Fonctions linéaires et fonctions affines
1. Ajouter une quantité fixe
- Image de \(u\) : remplacer \(x\) par \(u\) et calculer \(g(u)\).
- Antécédent de \(v\) : résoudre l’équation \(g(x)=v\), puis vérifier.
Image de 4 : \(g(4)=3\times4+2=14\).
Antécédent de 8 : \(3x+2=8\), donc \(3x=6\), d’où \(x=2\). Vérification : \(g(2)=8\).
2. Le cas des fonctions constantes
Fonctions linéaires et fonctions affines
1. Représenter une fonction par une droite 📈
- Pour \(f(x)=ax\), utiliser l’origine \(O(0;0)\) et un autre point.
- Pour \(g(x)=ax+b\), choisir deux abscisses différentes, calculer leurs images, placer les points puis tracer la droite.
| \(x\) | \(0\) | \(3\) |
|---|---|---|
| \(g(x)\) | \(3\) | \(0\) |
2. Lire dans le bon sens
- Lire une image : partir de l’abscisse sur l’axe horizontal, rejoindre le graphique verticalement, puis lire l’ordonnée horizontalement.
- Lire un antécédent : partir de l’ordonnée sur l’axe vertical, rejoindre le graphique horizontalement, puis lire l’abscisse verticalement.
3. Laboratoire interactif des fonctions affines
Change les coefficients et l’entrée. Le point rouge représente l’entrée choisie et son image. S’il sort de la fenêtre, les valeurs calculées restent affichées.
- Une lecture graphique peut être approximative : confirmer par calcul si des valeurs exactes sont demandées.
- Une droite verticale ne représente pas une fonction de \(x\) : une même abscisse y aurait plusieurs ordonnées.
- Les fonctions \(x\mapsto ax+b\) avec \(b\ne0\) ne décrivent pas une proportionnalité entre \(x\) et l’image.
Fonctions linéaires et fonctions affines
1. Déterminer une expression à partir de données 🔎
- Si \(f\) est linéaire et \(f(u)=v\), avec \(u\ne0\), calculer \(a=v/u\).
- Si \(g\) est affine et l’on connaît deux images d’entrées distinctes, calculer d’abord \(a\), puis \(b\).
2. Pourcentages et fonctions linéaires
- \(\left(1-\frac p{100}\right)x\) après une réduction de \(p\) %, avec \(0\le p\le100\) ;
- \(\left(1+\frac p{100}\right)x\) après une augmentation de \(p\) %.
3. Comparer deux tarifs
✏️ 12 exercices progressifs
🟢 1 à 5 : application directe • 🟠 6 à 10 : analyse • 🔴 11 et 12 : problèmes composés. Les fonctions sont définies sur les nombres réels, sauf domaine précisé. Les tarifs sont fictifs.
Exercice 1 — Reconnaître les familles
🟢 Facile✅ Voir le corrigé pas à pas
- \(f(x)=3x\) : linéaire et donc affine, non constante.
- \(g(x)=2x-5\) : affine, non linéaire car \(g(0)=-5\ne0\), non constante.
- \(h(x)=7=0x+7\) : affine et constante, non linéaire.
- \(p(x)=x^2\) : ni affine ni linéaire. Si elle était affine, \(p(0)=0\) et \(p(1)=1\) imposeraient \(p(x)=x\), mais \(p(2)=4\ne2\).
- \(z(x)=0=0x\) : linéaire, affine et constante.
Exercice 2 — Calculer des images
🟢 Facile✅ Voir le corrigé pas à pas
\(f(3)=-2\times3=-6\).
\(f(-4)=-2\times(-4)=8\).
\(f(0)=-2\times0=0\).
\(f\left(\frac12\right)=-2\times\frac12=-1\). On remplace l’entrée par le nombre demandé, avec des parenthèses pour les nombres négatifs.
Exercice 3 — Tableau de valeurs et proportionnalité
🟢 Facile| \(x\) | \(-4\) | \(0\) | \(2\) | \(6\) |
|---|---|---|---|---|
| \(f(x)\) | … | … | … | … |
✅ Voir le corrigé pas à pas
On multiplie chaque entrée par \(1/2\).
| \(x\) | \(-4\) | \(0\) | \(2\) | \(6\) |
|---|---|---|---|---|
| \(f(x)\) | \(-2\) | \(0\) | \(1\) | \(3\) |
Le même coefficient \(1/2\) relie les deux lignes. Pour une entrée non nulle, \(f(x)/x=1/2\). On ne calcule pas le quotient pour l’entrée nulle.
Exercice 4 — Chercher des antécédents
🟢 Facile✅ Voir le corrigé pas à pas
Pour 14 : \(3x+2=14\), donc \(3x=12\), d’où \(x=4\). Vérification : \(g(4)=14\).
Pour \(-1\) : \(3x+2=-1\), donc \(3x=-3\), d’où \(x=-1\). Vérification : \(g(-1)=-3+2=-1\).
Le coefficient 3 est non nul : chaque nombre a ici un seul antécédent.
Exercice 5 — Retrouver une fonction linéaire
🟢 Facile✅ Voir le corrigé pas à pas
Écrire \(f(x)=ax\). La donnée impose \(4a=-6\), donc \(a=-6/4=-3/2\).
Ainsi \(f(x)=-\frac32x\), puis \(f(-2)=-\frac32\times(-2)=3\). On a bien \(f(4)=-6\).
Exercice 6 — Deux images pour une fonction affine
🟠 Moyen✅ Voir le corrigé pas à pas
Poser \(g(x)=ax+b\). Alors \(a=\frac{7-(-2)}{2-(-1)}=9/3=3\).
Avec \(g(2)=7\), \(7=3\times2+b\), donc \(b=1\). Ainsi \(g(x)=3x+1\). Vérification : \(g(-1)=-3+1=-2\).
Pour l’antécédent de 13, résoudre \(3x+1=13\), ce qui donne \(x=4\).
Exercice 7 — Lire puis retrouver l’expression
🟠 Moyena) Lire \(g(2)\) et l’antécédent de 3.
b) À partir des points marqués \(A\) et \(B\), déterminer \(g(x)\).
c) Vérifier les lectures par calcul.
✅ Voir le corrigé pas à pas
a) À l’abscisse 2, on lit l’ordonnée 1 : \(g(2)=1\). À l’ordonnée 3, on lit l’abscisse \(-2\) : un antécédent de 3 est \(-2\).
b) \(a=(0-2)/(4-0)=-1/2\). Comme \(g(0)=2\), on a \(b=2\). Ainsi \(g(x)=-\frac12x+2\).
c) \(g(2)=-1+2=1\). Résoudre \(-\frac12x+2=3\) donne \(-\frac12x=1\), donc \(x=-2\). Cet antécédent est unique car le coefficient est non nul.
Exercice 8 — Une réduction de prix à Fès 🛍️
🟠 Moyena) Exprimer le prix final \(f(x)\) en fonction du prix initial \(x\). Quelle est la nature de \(f\) ?
b) Un article coûte initialement \(280\,\mathrm{DH}\). Calculer le prix final.
c) Un autre article coûte \(340\,\mathrm{DH}\) après remise. Retrouver son prix initial.
✅ Voir le corrigé pas à pas
a) \(f(x)=x-0{,}15x=0{,}85x\). C’est une fonction linéaire, utilisée ici pour \(x\ge0\).
b) \(f(280)=0{,}85\times280=238\,\mathrm{DH}\).
c) Chercher un antécédent : \(0{,}85x=340\), donc \(x=340/0{,}85=400\,\mathrm{DH}\). Une augmentation de 15 % du prix réduit ne ferait pas retrouver le prix initial.
Exercice 9 — Comparer deux fonctions
🟠 Moyena) Résoudre \(f(x)=g(x)\) et donner le point d’intersection des graphiques.
b) Résoudre \(f(x)\le g(x)\).
✅ Voir le corrigé pas à pas
a) \(2x+5=-x+11\), donc \(3x=6\), d’où \(x=2\). L’image commune est \(f(2)=9\). Le point d’intersection est \(S(2;9)\).
b) \(2x+5\le -x+11\) équivaut à \(3x\le6\), donc \(x\le2\). On peut aussi étudier le signe de \(f(x)-g(x)=3x-6\). À gauche de l’abscisse 2, le graphique de \(f\) est sous celui de \(g\).
Exercice 10 — Le piège de la fonction constante
🟠 Moyena) Donner la nature de chaque fonction.
b) Déterminer les antécédents de 4 et de 0 par \(c\).
c) Déterminer les antécédents de 0 et de 5 par \(z\).
✅ Voir le corrigé pas à pas
a) \(c\) est constante et affine, mais non linéaire. \(z\) est constante, affine et linéaire.
b) Pour \(c\), \(c(x)=4\) est vraie pour tout réel : tous les réels sont antécédents de 4. L’équation \(c(x)=0\) devient \(4=0\), impossible : aucun antécédent de 0.
c) Pour \(z\), tous les réels sont antécédents de 0. Aucun n’est antécédent de 5, car \(0=5\) est impossible.
Exercice 11 — Deux forfaits fictifs à Casablanca 📱
🔴 Difficile- A : \(2\,\mathrm{DH}\) par minute, sans frais fixes.
- B : \(30\,\mathrm{DH}\) de frais fixes, puis \(0{,}50\,\mathrm{DH}\) par minute.
b) Trouver le seuil d’égalité et le coût commun.
c) Déterminer l’offre la moins chère selon \(x\).
d) Avec un budget de \(60\,\mathrm{DH}\), calculer le nombre maximal de minutes permis par chaque offre. Laquelle permet de téléphoner le plus longtemps ?
✅ Voir le corrigé pas à pas
a) \(A(x)=2x\) est linéaire ; \(B(x)=0{,}5x+30\) est affine non linéaire. Dans ce problème, seules les entrées entières de 0 à 120 sont autorisées.
b) \(2x=0{,}5x+30\) donne \(1{,}5x=30\), donc \(x=20\). Coût commun : \(A(20)=40\,\mathrm{DH}\).
c) \(A(x)-B(x)=1{,}5x-30\). Donc A est moins chère de 0 à 19 minutes, égalité à 20 minutes, et B est moins chère de 21 à 120 minutes.
d) Offre A : \(2x\le60\Rightarrow x\le30\), soit 30 minutes au maximum. Offre B : \(0{,}5x+30\le60\Rightarrow0{,}5x\le30\Rightarrow x\le60\), soit 60 minutes. Les deux maxima sont dans le domaine ; B permet la durée la plus longue.
Exercice 12 — Une sortie scolaire à Rabat 🚌
🔴 Difficilea) Déterminer \(F(x)\) et interpréter ses deux coefficients.
b) Comparer les offres pour tous les effectifs autorisés.
c) Choisir pour 42 élèves et calculer l’économie.
d) Avec un budget de \(2\,000\,\mathrm{DH}\), déterminer l’effectif maximal avec chaque offre et conclure.
✅ Voir le corrigé pas à pas
a) \(F(x)=ax+b\). \(a=(1\,850-1\,400)/(35-20)=450/15=30\). Puis \(b=1\,400-30\times20=800\). Donc \(F(x)=30x+800\). Le coefficient 30 représente le supplément par élève ; 800 est la partie fixe du modèle.
b) \(30x+800=50x+200\) donne \(600=20x\), donc \(x=30\). Le coût commun est \(1\,700\,\mathrm{DH}\). Comme \(F(x)-G(x)=600-20x\), B est moins chère de 1 à 29 élèves, égalité à 30, A moins chère de 31 à 50.
c) \(F(42)=30\times42+800=2\,060\,\mathrm{DH}\). \(G(42)=50\times42+200=2\,300\,\mathrm{DH}\). A économise \(240\,\mathrm{DH}\).
d) \(30x+800\le2\,000\Rightarrow x\le40\). A permet 40 élèves au maximum. \(50x+200\le2\,000\Rightarrow x\le36\). B permet 36 élèves. Avec ce budget, choisir A pour transporter jusqu’à 40 élèves ; 42 élèves dépasseraient le budget avec les deux offres.
🎯 Auto-évaluation • 10 QCM
Une seule bonne réponse par question. Les fonctions sont définies sur les réels. Note ton premier score, puis ouvre les explications.
📊 Grille d’évaluation
| Bonnes réponses | Niveau | Conseil |
|---|---|---|
| 9–10 | Très bonne maîtrise 🌟 | Faire le devoir en temps limité. |
| 7–8 | Acquis solides 👍 | Expliquer tes erreurs avec une définition ou un calcul. |
| 5–6 | En cours d’acquisition | Revoir images et antécédents, puis les tableaux 2 et 3. |
| 0–4 | À consolider 💪 | Reprendre le tableau 1 et les exercices 1 à 5. |
🔑 Réponses du QCM et explications
- Réponse B. Une fonction linéaire multiplie l’entrée par un coefficient fixé.
- Réponse A. \(f(-2)=3\times(-2)=-6\).
- Réponse C. \(2x+1=9\Rightarrow2x=8\Rightarrow x=4\).
- Réponse B. C’est le cas particulier \(b=0\) de la forme affine.
- Réponse A. Elle s’écrit \(0x+5\), mais ne vérifie pas \(g(0)=0\).
- Réponse C. Il a pour équation \(y=ax\).
- Réponse B. Le prix final représente 80 % du prix initial.
- Réponse A. \(g(0)=a\times0+b=b\).
- Réponse C. \(f(x)=0\) est vraie pour toute entrée réelle.
- Réponse B. Son coefficient directeur est négatif.
🏠 Devoir maison • Mon planning
Prévoir environ 25 à 35 minutes par jour, avec davantage de temps si nécessaire pour les défis. Conserver les essais avant la correction.
| Jour | Mission | Trace à conserver |
|---|---|---|
| Lundi | Tableau 1 • Ex. 2, 3, 5 | Calculs d’images et coefficient de proportionnalité. |
| Mardi | Tableau 2 • Ex. 1, 4, 10 | Classement et équations des antécédents. |
| Mercredi | Tableau 3 • Ex. 7, 9 • Laboratoire | Graphique propre et vérification des lectures. |
| Jeudi | Tableau 4 • Ex. 6, 8, 11 | Modèles et domaine autorisé. |
| Vendredi | Ex. 12 • QCM • Reprise de deux erreurs | Recherche, premier score et questions éventuelles. |
- Écrire nom, prénom, classe et titre du chapitre sur les feuilles.
- Photographier les pages dans l’ordre, avec graphiques et calculs lisibles.
- Envoyer les photos ou un PDF via WhatsApp au 0660062611. Ajouter le premier score du QCM. Le bouton ouvre la conversation ; il faut joindre les documents manuellement.
- Date limite : dimanche à 20 h, à la fin de la semaine de travail choisie avec le professeur. Reporter la date correspondante dans l’agenda.
✍️ Devoir surveillé — Type collège marocain
Sujet original d’entraînement, non émis par une autorité officielle • Mathématiques • 3AC BIOF • Année scolaire 2026–2027.
Établissement : …………………………
Nom et prénom : ………………………… Classe :
…………… Date : ……………
Consignes : justifier les calculs, graduer les axes, préciser les unités des prix. Les fonctions sont définies sur les réels, sauf restriction explicite. Règle et calculatrice autorisées.
Exercice 1 — Une fonction linéaire (6 points)
On considère \(f(x)=-\frac32x\).
- Donner la nature de \(f\) et son coefficient. (1 pt)
- Calculer \(f(2)\) et \(f(-4)\). (2 pts)
- Déterminer l’antécédent de 9. (1,5 pt)
- Tracer sa représentation graphique en utilisant deux points distincts. (1,5 pt)
Exercice 2 — Déterminer une fonction affine (7 points)
La fonction affine \(g\) vérifie \(g(1)=5\) et \(g(3)=1\).
- Déterminer l’expression de \(g(x)\). (3 pts)
- Calculer \(g(-2)\). (1 pt)
- Déterminer l’antécédent de \(-3\). (1 pt)
- Le point \(A(4;-1)\) appartient-il au graphique de \(g\) ? Justifier. (1 pt)
- La fonction \(g\) est-elle linéaire ? Justifier. (1 pt)
Exercice 3 — Location de vélos à Agadir (7 points)
Deux offres fictives sont proposées pour un nombre entier \(x\) d’heures, de 1 à 10 : offre A, \(12\,\mathrm{DH}\) par heure ; offre B, \(20\,\mathrm{DH}\) de frais fixes puis \(8\,\mathrm{DH}\) par heure.
- Écrire les deux fonctions de coût. (2 pts)
- Déterminer la durée donnant le même prix et calculer ce prix. (2 pts)
- Préciser l’offre la moins chère selon la durée autorisée. (1 pt)
- Avec un budget de \(100\,\mathrm{DH}\), calculer la durée entière maximale avec chaque offre. (2 pts)
🔑 Corrigé détaillé et barème /20
Exercice 1 — 6 points
a) \(f\) est linéaire, de coefficient \(-3/2\). 0,5 pt par élément.
b) \(f(2)=-\frac32\times2=-3\), et \(f(-4)=-\frac32\times(-4)=6\). 1 pt par calcul.
c) \(-\frac32x=9\) donne \(x=9\times(-2/3)=-6\). Vérification : \(f(-6)=9\). Équation : 0,5 pt ; résolution : 0,5 pt ; vérification : 0,5 pt.
d) Placer \(O(0;0)\) et \(P(2;-3)\), puis tracer leur droite. Points et graduations : 1 pt ; tracé : 0,5 pt.
Exercice 2 — 7 points
a) \(g(x)=ax+b\), avec \(a=(1-5)/(3-1)=-4/2=-2\). Comme \(g(1)=5\), \(5=-2+b\), donc \(b=7\). Ainsi \(g(x)=-2x+7\). Contrôle : \(g(3)=-6+7=1\). Coefficient : 1 pt ; constante : 1 pt ; expression et contrôle : 1 pt.
b) \(g(-2)=-2\times(-2)+7=11\). 1 pt.
c) \(-2x+7=-3\) donne \(-2x=-10\), donc \(x=5\). 1 pt.
d) \(g(4)=-8+7=-1=y_A\). Donc \(A\) appartient au graphique. Calcul : 0,5 pt ; conclusion : 0,5 pt.
e) Non, car \(g(0)=7\ne0\). Sa constante est non nulle. 1 pt pour la réponse justifiée.
Exercice 3 — 7 points
a) \(A(x)=12x\), \(B(x)=8x+20\), pour \(x\) entier de 1 à 10. 1 pt par modèle.
b) \(12x=8x+20\Rightarrow4x=20\Rightarrow x=5\). Le prix commun vaut \(12\times5=60\,\mathrm{DH}\). Équation et résolution : 1 pt ; coût : 1 pt.
c) \(A(x)-B(x)=4x-20\). A est moins chère de 1 à 4 heures ; égalité à 5 heures ; B est moins chère de 6 à 10 heures. Comparaison et interprétation : 1 pt.
d) Offre A : \(12x\le100\Rightarrow x\le25/3\approx8{,}33\). Comme \(x\) est entier, le maximum est 8 heures. Offre B : \(8x+20\le100\Rightarrow x\le10\). Le maximum est 10 heures, compatible avec le domaine. 1 pt par maximum justifié.
Total : \(6+7+7=20\) points. Barème indicatif d’entraînement.
🌟 Mon aide-mémoire
Besoin d’aide ? Envoie au 0660062611 le numéro de l’exercice, une photo de ta recherche et ta question précise. Ne partage pas les coordonnées ou travaux d’autres élèves.