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3e · Mathématiques
Fonctions · Fonctions

Fonctions linéaires et fonctions affines

Un taxi facture 3,50 € de prise en charge et 1,20 € par kilomètre. Une salle de sport demande 20 € d'inscription et 15 € par mois. Ta tirelire gagne 5 € chaque semaine. Dans tous ces cas, la représentation graphique est une droite, et deux nombres suffisent pour tout savoir : de combien on augmente à chaque unité, et d'où l'on part.

Coefficient directeur et ordonnée à l'origine

Fais varier $a$ et $b$. Observe que $a$ change l'inclinaison de la droite, tandis que $b$ la monte ou la descend sans la faire tourner :

  • Si $a > 0$, la fonction est croissante ; si $a < 0$, elle est décroissante ; si $a = 0$, la droite est horizontale (fonction constante).

  • Plus $|a|$ est grand, plus la droite est « raide ».

  • Toute fonction linéaire est aussi affine (avec $b = 0$).

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Pour chacune des fonctions suivantes, donner la valeur du coefficient directeur et de l'ordonnée à l'origine, et préciser si sa représentation graphique est croissante…

Pour chacune des fonctions suivantes, donner la valeur du coefficient directeur et de l'ordonnée à l'origine, et préciser si sa représentation graphique est croissante ou décroissante :

  1. a) $y = 4x - 3$
  1. b) $y = -2x + 7$
  1. c) $y = \frac{1}{3}x$
  1. d) $y = 5 - x$
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Parmi les expressions suivantes, indiquer lesquelles correspondent à une fonction linéaire, lesquelles à une fonction affine et lesquelles ne sont ni linéaires ni…

Parmi les expressions suivantes, indiquer lesquelles correspondent à une fonction linéaire, lesquelles à une fonction affine et lesquelles ne sont ni linéaires ni affines. Justifier la réponse.

  1. a) $y = -3x$
  1. b) $y = x^2 + 1$
  1. c) $y = \frac{x}{2} - 4$
  1. d) $y = \frac{2}{x}$
  1. e) $y = 7$
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Sur la figure apparaissent trois droites, $a$, $b$ et $c$, comme on le voit ci-dessous. a) Associer chaque droite à son équation parmi ces trois : $y = 2x + 1$,…

Sur la figure apparaissent trois droites, $a$, $b$ et $c$, comme on le voit ci-dessous.

X Y −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 −4 −3 −1 2 4 5 6 (0, 3) (0, 1) (0, −2) a b c
  1. a) Associer chaque droite à son équation parmi ces trois : $y = 2x + 1$, $y = -x + 3$, $y = \frac{1}{2}x - 2$.
  1. b) Expliquer comment vous avez utilisé le signe du coefficient directeur et l'ordonnée à l'origine pour décider.
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Calculer le coefficient directeur

Si l'on connaît deux points $A(x_A ; y_A)$ et $B(x_B ; y_B)$ de la droite, avec $x_A \neq x_B$ :

$$a = \frac{y_B - y_A}{x_B - x_A} = \frac{\text{variation de } y}{\text{variation de } x}$$

Pourquoi ? Sur une droite, le rapport « de combien on monte / de combien on avance » est le même partout : c'est précisément $a$.

Calcul du coefficient directeur entre A(1 ; 2) et B(5 ; 4) : on avance de 4, on monte de 2, donc a = 2/4 = 0,5. on avance de 4on monte de 2 A(1 ; 2)B(5 ; 4) a = 2/4 = 0,5
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Calculer le coefficient directeur de la droite qui passe par chaque couple de points : a) $A(2\,;\,5)$ et $B(6\,;\,13)$ b) $P(-1\,;\,4)$ et $Q(3\,;\,-8)$ c)…

Calculer le coefficient directeur de la droite qui passe par chaque couple de points :

  1. a) $A(2\,;\,5)$ et $B(6\,;\,13)$
  1. b) $P(-1\,;\,4)$ et $Q(3\,;\,-8)$
  1. c) $M(0\,;\,-2)$ et $N(5\,;\,-2)$
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La droite de la figure représente une fonction linéaire, comme on le voit ci-dessous. a) Trouver deux points à coordonnées entières par lesquels passe la droite. b)…

La droite de la figure représente une fonction linéaire, comme on le voit ci-dessous.

−2 −1 1 2 3 4 5 6 −2 −1 1 2 3 4 5 6 x y (0, 0) (4, 3)
  1. a) Trouver deux points à coordonnées entières par lesquels passe la droite.
  1. b) Calculer son coefficient directeur à partir de ces points.
  1. c) Écrire l'expression de la fonction.
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Déterminer l'équation de la droite qui passe par les points $A(1\,;\,2)$ et $B(3\,;\,8)$ en suivant ces étapes : a) Calculer le coefficient directeur $m$. b) Remplacer…

Déterminer l'équation de la droite qui passe par les points $A(1\,;\,2)$ et $B(3\,;\,8)$ en suivant ces étapes :

  1. a) Calculer le coefficient directeur $m$.
  1. b) Remplacer les coordonnées de l'un des points dans $y = mx + n$ pour trouver $n$.
  1. c) Écrire l'équation finale et vérifier que l'autre point la vérifie aussi.
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Représenter une droite

Deux points suffisent. On dresse un tableau de valeurs avec deux valeurs de $x$ simples (par exemple $0$ et $1$), on calcule les $y$ correspondants, on place les points dans un repère et on trace la droite.

Pour savoir si un point appartient à la droite, on remplace ses coordonnées dans l'équation. Par exemple, $(1 ; 4)$ est sur $y = -2x + 6$ car $-2 \times 1 + 6 = 4$ ✓.

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Vérifier, en remplaçant les coordonnées dans l'équation, si les points $A(3\,;\,4)$ et $B(-2\,;\,11)$ appartiennent à la droite $y = -3x + 5$.

Vérifier, en remplaçant les coordonnées dans l'équation, si les points $A(3\,;\,4)$ et $B(-2\,;\,11)$ appartiennent à la droite $y = -3x + 5$.

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Recopier et compléter dans le cahier le tableau de valeurs de la fonction $y = -2x + 6$ pour $x = -1$, $0$, $1$, $2$ et $3$, puis représenter la droite dans un repère…

Recopier et compléter dans le cahier le tableau de valeurs de la fonction $y = -2x + 6$ pour $x = -1$, $0$, $1$, $2$ et $3$, puis représenter la droite dans un repère orthonormé. En quel point coupe-t-elle l'axe $X$ ?

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Le graphique représente une fonction affine, comme on le voit sur la figure. a) Quelle est son ordonnée à l'origine ? b) De combien $y$ augmente-t-il lorsque $x$…

Le graphique représente une fonction affine, comme on le voit sur la figure.

X Y −2 −1 1 2 3 4 5 6 7 −2 −1 0 1 2 3 4 5 6 (0, 2) (3, 4)
  1. a) Quelle est son ordonnée à l'origine ?
  1. b) De combien $y$ augmente-t-il lorsque $x$ augmente d'une unité ? Quelle est la valeur du coefficient directeur ?
  1. c) Écrire son expression.
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Modéliser avec des droites

Dans un problème, $b$ est souvent la partie fixe (inscription, prise en charge) et $a$ le prix par unité (euros par mois, euros par kilomètre). Si $b = 0$, on est dans une situation de proportionnalité : la fonction est linéaire.

Le point d'intersection des deux droites donne la situation où les deux prix sont égaux.

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Un primeur vend les oranges $1,80\ \text{€}$ le kilogramme. a) Compléter dans le cahier un tableau avec le prix de $1$, $2$, $3$, $4$ et $5$ kg d'oranges. b) Écrire…

Un primeur vend les oranges $1,80\ \text{€}$ le kilogramme.

  1. a) Compléter dans le cahier un tableau avec le prix de $1$, $2$, $3$, $4$ et $5$ kg d'oranges.
  1. b) Écrire l'expression de la fonction qui relie la masse $x$ en kilogrammes au prix $y$ en euros.
  1. c) Cette fonction est-elle linéaire (situation de proportionnalité) ? Quelle est la valeur de son coefficient directeur et que signifie-t-elle ?
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Une salle de sport facture des frais d'inscription de $20\ \text{€}$ et $15\ \text{€}$ par mois. a) Écrire l'expression qui donne le coût total $y$ en euros en fonction…

Une salle de sport facture des frais d'inscription de $20\ \text{€}$ et $15\ \text{€}$ par mois.

  1. a) Écrire l'expression qui donne le coût total $y$ en euros en fonction du nombre de mois $x$.
  1. b) Quelle est l'ordonnée à l'origine et que représente-t-elle dans ce contexte ?
  1. c) Et le coefficient directeur ? Que signifie-t-il ?
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Un taxi facture $3,50\ \text{€}$ de prise en charge et $1,20\ \text{€}$ par kilomètre parcouru. a) Écrire la fonction qui donne le prix $y$ d'un trajet de $x$…

Un taxi facture $3,50\ \text{€}$ de prise en charge et $1,20\ \text{€}$ par kilomètre parcouru.

  1. a) Écrire la fonction qui donne le prix $y$ d'un trajet de $x$ kilomètres.
  1. b) Combien coûtera un trajet de $12\ \text{km}$ ?
  1. c) Si un trajet a coûté $16,70\ \text{€}$, combien de kilomètres ont été parcourus ?
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Déterminer le point d'intersection des droites $y = 2x + 1$ et $y = -x + 7$ : a) Poser l'équation obtenue en égalant les deux expressions et la résoudre. b) Calculer…

Déterminer le point d'intersection des droites $y = 2x + 1$ et $y = -x + 7$ :

  1. a) Poser l'équation obtenue en égalant les deux expressions et la résoudre.
  1. b) Calculer l'ordonnée du point d'intersection.
  1. c) Vérifier le résultat en remplaçant dans les deux équations.
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Reviens au début : le taxi suit $y = 1{,}20x + 3{,}50$ (en euros selon les kilomètres) et la salle de sport $y = 15x + 20$ (en euros selon les mois). Dans les deux cas, la partie fixe est l'ordonnée à l'origine $b$ et le prix par unité est le coefficient directeur $a$.

L'essentiel

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