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Mathématiques · Prépa concours post-bac — ISPITS (paramédical)

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 $D_f$ : L'ensemble des réels $x$ tels que $f(x)$ existe.
  • Parité : $f$ est paire si $\forall x \in D_f, -x \in D_f$ et $f(-x)=f(x)$. Elle est impaire si $f(-x)=-f(x)$.
  • Monotonie : Le taux de variation $T(x,y) = \frac{f(x)-f(y)}{x-y}$. Si $T > 0$, $f$ est croissante.
  • Bornes : $f$ est majorée par $M$ si $f(x) \leq M$. Elle est minorée par $m$ si $f(x) \geq m$.
  • Composée : $(g \circ f)(x) = g(f(x))$. Attention au domaine de définition : $x \in D_f$ et $f(x) \in D_g$.

Méthodes à maîtriser

  • Déterminer $D_f$ : Chercher les contraintes (dénominateur $\neq 0$, racine $\geq 0$).
  • Étudier la parité : Toujours vérifier d'abord si le domaine est symétrique par rapport à 0.
  • Montrer qu'une fonction est bornée : Utiliser l'encadrement successif ou l'étude des variations.
  • Étudier la composée : Vérifier que l'image de $f$ est incluse dans le domaine de $g$.

Exemples corrigés

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

Erreurs fréquentes

  • Oublier de vérifier la symétrie du domaine avant de conclure sur la parité.
  • Confondre "croissante" et "positive".
  • Ne pas restreindre le domaine lors de la composition de deux fonctions.

🌉 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 $f(x) = \frac{1}{\sqrt{x}}$ ?

❓ Questions fréquentes

Comment trouver l'ensemble de définition d'une fonction avec une racine carrée ?
  1. Identifie l'expression sous la racine, disons $A(x)$.
  2. Pose l'inéquation $A(x) \geq 0$.
  3. Résous cette inéquation.
  4. L'ensemble de définition est l'intervalle ou la réunion d'intervalles trouvés.

💡 À retenir : Ce qui est sous une racine carrée doit toujours être positif ou nul.

Kifach n3ref wach la fonction paire awla impaire ?
  1. Chouf wach $D_f$ symétrique (ila kan $x \in D_f$ khass hta $-x \in D_f$).
  2. Hseb $f(-x)$.
  3. Ila lqiti $f(-x) = f(x)$, hiya paire.
  4. Ila lqiti $f(-x) = -f(x)$, hiya impaire.

💡 À retenir : Ila lqiti $f(-x)$ machi hiya $f(x)$ o machi hiya $-f(x)$, rah la fonction n'est ni paire ni impaire.

C'est quoi la différence entre majorée et bornée ?
  1. Une fonction est majorée si elle ne dépasse jamais une valeur $M$.
  2. Une fonction est bornée si elle est à la fois majorée (par $M$) et minorée (par $m$).

💡 À retenir : Une fonction bornée est "coincée" entre deux valeurs, alors qu'une fonction majorée n'a qu'un plafond.

Kifach n7seb l'image d'un intervalle [a, b] ?
  1. Chouf wach la fonction croissante awla décroissante f had l'intervalle.
  2. Ila kanet croissante, l'image hiya $[f(a), f(b)]$.
  3. Ila kanet décroissante, l'image hiya $[f(b), f(a)]$.

💡 À retenir : Dima hseb les images des bornes o chouf wach la fonction tal3a aw habta.

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

Oui, il existe une seule fonction qui est à la fois paire et impaire : la fonction nulle $f(x) = 0$.

💡 À retenir : Pour toute autre fonction, si elle est paire, elle ne peut pas être impaire.

Chno hiya la fonction composée g circ f ?
  1. C'est appliquer $f$ d'abord, puis appliquer $g$ au résultat.
  2. On écrit $g(f(x))$.
  3. Il faut que $f(x)$ soit dans le domaine de $g$.

💡 À retenir : L'ordre est important, en général $g \circ f \neq f \circ g$.

Comment montrer qu'une fonction est croissante sur un intervalle ?
  1. Prends deux réels $x_1$ et $x_2$ dans l'intervalle tels que $x_1 < x_2$.
  2. Calcule $f(x_1) - f(x_2)$ ou le taux de variation $T = \frac{f(x_1)-f(x_2)}{x_1-x_2}$.
  3. Si le résultat est positif, la fonction est croissante.

💡 À retenir : Si $x_1 < x_2$ implique $f(x_1) < f(x_2)$, alors la fonction conserve l'ordre.

Est-ce que le domaine de définition d'une somme est l'intersection des domaines ?

Oui, pour que $f(x) + g(x)$ existe, il faut que $f(x)$ existe ET $g(x)$ existe. Donc $D_{f+g} = D_f \cap D_g$.

💡 À retenir : C'est la même règle pour la différence et le produit.

Comment savoir si une fonction est injective ?
  1. On résout l'équation $f(x) = y$.
  2. Si pour chaque $y$, il existe au plus un seul $x$, alors elle est injective.

💡 À retenir : Graphiquement, une fonction est injective si toute droite horizontale coupe la courbe au plus une fois.

Est-ce qu'une fonction strictement monotone est toujours bijective ?

Non, elle est bijective de son domaine vers son image.

💡 À retenir : La stricte monotonie garantit l'injectivité, mais pour la surjectivité, il faut restreindre l'ensemble d'arrivée à l'image de la fonction.

Kifach n3ref wach la fonction f majorée par M ?
  1. Khass tben biin $f(x) \leq M$ pour tout $x$ de $D_f$.
  2. Diri $f(x) - M$ o chouf wach salba.

💡 À retenir : Ila lqiti $f(x) - M \leq 0$, rah la fonction majorée par $M$.

Peut-on simplifier f(x) = frac{x^2-1}{x-1} en f(x) = x+1 ?

Oui, mais seulement si $x \neq 1$. Le domaine de définition reste $\mathbb{R} \setminus {1}$.

💡 À retenir : Ne jamais oublier de préciser le domaine de définition avant toute simplification.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Soit $f$ la fonction définie par $f(x) = \frac{2x}{x^2+1}$.

  1. Déterminer $D_f$.
  2. Étudier la parité de $f$.
  3. Montrer que $\forall x \in \mathbb{R}, |f(x)| \leq 1$.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Soit $f(x) = \sqrt{x-1}$ et $g(x) = x^2+1$.

  1. Déterminer $D_f$ et $D_g$.
  2. Déterminer l'expression de $(g \circ f)(x)$ et son domaine de définition.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

Soit $f(x) = \frac{x-1}{x+1}$.

  1. Montrer que $f$ est strictement croissante sur $]-1, +\infty[$.
  2. Déterminer l'image de l'intervalle $[0, 2]$.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

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