I) Fonction linéaire A) Définition Définition On appelle fonction linéaire toute fonction qui peut s'écrire sous la forme: \[f:x \rightarrow ax \] Avec \(a\) un nombre connu et constant. Exemple 1: \[ \begin{align*} f(x)&=3x\\ g(x)&=-4x\\ h(x)&=-\sqrt{2}x\\ t(x)&=\pi x \end{align*} Les quatre fonctions ci-dessus sont linéaires. B) Caractérisation 1. Calcul des images et des antécédents Une fonction linéaire se définit par son coefficient \(a\). On peut facilement déterminer les images et les antécédents d'un nombre à partir de cette information. Exemple 2: Soit \(h\) la fonction linéaire de coefficient -2. Quelle est l'image de 5? On en déduit que l'expression de la fonction \(h\) est: \[h(x)=-2x\] Et par conséquent que l'image de 5 est égale à: h(5)&=-2\times 5\\ &=-10 L'image de 5 est -10. 3: Soit \(t\) la fonction linéaire de coefficient 3. Quel est l'antécédent de -2? On en déduit que l'expression de la fonction \(t\) h(x)=3x Et par conséquent que l'antécédent de -2 est égal à: &-2=3x\\ &x=-\frac{2}{3} L'antécédent de -2 est \(\displaystyle -\frac{2}{3}\).
Nous pouvons calculer la valeur du coefficient directeur d'après la formule précédente: a&=\frac{h(4)-h(2)}{4-2}\\ &=\frac{2-6}{4-2}\\ &=\frac{-4}{2}\\ &=-2 Le coefficient directeur \(a\) de notre fonction affine est égal à -2. Nous pouvons par conséquent réécrire \(h\) de la \[h(x)=-2x+b\] Sachant par exemple que \(h(2)=6\) (nous pouvons aussi prendre \(h(4)=2\)), nous pouvons déterminer le coefficient \(b\): &6=-2 \times 2+b\\ &6=-4+b \\ &b=10 Le nombre \(b\) vaut 10. En conclusion: \[h(x)=-2x+10\] affine est une droite. On et le paramètre \(b\) l' ordonnée à l'origine La méthode de détermination graphique du coefficient directeur est identique à celle d'une fonction linéaire. Pour l'ordonnée à l'origine (paramètre \(b\)), il suffit de lire l'ordonnée du point qui a pour abscisse 0. Exemple 13: \[h(x)=-2x+2 On place ainsi les points de coordonnées (-2; 6) (0; 2) et (3; -4), On vérifie bien qu'il s'agit d'une fonction affine: sa représentation graphique est une droite, mais elle ne passe pas par l'origine du repère.
Pourcentage 1 – Théorème: On considère un prix de départ égal à Si le prix augmente de t%, le nouveau prix est égal à: Si le prix diminue de t%, le nouveau prix est égal à: Ainsi, la relation qui permet de calculer un prix d'après un pourcentage d'augmentation ou de diminution est une fonction linéaire, dont le coefficient est égal à: III. Fonction affine – Définition: Soit deux nombres connus et constants. On appelle fonction affine, la fonction définie par: Autrement dit, la relation qui, à tout nombre, associe le nombre tel que: – Remarque: On distingue deux types de fonction affine: si, la fonction est linéaire, si, la fonction est constante. Soit deux nombres et et et leurs images respectives par. On peut alors déterminer le coefficient de: – Représentation graphique: Définition: Dans un repère la représentation graphique d'une fonction affine est une droite. est le coefficient directeur de cette droite. est l' ordonnée à l'origine. Exemple: Soit la fonction affine. L'équation de cette droite est:.
2. Détermination de la fonction Parfois, on sait qu'une fonction est linéaire mais on ne connait pas son coefficient. Nous pouvons la déterminer en connaissant un seul couple \((x;f(x))\). Exemple 4: Soit \(h\) une fonction linéaire telle que l'image de 2 soit égale à 6. Déterminer la fonction \(h\). On sait que \(h\) est une fonction linéaire donc elle s'écrit sous la forme: h(x)=ax Nous savons également que: h(2)=a \times 2=6 Nous pouvons par conséquent en déduire \(a\): \[a=\frac{6}{2}=3\] La fonction \(h\) est donc une fonction linéaire de coefficient 3. On peut ainsi l'écrire de la façon suivante: \[h(x)=3x Remarque Les fonctions linéaires représentent les situations de proportionnalité. Le coefficient \(a\) représente le coefficient de proportionnalité. Exemple 5: Soit le tableau suivant: \(x\) 2 3 5 6 8 \(f(x)\) 4 10 12 16 On remarque qu'il s'agit d'un tableau de proportionnalité puisqu'on multiplie tous les membres de la première ligne par 2 pour obtenir ceux de la seconde ligne, on peut en déduire que la fonction \(f\) est égale à: \[f(x)=2x C) Représentation graphique La représentation graphique d'une fonction linéaire est une droite passant par l'origine du repère.
(Si on était descendu, le coefficient serait négatif). II) Fonction affine On appelle fonction affine toute \rightarrow ax+b Avec \(a\) et \(b\) deux nombres connus et constants. Exemple 7: \[\begin{align*} f(x)&=-x+2\\ g(x)&=\frac{5}{7}x-\sqrt{3}\\ h(x)&=-\sqrt{2}x+\frac{1}{3}\\ t(x)&=\pi x-\pi Les quatre fonctions ci-dessus sont affines. Remarque Il existe deux cas particuliers de fonction affine: - lorsque \(b=0\), la fonction est linéaire. En effet, une fonction linéaire est une fonction affine pour laquelle \(b=0\). - lorsque \(a=0\), la fonction est constante. Tous les nombres ont la même image, égale à \(b\). Exemple 8: La fonction \(h(x)=10\) est une fonction constante. Quel que soit \(x\) elle vaut toujours 10. B) Caractérisation Une fonction affine se définit par son coefficient \(a\) ainsi que par le nombre \(b\). On peut facilement déterminer les images et les antécédents d'un nombre à partir de ces informations. 9: Soit \(h\) la fonction affine telle que \(a=6\) et \(b=-2\).
Quelle est l'image de 2? \[h(x)=6x-2\] Et par conséquent que l'image de 2 est égale à: h(2)&=6\times 2-2\\ &=12-2\\ &=10 L'image de 2 est 10. 10: Soit \(t\) la fonction affine telle que \(a=-3\) et \(b=6\). Quelle est l'antécédent de 5? \[t(x)=-3x+6 Et par conséquent que l'antécédent de 5 est égal à: &5=-3x+6\\ &-1=-3x\\ &1=3x\\ &x=\frac{1}{3} L'antécédent de 5 est \(\displaystyle \frac{1}{3}\). fonction est affine mais on ne connait pas son coefficient ni son nombre. Nous pouvons les déterminer en connaissant deux couples \((x;f(x))\) étant donné qu'il y a deux inconnues. Définition Soit \((x_{1};f(x_{1}))\) et \((x_{2};f(x_{2}))\) ces deux couples. Alors le coefficient directeur \(a\) est égal à: a=\frac{f(x_{2})-f(x_{2})}{x_{2}-x_{1}} Par suite, en utilisant un des couples, on détermine le paramètre \(b\). Exemple 12: affine telle que l'image de 2 soit égale à 6 et l'image de 4 soit égale à 2. Déterminer la fonction \(h\). fonction affine donc elle s'écrit sous la forme: \[h(x)=ax+b Nous savons également d'après l'énoncé que \(h(2)=6\) et \(h(4)=2\).