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 :
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Si $a > 0$, la fonction est croissante ; si $a < 0$, elle est décroissante ; si $a = 0$, la droite est horizontale (fonction constante).
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Plus $|a|$ est grand, plus la droite est « raide ».
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Toute fonction linéaire est aussi affine (avec $b = 0$).
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 :
- a) $y = 4x - 3$
- b) $y = -2x + 7$
- c) $y = \frac{1}{3}x$
- d) $y = 5 - x$
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.
- a) $y = -3x$
- b) $y = x^2 + 1$
- c) $y = \frac{x}{2} - 4$
- d) $y = \frac{2}{x}$
- e) $y = 7$
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.
- a) Associer chaque droite à son équation parmi ces trois : $y = 2x + 1$, $y = -x + 3$, $y = \frac{1}{2}x - 2$.
- b) Expliquer comment vous avez utilisé le signe du coefficient directeur et l'ordonnée à l'origine pour décider.
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 $a$.
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 :
- a) $A(2\,;\,5)$ et $B(6\,;\,13)$
- b) $P(-1\,;\,4)$ et $Q(3\,;\,-8)$
- c) $M(0\,;\,-2)$ et $N(5\,;\,-2)$
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.
- a) Trouver deux points à coordonnées entières par lesquels passe la droite.
- b) Calculer son coefficient directeur à partir de ces points.
- c) Écrire l'expression de la fonction.
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 :
- a) Calculer le coefficient directeur $m$.
- b) Remplacer les coordonnées de l'un des points dans $y = mx + n$ pour trouver $n$.
- c) Écrire l'équation finale et vérifier que l'autre point la vérifie aussi.
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 $-2 \times 1 + 6 = 4$ ✓.
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 $y = -3x + 5$.
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 $X$ ?
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.
- a) Quelle est son ordonnée à l'origine ?
- b) De combien $y$ augmente-t-il lorsque $x$ augmente d'une unité ? Quelle est la valeur du coefficient directeur ?
- c) Écrire son expression.
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.
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.
- a) Compléter dans le cahier un tableau avec le prix de $1$, $2$, $3$, $4$ et $5$ kg d'oranges.
- b) Écrire l'expression de la fonction qui relie la masse $x$ en kilogrammes au prix $y$ en euros.
- c) Cette fonction est-elle linéaire (situation de proportionnalité) ? Quelle est la valeur de son coefficient directeur et que signifie-t-elle ?
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.
- a) Écrire l'expression qui donne le coût total $y$ en euros en fonction du nombre de mois $x$.
- b) Quelle est l'ordonnée à l'origine et que représente-t-elle dans ce contexte ?
- c) Et le coefficient directeur ? Que signifie-t-il ?
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.
- a) Écrire la fonction qui donne le prix $y$ d'un trajet de $x$ kilomètres.
- b) Combien coûtera un trajet de $12\ \text{km}$ ?
- c) Si un trajet a coûté $16,70\ \text{€}$, combien de kilomètres ont été parcourus ?
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 $y = -x + 7$ :
- a) Poser l'équation obtenue en égalant les deux expressions et la résoudre.
- b) Calculer l'ordonnée du point d'intersection.
- c) Vérifier le résultat en remplaçant dans les deux équations.
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 $a$.