C1 — Reconnaître une fonction et utiliser le vocabulaire
C2 — Calculer ou lire l’image d’un nombre
C3 — Déterminer un antécédent par calcul ou dans un tableau
C4 — Lire une image et des antécédents sur une courbe
C5 — Passer d’une représentation à une autre
C6 — Exploiter l’équation y = f(x) d’une courbe
C1 — Reconnaître une fonction et utiliser le vocabulaire
Exercice 1 — Une seule sortie
Pour chaque correspondance, dire si elle peut définir une fonction de \(x\).
À \(x=2\), on associe uniquement 7.
À \(x=4\), on associe à la fois 6 et 9.
À chaque heure, un capteur associe une seule température.
Oui : l'entrée 2 possède une seule sortie.
Non : une même entrée ne peut pas avoir deux images.
Oui : chaque heure possède une seule température associée.
Exercice 2 — Trois représentations
Associer chaque description au mot expression, tableau ou courbe.
Une règle de calcul donne \(E(t)\).
Des couples entrée-sortie sont rangés en colonnes.
Les points \((x\,;\,f(x))\) sont placés dans un repère.
1. Expression. 2. Tableau de valeurs. 3. Courbe représentative.
Exercice 3 — Traduire une phrase
La hauteur d'eau est notée \(h(t)\). Traduire les affirmations suivantes en français.
\(h(5)=3\)
7 est un antécédent de 2 par \(h\).
L'image de 5 par \(h\) est 3 ; au temps 5, la hauteur vaut 3.
\(h(7)=2\) ; l'entrée 7 donne l'image 2.
Exercice 3 bis — Écrire et représenter un intervalle
Rappel \([a\,;\,b]\) contient les nombres \(x\) tels que \(a\leqslant x\leqslant b\). Un crochet tourné vers le nombre indique une borne incluse ; tourné vers l'extérieur, une borne exclue : \(]a\,;\,b[\) correspond à \(a \lt x \lt b\).
Écrire sous forme d'intervalle : \(0\leqslant x\leqslant 8\) ; \(2 \lt x \lt 6\) ; \(-1\leqslant x \lt 3\).
Traduire \(]4\,;\,10]\) par un encadrement de \(x\). Le nombre 4 en fait-il partie ? Et 10 ?
Représenter \([-1\,;\,3[\) sur la droite graduée ci-dessous.
\(0\leqslant x\leqslant 8\) s'écrit \([0\,;\,8]\) ; \(2 \lt x \lt 6\) s'écrit \(]2\,;\,6[\) ; \(-1\leqslant x \lt 3\) s'écrit \([-1\,;\,3[\).
\(]4\,;\,10]\) correspond à \(4 \lt x\leqslant 10\). Le nombre 4 est exclu (crochet tourné vers l'extérieur) ; 10 est inclus.
On colorie de −1 à 3 : crochet fermé et point plein en −1, crochet ouvert et point vide en 3.
Exercice 3 ter — Sur quel ensemble la fonction est-elle définie ?
Un enregistreur relève la température \(T(t)\) d'une chambre froide pendant une journée, de \(t=0\) à \(t=24\) heures. La fonction \(T\) est donc définie sur \([0\,;\,24]\).
Traduire \([0\,;\,24]\) par un encadrement de \(t\).
Le nombre 30 appartient-il à \([0\,;\,24]\) ? Peut-on parler de \(T(30)\) ?
Le froid a été coupé pour une maintenance, pour \(8\leqslant t \lt 11\). Écrire cet ensemble sous forme d'intervalle, avec le symbole \(\in\).
En résolvant une équation, un élève trouve \(t=26\). Ce nombre peut-il être un antécédent par \(T\) ? Pourquoi ?
\(0\leqslant t\leqslant 24\).
Non : \(30\notin[0\,;\,24]\). \(T(30)\) n'a pas de sens, le relevé s'arrête à 24 h.
\(t\in[8\,;\,11[\) : 8 est inclus, 11 est exclu.
Non : 26 n'appartient pas à l'ensemble de définition \([0\,;\,24]\). Une solution qui sort de cet ensemble n'est pas un antécédent.
C2 — Calculer ou lire l'image d'un nombre ; calculer des images en série : tableur et Python
Exercice 4 — Image par calcul
La consommation d'un appareil est donnée par \(E(t)=1{,}8t+0{,}6\), avec \(t\) en heures et \(E(t)\) en kWh. Calculer \(E(2)\), \(E(5)\) et \(E(0)\).
Lire \(T(10)\), \(T(14)\) et \(T(16)\), puis rédiger une phrase pour chaque résultat.
\(T(10)=20\), \(T(14)=23\), \(T(16)=19\). À 10 h, la température vaut 20 °C ; à 14 h, 23 °C ; à 16 h, 19 °C.
Exercice 6 bis — Un tableau de valeurs au tableur
Rappel au tableur, on saisit les entrées en colonne A. En B2, on écrit la formule avec la cellule A2, puis on la recopie vers le bas : chaque ligne calcule l'image de sa propre entrée.
On veut les images de \(f(x)=4x-3\). Les valeurs de \(x\) sont en colonne A.
A
B
1
\(x\)
\(f(x)\)
2
−2
…
3
0
…
4
1,5
…
5
6
…
Quelle formule saisir en B2 ?
Après recopie vers le bas, quelle formule contient B4 ? Quelle valeur affiche-t-elle ?
Compléter la colonne B.
=4*A2-3. La référence A2 permet la recopie ; une formule comme =4*x-3 ne marche pas, le tableur ne connaît que des cellules.
B4 contient =4*A4-3. Elle affiche \(4\times1{,}5-3=6-3=\mathbf{3}\).
Traduire par une expression, puis par une fonction Python, le programme de calcul : « choisir un nombre, lui soustraire 2, puis multiplier le résultat par 3 ».
\(g(5)=(5+1)(5-4)=6\times1=\mathbf{6}\) ; \(g(-2)=(-2+1)(-2-4)=(-1)\times(-6)=\mathbf{6}\). Le programme affiche 6, puis 6 : deux entrées différentes peuvent avoir la même image.
\(h(x)=3(x-2)\). En Python :
def h(x):
return 3*(x - 2)
Écrire return 3*x - 2 serait faux : on multiplierait avant de soustraire.
C3 — Déterminer un antécédent par calcul ou dans un tableau
Exercice 7 — Antécédent par calcul
Le coût de location d'un appareil est \(C(j)=28j+45\), où \(j\) est le nombre de jours. Déterminer l'antécédent de 185 par \(C\).
\(28j+45=185\), donc \(28j=140\), puis \(j=\mathbf5\). Vérification : \(C(5)=28\times5+45=185\). L'antécédent de 185 est 5 jours.
Exercice 8 — Plusieurs antécédents dans un tableau
Temps \(t\) (min)
0
2
4
6
8
Débit \(D(t)\) (L/min)
1
3
5
3
1
Donner tous les antécédents de 3.
La valeur 4 possède-t-elle un antécédent dans ce tableau ?
Les antécédents de 3 sont 2 et 6. La valeur 4 n'apparaît pas sur la ligne des images : elle n'a donc pas d'antécédent parmi les entrées du tableau.
Exercice 9 — Vérifier un antécédent
Soit \(P(n)=16n+32\). Un élève affirme que 6 est un antécédent de 128 par \(P\). Vérifier son affirmation.
\(P(6)=16\times6+32=96+32=128\). L'affirmation est vraie : 6 est bien un antécédent de 128.
Exercice 9 bis — Image ou antécédent ?
Une piscine vend une carte à 12 €, puis chaque entrée coûte 4 €. La dépense pour \(x\) entrées est \(f(x)=4x+12\), en euros. Pour chaque question, dire si l'on cherche une image ou un antécédent, puis répondre.
« Combien dépense-t-on pour 15 entrées ? »
« Combien d'entrées pour une dépense de 100 € ? »
On connaît l'entrée (15 entrées) : on cherche une image. \(f(15)=4\times15+12=72\) : on dépense 72 €.
On connaît la sortie (100 €) : on cherche un antécédent. On résout \(4x+12=100\), donc \(4x=88\) et \(x=22\). Vérification : \(f(22)=88+12=100\). Il faut 22 entrées.
C4 — Lire une image et des antécédents sur une courbe
Exercice 10 — Niveau d'une cuve
Essai de remplissage puis de vidange d'une cuve.
Lire l'image de 3.
Donner tous les antécédents de 1.
La valeur 5 possède-t-elle un antécédent ?
\(h(3)=3\). Les antécédents de 1 sont 1 et 7. La courbe n'atteint jamais 5 : cette valeur n'a aucun antécédent.
Exercice 11 — Température d'un local
Relevé modélisé pendant un cycle de chauffage.
Lire approximativement \(T(3)\).
Déterminer les antécédents de 20.
On lit \(T(3)\approx23\) °C. La température 20 °C est atteinte pour \(t=0\), \(t=6\) et \(t=12\) h.
Exercice 12 — Sens de lecture
Compléter les deux phrases.
Pour trouver une image sur une courbe, je pars de l'axe … puis je lis sur l'axe …
Pour trouver un antécédent, je pars de l'axe … puis je lis sur l'axe …
Image : partir de l'axe horizontal, puis lire sur l'axe vertical. Antécédent : partir de l'axe vertical, puis lire sur l'axe horizontal.
Exercice 12 bis — Deux antécédents, puis aucun
Hauteur d'eau dans un bac de rétention : remplissage, palier, puis vidange.
Déterminer tous les antécédents de 30 par \(h\). Expliquer, dans la situation, pourquoi il y en a deux.
La hauteur 55 cm possède-t-elle un antécédent ? Que signifie ce résultat pour le bac ?
1. L'horizontale d'ordonnée 30 coupe la courbe deux fois : les antécédents de 30 sont 2 et 8 minutes. Le bac passe par 30 cm une fois en se remplissant, puis une fois en se vidant.
2. Non : la courbe ne dépasse jamais 50 cm, elle n'atteint pas 55 cm. Le niveau d'eau n'est jamais monté à 55 cm pendant ces 10 minutes.
Écrire les coordonnées des quatre points de la courbe correspondant au tableau.
Les points sont \((0\,;\,2)\), \((1\,;\,4)\), \((2\,;\,3)\) et \((3\,;\,5)\).
Exercice 15 — Choisir une représentation
Indiquer la représentation la plus adaptée à chaque besoin : expression, tableau ou courbe.
Calculer une image précise pour une entrée décimale.
Observer rapidement combien d'antécédents possède une valeur.
Comparer cinq relevés effectués à des heures connues.
1. Expression. 2. Courbe. 3. Tableau. Les trois représentations décrivent une fonction, mais chacune répond mieux à un besoin différent.
Exercice 15 bis — Du point à la colonne
Soit \(f(x)=15x+40\).
\(x\)
0
2
4
…
\(f(x)\)
40
70
100
…
Le point \(M(6\,;\,130)\) est un point de la courbe de \(f\). Quelle colonne peut-on ajouter au tableau ?
La courbe de \(f\) passe-t-elle par l'origine du repère ? Justifier à l'aide du tableau.
La colonne \(x=6\), \(f(x)=130\) : l'abscisse du point est l'entrée, son ordonnée est l'image. (On retrouve bien \(f(6)=15\times6+40=130\).)
Non : la colonne \(x=0\) donne \(f(0)=40\), et non 0. La courbe coupe l'axe vertical au point \((0\,;\,40)\).
C6 — Exploiter l'équation \(y = f(x)\) d'une courbe
Exercice 16 — Un point appartient-il à la courbe ?
Rappel la courbe de \(f\) est l'ensemble des points \((x\,;\,y)\) qui vérifient \(y=f(x)\). Un point \(M(a\,;\,b)\) lui appartient donc si et seulement si \(f(a)=b\).
Le coût d'une intervention est \(C(x)=15x+40\), où \(x\) est la durée en heures. On note \(\mathcal{C}\) la courbe de \(C\).
Le point \(A(3\,;\,85)\) appartient-il à \(\mathcal{C}\) ?
Même question pour \(B(6\,;\,125)\).
1. \(C(3)=15\times3+40=85\) : l'égalité \(85=85\) est vérifiée, donc \(A\) appartient à \(\mathcal{C}\). 2. \(C(6)=15\times6+40=130\) et \(130\neq125\), donc \(B\) n'appartient pas à \(\mathcal{C}\).
Exercice 17 — Calculer les coordonnées d'un point
Soit \(f(x)=7x-4\) et \(\mathcal{C}\) sa courbe.
Donner les coordonnées du point de \(\mathcal{C}\) d'abscisse 5.
Donner l'abscisse du point de \(\mathcal{C}\) d'ordonnée 24.
1. \(f(5)=7\times5-4=31\) : le point est \((5\,;\,31)\). 2. On résout \(7x-4=24\), donc \(7x=28\) et \(x=4\) : le point est \((4\,;\,24)\).
Exercice 18 — « À peu près sur la courbe » ne suffit pas
Soit \(f(x)=2{,}5x+12\) et \(\mathcal{C}\) sa courbe. Sur le graphique, les points \(M(6\,;\,27)\) et \(N(9\,;\,35)\) semblent tous les deux placés sur la droite.
Le dessin ne permet pas de trancher : il faut calculer.
Le point \(M\) appartient-il à \(\mathcal{C}\) ? Justifier par une égalité.
Même question pour \(N\).
Donner les coordonnées du point de \(\mathcal{C}\) d'ordonnée 47.
\(f(6)=2{,}5\times6+12=15+12=27\). L'égalité \(f(6)=27\) est vérifiée : \(M\) appartient à \(\mathcal{C}\).
\(f(9)=2{,}5\times9+12=22{,}5+12=34{,}5\). Or \(34{,}5\neq35\) : \(N\) n'appartient pas à \(\mathcal{C}\), même s'il en paraît très proche.
On résout \(2{,}5x+12=47\), donc \(2{,}5x=35\) et \(x=14\). Le point est \((14\,;\,47)\).