) \(+2\) \(= 20\)
\(-2\)
\(-2\)
\(3\)\(x = 18\)
\(\div 3\)
\(\div 3\)
\(x = 6\)
L'antécédent de \(20\) est \(6\) → payer \(20\) € correspond à \(6\) heures de location
f. Point (10 ; 32) — APPARTENANCE

appartenance On vérifie si \(c(10) = 32\).

On calcule\(c(10) = 3\times10+2 = 32\)
Oui, \(c(10)=32\) : le point appartient à la courbe de \(c\)
g. Budget maximum de 26 € — INÉQUATION

« Budget maximum » se traduit par \(c(x) \leq 26\).

\(3x \) \(+2\) \(= 26\)
\(-2\)
\(-2\)
\(3\)\(x = 24\)
\(\div 3\)
\(\div 3\)
\(x = 8\)

La fonction \(c\) est croissante, donc \(c(x)\leq26\) équivaut à \(x \leq 8\).

Le client peut louer le vélo au maximum \(8\) heures
⚠ Bilan : ce problème utilise successivement le vocabulaire, le domaine, le tableau, l'image, l'antécédent, l'appartenance et l'inéquation — sept notions du chapitre, sur une seule situation.

Problème 2 / 5

Problème concretDomaine restreint (division)
✓ Vu

Un groupe d'amis loue un chalet pour un montant total de \(240\) €, qu'ils souhaitent partager équitablement entre eux.

On note \(x\) le nombre de personnes dans le groupe, et \(f(x)\) le prix payé par personne, en euros.

a.Déterminer l'expression de la fonction \(f\) en fonction de \(x\).
b.Déterminer le domaine de définition mathématique de \(f\). Pourquoi cette restriction a-t-elle aussi un sens très concret ici ?
c.Compléter le tableau de valeurs suivant.
Personnes \(x\)\(2\)\(4\)\(6\)\(8\)
Prix/pers. \(f(x)\)?\(60\)?\(30\)
d.Calculer l'image de \(12\) par \(f\). Interpréter.
e.Déterminer l'antécédent de \(30\) par \(f\) (déjà présent dans le tableau : vérifier par le calcul). Interpréter.
f.Le point \((5\,;\,50)\) appartient-il à la courbe de \(f\) ?

💡 Indices

Résoudre \(\dfrac{240}{x} = 30\) revient à se demander : par quel nombre faut-il diviser \(240\) pour obtenir \(30\) ? On peut aussi multiplier les deux côtés par \(x\), puis diviser par \(30\).
a. Expression de f

Le montant total (\(240\) €) est divisé par le nombre de personnes.

\(f(x) = \dfrac{240}{x}\)
b. Domaine de définition

domaine Le dénominateur est \(x\) : il s'annule pour \(x=0\), valeur interdite.

\(D_f = \;]-\infty\,;\,0[\;\cup\;]0\,;\,+\infty[\)

Concrètement, cette restriction a du sens : on ne peut pas partager une somme entre \(0\) personne (la division n'a alors aucun sens, ni mathématiquement, ni dans la réalité). Le contexte impose en plus que \(x\) soit un entier positif (\(1\), \(2\), \(3\)…), ce qui restreint encore davantage les valeurs possibles.

c. Tableau complété
\(f(2)\)\(240 \div 2 = 120\)
\(f(6)\)\(240 \div 6 = 40\)
Personnes \(x\)\(2\)\(4\)\(6\)\(8\)
Prix/pers. \(f(x)\)\(120\)\(60\)\(40\)\(30\)
d. Image de 12 — IMAGE

image On connaît \(x=12\), on calcule.

On calcule\(f(12) = 240 \div 12 = 20\)
\(f(12)=20\) → à \(12\), chacun paie \(20\) €
e. Antécédent de 30 — ANTÉCÉDENT

antécédent On résout \(\dfrac{240}{x} = 30\).

Produit en croix\(240 = 30 \times x\)
On isole x\(x = 240 \div 30 = 8\)
L'antécédent de \(30\) est \(8\) → pour payer \(30\) € chacun, il faut être \(8\) personnes
f. Point (5 ; 50) — APPARTENANCE

appartenance On vérifie si \(f(5) = 50\).

On calcule\(f(5) = 240 \div 5 = 48\)
Non, \(f(5)=48 \neq 50\) : le point n'appartient pas à la courbe de \(f\)
⚠ Bilan : ce problème montre une fonction avec une vraie restriction de domaine (division par \(x\)), contrairement au problème 1 où le domaine mathématique était \(\mathbb{R}\) tout entier.

Problème 3 / 5

Sans contexteVocabulaire, image, antécédent, domaine
✓ Vu

Soit \(g(x) = x^2 - 4\).

a.Traduire l'écriture \(g(x)=x^2-4\) par une phrase.
b.Déterminer le domaine de définition de \(g\).
c.Calculer l'image de \(-3\) par \(g\).
d.Déterminer le ou les antécédent(s) de \(5\) par \(g\).
e.Déterminer le ou les antécédent(s) de \(-6\) par \(g\).
f.Le point \(A(1\,;\,-3)\) appartient-il à la courbe de \(g\) ?

💡 Indices

Un carré ne peut jamais être négatif : si l'équation \(x^2 = \) (nombre négatif) apparaît, il n'y a aucune solution.
a. Traduction en phrase
« \(g\) associe à \(x\) son carré, diminué de \(4\). »
b. Domaine de définition

domaine Ni division ni racine carrée : aucune restriction.

\(D_g = \mathbb{R}\)
c. Image de -3 — IMAGE
On calcule\(g(-3) = (-3)^2-4 = 9-4 = 5\)
\(g(-3) = 5\)
d. Antécédent(s) de 5 — ANTÉCÉDENT
Équation\(x^2-4=5 \Rightarrow x^2=9\)

Les nombres dont le carré vaut \(9\) sont \(3\) et \(-3\).

\(5\) a deux antécédents par \(g\) : \(3\) et \(-3\)

💡 On retrouve ici le résultat de la question c) : \(-3\) est bien un antécédent de \(5\).

e. Antécédent(s) de -6 — ANTÉCÉDENT (cas particulier)
Équation\(x^2-4=-6 \Rightarrow x^2=-2\)

Un carré ne peut jamais être négatif : cette équation n'a aucune solution.

\(-6\) n'a aucun antécédent par \(g\)
f. Point A(1 ; -3) — APPARTENANCE
On calcule\(g(1) = 1^2-4 = -3\)
Oui, \(g(1)=-3\) : le point \(A\) appartient à la courbe de \(g\)

Problème 4 / 5

Lecture graphiqueImage, antécédent, appartenance, inéquation
✓ Vu

Voici la représentation graphique de la fonction \(f(x) = x^2-1\), déjà rencontrée dans plusieurs fiches de ce chapitre.

x y -2 -1 1 2 3 4 -1 1 2 3 4

Courbe représentative de \(f(x)=x^2-1\)

a.Lire graphiquement l'image de \(-2\) par \(f\).
b.Lire graphiquement le ou les antécédent(s) de \(3\) par \(f\).
c.Le point \((2\,;\,3)\) appartient-il à la courbe de \(f\) ? Vérifier graphiquement, puis par le calcul.
d.Résoudre graphiquement l'inéquation \(f(x) \gt 0\).
e.Quel est le domaine de définition de \(f\) ? Le graphique permet-il à lui seul de répondre avec certitude ?
a. Image de -2 — IMAGE

image Lecture verticale puis horizontale.

x y -2 -1 1 2 3 4 -1 1 2 3 4 (-2 ; 3)
\(f(-2) = 3\)
b. Antécédent(s) de 3 — ANTÉCÉDENT

antécédent Lecture horizontale puis verticale : la droite \(y=3\) coupe la courbe en deux points.

x y -2 -1 1 2 3 4 -1 1 2 3 4 y=3
\(3\) a deux antécédents par \(f\) : \(-2\) et \(2\)
c. Point (2 ; 3) — APPARTENANCE

appartenance Sur le graphique, le point d'abscisse \(2\) a bien pour ordonnée \(3\) (cohérent avec la question a., car \(f(-2)=f(2)=3\)).

x y -2 -1 1 2 3 4 -1 1 2 3 4 (2 ; 3) sur la courbe
Vérification\(f(2) = 2^2-1 = 3\)
Oui, \(f(2)=3\) : le point appartient à la courbe de \(f\)
d. Résoudre f(x) > 0

On cherche la portion de courbe au-dessus de la droite \(y=0\). Les intersections sont en \(x=-1\) et \(x=1\) (car \(f(-1)=f(1)=0\)).

x y -2 -1 1 2 3 4 -1 1 2 3 4
Solutions de \(f(x)\gt 0\) : \(x \in\, ]-\infty\,;\,-1[\;\cup\;]1\,;\,+\infty[\)
e. Domaine de définition

domaine La courbe semble continue, sans « trou » ni interruption visible : cela suggère \(D_f=\mathbb{R}\).

Mais un graphique ne montre qu'une fenêtre limitée : il ne prouve jamais totalement qu'il n'existe aucune restriction en dehors de cette zone. Pour être certain, il faut revenir à l'expression algébrique \(f(x)=x^2-1\) : ni division, ni racine carrée, donc \(D_f=\mathbb{R}\) est confirmé par le calcul.

\(D_f = \mathbb{R}\) (confirmé par le calcul, pas seulement par le graphique)
⚠ Bilan : le graphique est un outil puissant, mais le calcul reste la seule preuve certaine — c'est valable pour l'appartenance (question c.) comme pour le domaine de définition (question e.).

Problème 5 / 5

Grand bilanVrai ou Faux — les 8 fiches
✓ Vu

Un dernier tour d'horizon : dire si chaque affirmation est vraie ou fausse, en justifiant. Chaque question reprend l'idée principale d'une des 8 fiches du chapitre.

a.(Fiche 1) \(f(3)\) désigne toujours un nombre, jamais une lettre comme \(x\).
b.(Fiches 2 et 3) Calculer une image, c'est résoudre une équation.
c.(Fiche 4) Toute fonction contenant une fraction a forcément une valeur interdite.
d.(Fiche 5) Dans un tableau de valeurs, compléter la ligne du haut revient à chercher des antécédents.
e.(Fiche 6) Sur un graphique, on lit un antécédent en traçant une droite verticale.
f.(Fiche 7) Un point \(A(a\,;\,b)\) appartient à la courbe de \(f\) si et seulement si \(f(a)=b\).
g.(Fiche 8) L'ensemble solution d'une inéquation \(f(x)\lt k\) est toujours un intervalle non vide.
h.(Fiches 3 et 6) Une fonction affine a toujours exactement un antécédent pour chaque valeur, alors qu'une parabole peut en avoir \(0\), \(1\) ou \(2\).
a. Vraie ✓

\(f(3)\) est le résultat d'un calcul : un nombre précis, jamais une lettre représentant une valeur quelconque.

b. Fausse ✗

C'est l'inverse : calculer une image est un calcul direct (on connaît \(x\)). C'est chercher un antécédent qui nécessite de résoudre une équation (on connaît \(f(x)\)).

c. Fausse ✗

Une fraction ne pose problème que si \(x\) est au dénominateur. Par exemple, \(f(x) = \dfrac{3}{2}+x\) n'a aucune valeur interdite, car le dénominateur (\(2\)) est constant.

d. Vraie ✓

Quand la ligne du haut (départ) est incomplète, il faut retrouver \(x\) à partir de \(f(x)\) connu : c'est exactement la définition d'un antécédent.

e. Fausse ✗

C'est l'inverse : pour un antécédent, on trace une droite horizontale \(y=k\) (on connaît l'arrivée). La droite verticale sert à lire une image (on part de l'abscisse).

f. Vraie ✓

C'est la propriété fondamentale de l'appartenance à une courbe, vue dans la fiche 7.

g. Fausse ✗

Si \(k\) est inférieur au minimum de la courbe (cas d'une parabole tournée vers le haut, par exemple), aucune valeur de \(x\) ne convient : l'ensemble solution peut être vide.

h. Vraie ✓

C'est la différence essentielle entre une droite (jamais horizontale) et une courbe en U : une droite \(y=k\) la coupe toujours une seule fois, alors qu'elle peut couper une parabole \(0\), \(1\) ou \(2\) fois.

🎓 Fin du chapitre : ces huit idées forment la base de toute l'étude des fonctions en 2\(^{nde}\). Elles seront réutilisées telles quelles avec des fonctions plus complexes dans les chapitres suivants.

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