Chapitre 03 · Troisième

Cours

Fonctions Affines

Étude, représentation graphique et applications

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Une fonction affine est une fonction de la forme f(x)=ax+bf(x) = ax + b. Sa représentation graphique est une droite. Comprendre les fonctions affines — leur pente, leur ordonnée à l'origine, leurs variations — est fondamental pour interpréter des situations réelles et résoudre des problèmes graphiquement.

Mieux retenir

Comment utiliser ce cours efficacement

Commence par lire les définitions et les exemples, puis va refaire un ou deux exercices sans aide. Le but n’est pas seulement de comprendre le texte, mais de transformer ces idées en réflexes utilisables.

Ce qu’il faut viser

  • Lire et exploiter une fonction dans plusieurs représentations.
  • Rédiger une conclusion claire à partir d’un tableau ou d’un calcul.

Points de vigilance

  • Confondre image et antécédent.
  • Conclure sans citer le signe ou le tableau étudié.

1Définition et représentation

Une fonction affine est définie par f(x)=ax+bf(x) = ax + baa et bb sont des nombres réels.

- aa est le coefficient directeur (ou pente) : il mesure l'inclinaison de la droite.
- bb est l'ordonnée à l'origine : c'est la valeur de f(0)f(0), là où la droite coupe l'axe des ordonnées.

Cas particuliers :
- Si b=0b = 0 : f(x)=axf(x) = ax est une fonction linéaire (droite passant par l'origine).
- Si a=0a = 0 : f(x)=bf(x) = b est une fonction constante (droite horizontale).

Pour tracer la droite, il suffit de calculer deux points et de les relier.

Définition

Coefficient directeur

Le coefficient directeur aa d'une droite mesure son inclinaison. Si a>0a > 0, la droite monte. Si a<0a < 0, elle descend. Si a=0a = 0, elle est horizontale. Plus a|a| est grand, plus la droite est inclinée.

Définition

Ordonnée à l'origine

L'ordonnée à l'origine bb est la valeur de f(0)f(0). C'est le point où la droite coupe l'axe vertical (axe des ordonnées). Elle se lit directement sur le graphique.

Définition

Fonction linéaire

Une fonction linéaire est une fonction affine avec b=0b = 0 : f(x)=axf(x) = ax. Sa droite passe par l'origine du repère. Elle représente une proportionnalité directe entre xx et f(x)f(x).
Exemple 1Identifier $a$ et $b$
Donner le coefficient directeur et l'ordonnée à l'origine de f(x)=2x+5f(x) = -2x + 5.

Solution

f(x)=2x+5f(x) = -2x + 5 est de la forme ax+bax + b avec :
- a=2a = -2 (la droite est décroissante)
- b=5b = 5 (la droite coupe l'axe des ordonnées en (0;5)(0\,;\,5))
Exemple 2Tracer la droite
Tracer la droite représentant g(x)=3x1g(x) = 3x - 1.

Solution

On calcule deux points :
- x=0x = 0 : g(0)=1g(0) = -1 → point (0;1)(0\,;\,-1)
- x=1x = 1 : g(1)=2g(1) = 2 → point (1;2)(1\,;\,2)

On place ces deux points dans le repère et on trace la droite qui les relie.
  • f(x)=ax+bf(x) = ax + b : aa est la pente, bb est l'ordonnée à l'origine.
  • Pour tracer : calculer l'image de 0 et d'un autre point.
  • a>0a > 0 → droite croissante ; a<0a < 0 → droite décroissante.

2Variations et lecture graphique

Variations d'une fonction affine :
- Si a>0a > 0 : ff est strictement croissante sur R\mathbb{R} (quand xx augmente, f(x)f(x) augmente).
- Si a<0a < 0 : ff est strictement décroissante sur R\mathbb{R}.
- Si a=0a = 0 : ff est constante.

Lire un coefficient directeur graphiquement :
On choisit deux points A(x1,y1)A(x_1, y_1) et B(x2,y2)B(x_2, y_2) sur la droite, puis :
a=y2y1x2x1=deˊplacement verticaldeˊplacement horizontala = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{\text{déplacement vertical}}{\text{déplacement horizontal}}

Trouver l'équation d'une droite à partir de deux points : on calcule aa avec la formule ci-dessus, puis on détermine bb en utilisant un des points.
Exemple 1Trouver l'équation à partir de deux points
Trouver l'équation de la droite passant par A(1,3)A(1, 3) et B(3,7)B(3, 7).

Solution

Calcul du coefficient directeur :
a=7331=42=2a = \frac{7 - 3}{3 - 1} = \frac{4}{2} = 2

Calcul de l'ordonnée à l'origine :
On utilise le point A(1,3)A(1, 3) : 3=2×1+bb=13 = 2 \times 1 + b \Rightarrow b = 1.

Équation : f(x)=2x+1f(x) = 2x + 1
  • Coefficient directeur : a=yByAxBxAa = \frac{y_B - y_A}{x_B - x_A}.
  • Pour trouver bb : substituer les coordonnées d'un point dans f(x)=ax+bf(x) = ax + b.
  • Résoudre graphiquement f(x)=g(x)f(x) = g(x) revient à trouver l'intersection des deux droites.

À retenir

  • 1
    f(x)=ax+bf(x) = ax + b : aa = pente, bb = ordonnée à l'origine.
  • 2
    a>0a > 0 → croissante ; a<0a < 0 → décroissante ; a=0a = 0 → constante.
  • 3
    Coefficient directeur entre deux points : a=y2y1x2x1a = \dfrac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}.
  • 4
    Fonction linéaire (b=0b = 0) : droite passant par l'origine.

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