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Exercices – Chapitre 8

Fonctions : généralités | Seconde générale et technologique | Mathématiques

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Rappels utiles :

Exercice 1 — Images et antécédents

Soit \(f\) définie par \(f(x) = x^2 - 2x\).

1. Calculer les images de \(0\), \(3\) et \(-1\).

2. Déterminer les antécédents de \(0\).

3. Le nombre \(-1\) a-t-il un antécédent par \(f\) ?

1. \(f(0)=0\) ; \(f(3)=9-6=3\) ; \(f(-1)=1+2=3\).

2. \(x^2-2x=0 \iff x(x-2)=0\), donc \(x=0\) ou \(x=2\) : deux antécédents.

3. \(x^2-2x=-1 \iff x^2-2x+1=0 \iff (x-1)^2=0 \iff x=1\). Oui, \(-1\) a un unique antécédent : \(1\).

Exercice 2 — Ensembles de définition

Déterminer l'ensemble de définition de :

a) \(f(x) = \dfrac{2x-1}{x+5}\) b) \(g(x) = \sqrt{4-x}\) c) \(h(x) = \dfrac{1}{\sqrt{x-2}}\).

a) \(x \neq -5\) : \(D_f = \left]-\infty\,;\,-5\right[\cup\left]-5\,;\,+\infty\right[\).

b) \(4 - x \geq 0 \iff x \leq 4\) : \(D_g = \left]-\infty\,;\,4\right]\).

c) racine au dénominateur : \(x - 2 \gt 0\) (strict), donc \(D_h = \left]2\,;\,+\infty\right[\).

Exercice 3 — Appartenance à une courbe

Soit \(f(x) = 2x^2 - x\). Les points \(A(2\,;\,6)\), \(B(-1\,;\,3)\), \(C(0\,;\,1)\) sont-ils sur \(\mathcal{C}_f\) ?

\(f(2) = 8 - 2 = 6\) : \(A \in \mathcal{C}_f\).

\(f(-1) = 2 + 1 = 3\) : \(B \in \mathcal{C}_f\).

\(f(0) = 0 \neq 1\) : \(C \notin \mathcal{C}_f\).

Exercice 4 — Lecture graphique

La courbe \(\mathcal{C}_f\) d'une fonction \(f\) est donnée ci-dessous.

1. Lire l'image de \(1\) par \(f\).

2. Résoudre graphiquement \(f(x) = 2\) (lire les antécédents de \(2\)).

1. Le point de \(\mathcal{C}_f\) d'abscisse \(1\) a pour ordonnée \(3\) : \(f(1) = 3\).

2. La droite \(y = 2\) coupe la courbe en deux points, d'abscisses \(-1\) et \(3\). Donc \(S = \{-1\,;\,3\}\).

Exercice 5 — Équations \(f(x) = k\)

Résoudre algébriquement dans \(\mathbb{R}\) :

a) \(x^2 = 16\) b) \(\dfrac{1}{x} = 4\) c) \(|x| = 5\) d) \(x^2 = -3\).

a) \(x = 4\) ou \(x = -4\), \(S=\{-4\,;\,4\}\).

b) \(x = \dfrac{1}{4}\), \(S=\left\{\tfrac14\right\}\).

c) \(x = 5\) ou \(x = -5\), \(S=\{-5\,;\,5\}\).

d) Un carré n'est jamais négatif : \(S = \varnothing\).

Exercice 6 — Tableau de signes (produit)

Étudier le signe de \(f(x) = (3-x)(x+1)\), puis résoudre \(f(x) \geq 0\).

\(3 - x = 0 \iff x = 3\) (facteur décroissant : \(+\) avant, \(-\) après) ; \(x + 1 = 0 \iff x = -1\) (croissant).

\(x\)\(-\infty\)\(-1\)\(3\)\(+\infty\)
\(3-x\)\(+\)\(+\)\(0\ -\)\(-\)
\(x+1\)\(-\)\(0\ +\)\(+\)\(+\)
\(f(x)\)\(-\)\(0\ +\)\(0\ -\)\(-\)

\(f(x) \geq 0\) sur \(S = \left[-1\,;\,3\right]\).

Exercice 7 — Tableau de signes (quotient)

Résoudre \(\dfrac{2x-4}{x+1} \lt 0\).

\(2x - 4 = 0 \iff x = 2\) ; valeur interdite \(x = -1\).

\(x\)\(-\infty\)\(-1\)\(2\)\(+\infty\)
\(2x-4\)\(-\)\(-\)\(0\ +\)\(+\)
\(x+1\)\(-\)\(\|\ +\)\(+\)\(+\)
quotient\(+\)\(\|\ -\)\(0\ +\)\(+\)

\(S = \left]-1\,;\,2\right[\) (bornes exclues : \(-1\) interdit, et l'inégalité est stricte en \(2\)).

Exercice 8 — Problème type : comparer deux fonctions

Soit \(f(x) = x + 2\) et \(g(x) = \dfrac{4}{x}\) pour \(x \gt 0\).

1. Interpréter graphiquement l'équation \(f(x) = g(x)\).

2. Montrer que \(f(x) = g(x) \iff x^2 + 2x - 4 = 0\) (pour \(x \gt 0\)).

3. Vérifier que \(x = \sqrt{5} - 1\) est solution.

4. En déduire l'intervalle sur lequel \(f(x) \gt g(x)\).

1. \(f(x) = g(x)\) revient à chercher les abscisses des points d'intersection de la droite \(\mathcal{C}_f\) et de l'hyperbole \(\mathcal{C}_g\).

2. Pour \(x \gt 0\) : \(x + 2 = \dfrac{4}{x} \iff x(x+2) = 4 \iff x^2 + 2x - 4 = 0\).

3. Avec \(x = \sqrt5 - 1\) : \((\sqrt5-1)^2 + 2(\sqrt5-1) = 5 - 2\sqrt5 + 1 + 2\sqrt5 - 2 = 4\). L'égalité \(x^2+2x = 4\) est vérifiée, donc \(x=\sqrt5-1 \approx 1{,}24\) est bien solution.

4. La différence \(d(x) = f(x) - g(x)\) change de signe en \(\sqrt5-1\) : pour \(x \gt \sqrt5-1\), \(d(x) \gt 0\), donc \(f(x) \gt g(x)\) sur \(\left]\sqrt5-1\,;\,+\infty\right[\). (Une lecture graphique donne le résultat approché \(x \approx 1{,}24\).)