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Mathématiques · 1ère Année Bac — Arts appliqués

Généralités sur les fonctions

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

  • Ensemble de définition $D_f$ : C'est l'ensemble des réels $x$ pour lesquels $f(x)$ existe.
  • Parité :
    • Paire : $f(-x) = f(x)$ (symétrie par rapport à l'axe des ordonnées).
    • Impaire : $f(-x) = -f(x)$ (symétrie par rapport à l'origine $O$).
  • Sens de variation : On utilise le taux de variation $T = \frac{f(x_1) - f(x_2)}{x_1 - x_2}$. Si $T > 0$ la fonction est croissante, si $T < 0$ elle est décroissante.
  • Extremums : $f(a)$ est un maximum si $f(x) \leq f(a)$ pour tout $x$. $f(a)$ est un minimum si $f(x) \geq f(a)$ pour tout $x$.

Méthodes à maîtriser

  1. Déterminer $D_f$ : Attention aux dénominateurs ($ \neq 0$) et aux racines carrées ($\geq 0$).
  2. Étudier la parité : Toujours vérifier si $D_f$ est symétrique par rapport à 0.
  3. Étudier les variations : Calculer le taux $T$ et déterminer son signe.
  4. Tracer la courbe : Utiliser les points particuliers et les symétries.

Exemples corrigés

  • Exemple 1 : $f(x) = \frac{1}{x-2}$. $D_f = {x \in \mathbb{R} / x-2 \neq 0} = \mathbb{R} \setminus {2}$.
  • Exemple 2 : $f(x) = x^2$. $f(-x) = (-x)^2 = x^2 = f(x)$, donc $f$ est paire.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de vérifier la symétrie de $D_f$ avant de conclure sur la parité.
  • Confondre l'image d'un nombre et l'antécédent.
  • Ne pas simplifier le taux de variation $T$ avant d'étudier son signe.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Généralités sur les fonctions

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Quel est le domaine de définition de $f(x) = \sqrt{x-3}$ ?

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre une image et un antécédent ?
  1. L'image est le résultat du calcul $f(x)$. Si tu remplaces $x$ par un nombre, le résultat est l'image.
  2. L'antécédent est la valeur de $x$ qui permet d'obtenir un résultat donné. C'est la solution de l'équation $f(x) = y$.

💡 À retenir : L'image est le "y", l'antécédent est le "x".

Kifach n3ref wach l'fonction paire wla impaire?
  1. Vérifie d'abord si $D_f$ est symétrique par rapport à 0 (si $x \in D_f$ alors $-x \in D_f$).
  2. Calcule $f(-x)$.
  3. Si $f(-x) = f(x)$, elle est paire.
  4. Si $f(-x) = -f(x)$, elle est impaire.

💡 À retenir : Si $f(-x)$ n'est ni égal à $f(x)$ ni à $-f(x)$, elle n'est ni paire ni impaire.

Chno hiya l'khedma dial taux de variation?

Le taux de variation sert à déterminer si la fonction monte (croissante) ou descend (décroissante) sur un intervalle.

  1. Tu choisis deux nombres $x_1$ et $x_2$ dans l'intervalle.
  2. Tu calcules $T = \frac{f(x_1) - f(x_2)}{x_1 - x_2}$.
  3. Si $T > 0$, la fonction est croissante.
  4. Si $T < 0$, la fonction est décroissante.

💡 À retenir : Le signe de $T$ donne le sens de variation.

Kifach n7seb ensemble de définition d'une fonction f(x) = 1/x ?
  1. La règle dit que le dénominateur ne doit jamais être nul.
  2. Ici, le dénominateur est $x$.
  3. Donc, il faut $x \neq 0$.
  4. L'ensemble de définition est $D_f = \mathbb{R} \setminus {0}$ ou $]-\infty, 0[ \cup ]0, +\infty[$.

💡 À retenir : Dénominateur $\neq 0$.

Est-ce qu'une fonction peut être à la fois paire et impaire ?

Oui, une seule fonction : la fonction nulle $f(x) = 0$.

  1. $f(-x) = 0$ et $f(x) = 0$, donc $f(-x) = f(x)$ (paire).
  2. $-f(x) = -0 = 0$, donc $f(-x) = -f(x)$ (impaire).

💡 À retenir : Pour toute autre fonction, c'est impossible.

Comment tracer une fonction paire ?
  1. Tu étudies la fonction sur la partie positive de l'axe des abscisses ($x \geq 0$).
  2. Tu traces la courbe sur cette partie.
  3. Tu fais une symétrie axiale par rapport à l'axe des ordonnées (l'axe vertical) pour obtenir la partie négative.

💡 À retenir : Symétrie par rapport à l'axe $(Oy)$.

Pourquoi on dit que le domaine doit être symétrique pour la parité ?

Parce que pour comparer $f(x)$ et $f(-x)$, il faut que les deux points $x$ et $-x$ existent dans le domaine. Si $-x$ n'est pas dans le domaine, on ne peut pas calculer $f(-x)$.

💡 À retenir : Pas de symétrie du domaine = pas de parité.

Comment trouver le maximum d'une fonction ?
  1. Cherche la valeur la plus haute atteinte par la courbe.
  2. Si tu as l'expression, cherche $a$ tel que $f(x) \leq f(a)$ pour tout $x$.
  3. $f(a)$ est alors le maximum.

💡 À retenir : Le maximum est une valeur de $y$.

Est-ce que le taux de variation dépend du choix de x1 et x2 ?

Non, le signe du taux de variation est constant sur un intervalle où la fonction est monotone (toujours croissante ou toujours décroissante).

💡 À retenir : Le taux donne la tendance globale sur l'intervalle.

Quelle est la différence entre une fonction croissante et strictement croissante ?
  1. Croissante : $x_1 < x_2 \implies f(x_1) \leq f(x_2)$. La fonction peut être constante sur un petit bout.
  2. Strictement croissante : $x_1 < x_2 \implies f(x_1) < f(x_2)$. Elle monte tout le temps.

💡 À retenir : "Strictement" interdit les paliers horizontaux.

Comment savoir si un point appartient à la courbe ?

Un point $M(a, b)$ appartient à la courbe de $f$ si et seulement si $f(a) = b$.

  1. Tu calcules l'image de l'abscisse $a$.
  2. Si le résultat est égal à l'ordonnée $b$, alors le point est sur la courbe.

💡 À retenir : $f(x_A) = y_A$.

Peut-on avoir une fonction sans maximum ni minimum ?

Oui, par exemple la fonction $f(x) = x$ sur $\mathbb{R}$. Elle monte à l'infini et descend à moins l'infini. Elle n'a pas de borne.

💡 À retenir : Les fonctions bornées ont des extremums, les autres pas forcément.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Soit $f$ la fonction définie par $f(x) = x^2 - 4x + 3$.

  1. Déterminer $D_f$.
  2. Calculer le taux de variation $T$ sur l'intervalle $[2, +\infty[$.
  3. En déduire le sens de variation de $f$ sur $[2, +\infty[$.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Soit $f(x) = \frac{2}{x}$.

  1. Déterminer $D_f$.
  2. Étudier la parité de $f$.
  3. Interpréter graphiquement le résultat de la parité.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

Soit $f(x) = -x^2 + 2$.

  1. Montrer que $f(x) \leq 2$ pour tout $x \in \mathbb{R}$.
  2. En déduire la valeur du maximum de $f$ sur $\mathbb{R}$ et préciser en quel point il est atteint.
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