ƒ est décroissante sur l'intervalle I signifie que pour tous nombres réels x 1 et x 2: « une fonction décroissante change l'ordre ». ƒ est décroissante et on voit bien que: pour a inférieur à b, ƒ(a) est supérieur à ƒ(b). La fonction carrée (ƒ(x) = x²) est décroissante sur]-∞; 0] Une fonction affine ƒ(x) = a x + b est décroissante si a > 0 La fonction inverse est décroissante sur]-∞; 0[ et sur] 0; + ∞[ Sens de variation Le sens de variation (croissant ou décroissant) d'une fonction est résumé dans son tableau de variations. Exemple: On connaît une fonction ƒ définie sur [0; +∞[ par sa représentation graphique ci-dessous: Maximum Le maximum M de ƒ est la plus grande des valeurs ƒ(x) pour x appartenant à D. Sur le graphique, c'est l'ordonnée du point le plus haut situé sur la courbe. Le maximum de ƒ (s'il existe) est un nombre de la forme ƒ(a) avec a ∈ I tel que: ƒ(x) ≤ ƒ(a) pour tout x de I. « le maximum d'une fonction est la plus grande valeur atteinte par cette fonction ». On connaît une fonction ƒ par sa représentation graphique sur l'intervalle [-2; 5].
L'essentiel pour réussir! La fonction carré $f(x)=x^2$
Propriété 1
La fonction carré est définie sur $\ℝ$. Dans un repère orthogonal, elle est représentée par une parabole, dont le "sommet" est l'origine du repère. Cette parabole a pour axe de symétrie l'axe des ordonnées. En effet, pour tout nombre $x$, on a: $f(-x)=f(x)$. On dit que la fonction est paire. Tableau de valeurs et représentation graphique
Propriété 2
La fonction carré admet le tableau de variation suivant. Exemple 1
On suppose que $2< x< 3$ et $-5< t< -4$. Encadrer $x^2$ et $t^2$. Solution...
Corrigé
On a: $2< x< 3$
Donc: $2^2< x^2< 3^2$ ( car la fonction carré est strictement croissante sur [ $0$; $+\∞$ [)
Soit: $4< x^2< 9$
On a: $-5< t< -4$
Donc: $(-5)^2> t^2>(-4)^2$ ( car la fonction carré est strictement décroissante sur] $-\∞$; $0$])
Soit: $25> t^2> 16$
Réduire... Propriété 3
La fonction carré admet le tableau de signes suivant. On notera qu'un carré est toujours positif (ou nul). Equations et inéquations
Les équations et inéquations de référence concernant la fonction carré sont du type:
$x^2=k$, $x^2
[ Raisonner. ] ◉◉◉ On cherche à déterminer les variations de la fonction carré, notée sur son ensemble de définition. 1. Rappeler l'ensemble de définition de la fonction 2. Pour tous réels et donner l'expression factorisée de 3. On étudie les variations de sur l'intervalle On considère alors deux réels et tels que On cherche à comparer et a. Quel est le signe de b. Quel est le signe de c. En déduire alors le signe de d. En s'aidant de la question 2., déterminer alors le signe de e. Conclure. 4. En effectuant les mêmes raisonnements que dans la question 3., déterminer les variations de la fonction sur l'intervalle
Cela signifie que pour tous réels $a$ et $b$ de $I$ tels que $a \le b$ on a $f(a) < f(b)$ (respectivement $f(a) > f(b)$). On interdit donc que la fonction soit constante sur une partie de l'intervalle. $\quad$ On synthétise les différentes variations d'une fonction sur son ensemble de définition à l'aide d'un tableau de variations. Exemple: Ce tableau nous fournit plusieurs informations: L'ensemble de définition de $f$ est $\mathscr{D}_f =]-\infty;+\infty[$ ou $\R$ La fonction $f$ est strictement croissante sur $]-\infty;1[$ La fonction $f$ est strictement décroissante sur $]1;+\infty[$ $f(1) = -4$ Par convention, on symbolisera la croissance d'une fonction sur un intervalle par une flèche "montante" et la décroissance par une flèche "descendante". Dans la mesure du possible, on indique également les images des bornes des différents intervalles sur lesquels la fonction $f$ change de variations. Définition 4: On dit qu'une fonction $f$ est ( strictement) monotone sur un intervalle $I$ si elle soit (strictement) croissante soit (strictement) décroissante sur l'intervalle $I$.