Fonction Affine - Forme f(x) = ax + b | Mathématiques Seconde
Introduction à la forme f(x) = ax + b
Découvrez la forme générale des fonctions affines et leurs propriétés
Définition de la fonction affine
Concept fondamental
Une fonction affine est une fonction qui, à tout nombre x, associe le nombre ax + b, où a et b sont des nombres réels donnés.
On la note : \( f(x) = ax + b \)
Les nombres a et b sont appelés les paramètres de la fonction affine.
- a est le coefficient directeur (ou pente)
- b est l'ordonnée à l'origine
- Si b = 0, la fonction est linéaire : f(x) = ax
- Si a = 0, la fonction est constante : f(x) = b
- Si a = 1 et b = 0, la fonction est identique : f(x) = x
Coefficient directeur et ordonnée à l'origine
Paramètres de la fonction affine
Le coefficient directeur a détermine la pente de la droite :
- Si a > 0, la fonction est croissante
- Si a < 0, la fonction est décroissante
- Si a = 0, la fonction est constante
Il mesure le taux de variation de la fonction : pour une augmentation de 1 unité de x, la fonction varie de a unités.
L'ordonnée à l'origine b est l'ordonnée du point d'intersection de la droite avec l'axe des ordonnées.
C'est la valeur de la fonction quand x = 0 : f(0) = a×0 + b = b.
Le point d'intersection est donc (0, b).
Calcul du coefficient directeur
Méthode de détermination
Soient deux points A(xA, yA) et B(xB, yB) appartenant à la droite représentative de la fonction affine f(x) = ax + b.
Le coefficient directeur a est donné par la formule :
Cette formule est valable pour tous les points de la droite.
Soient les points A(1, 2) et B(4, 8) appartenant à une droite affine.
Calculons le coefficient directeur :
Le coefficient directeur est 2.
Soient les points C(-2, 5) et D(3, -1) appartenant à une droite affine.
Calculons le coefficient directeur :
Le coefficient directeur est -6/5.
Détermination de l'équation d'une droite
Trouver l'expression de la fonction
Pour déterminer l'équation f(x) = ax + b d'une droite affine passant par deux points connus :
- Calculer le coefficient directeur a avec la formule : \( a = \frac{y_B - y_A}{x_B - x_A} \)
- Utiliser un des points pour déterminer b : \( y_A = ax_A + b \Rightarrow b = y_A - ax_A \)
- Écrire la fonction : f(x) = ax + b
Étape 1 : Calcul du coefficient directeur
Étape 2 : Calcul de l'ordonnée à l'origine
Utilisons le point A(2, 3) : f(2) = 3
Étape 3 : Écriture de la fonction
Vérification : f(2) = 2(2) - 1 = 3 ✓ et f(5) = 2(5) - 1 = 9 ✓
Si on connaît le coefficient directeur a et un point A(xA, yA) appartenant à la droite :
On utilise : yA = axA + b
On isole b : b = yA - axA
La fonction est : f(x) = ax + (yA - axA)
Applications concrètes
Utilisations pratiques
Les fonctions affines permettent de :
- Représenter des droites dans un repère
- Calculer des intersections entre droites
- Déterminer des équations de droites
- Étudier les variations de fonctions
- 1 Calcul de coûts linéaires (tarifs, prix)
- 2 Modélisation de phénomènes linéaires
- 3 Analyse de tendances
- 4 Problèmes de proportionnalité
Exercice d'application
Problème complet
Une fonction affine f est telle que f(1) = 4 et f(3) = 10.
1. Déterminer l'expression de la fonction f.
2. Calculer f(0) et f(5).
3. Représenter graphiquement la fonction f dans un repère orthonormé.
4. Résoudre l'équation f(x) = 0.
Solution de l'exercice
Correction détaillée
On sait que f est affine donc f(x) = ax + b.
On a : f(1) = 4 et f(3) = 10.
Donc : a(1) + b = 4 et a(3) + b = 10.
Cela donne le système :
- a + b = 4
- 3a + b = 10
Soustrayons la première équation de la deuxième : (3a + b) - (a + b) = 10 - 4
Soit : 2a = 6, donc a = 3.
En remplaçant dans la première équation : 3 + b = 4, donc b = 1.
L'expression de la fonction est : f(x) = 3x + 1.
On a f(x) = 3x + 1.
Donc : f(0) = 3(0) + 1 = 1
Et : f(5) = 3(5) + 1 = 15 + 1 = 16
On trace la droite passant par les points A(1, 4) et B(3, 10).
On peut aussi utiliser les points A(0, 1) et B(1, 4).
Le coefficient directeur est a = 3, donc la droite monte de 3 unités quand on avance de 1 unité.
On résout : 3x + 1 = 0
Soit : 3x = -1
Donc : x = -1/3
L'antécédent de 0 par f est -1/3.
Résumé
Points clés
Une fonction affine est de la forme f(x) = ax + b où a et b sont des réels.
- a est le coefficient directeur (pente)
- b est l'ordonnée à l'origine
- La représentation graphique est une droite
- Si a > 0, la fonction est croissante
- Si a < 0, la fonction est décroissante
- Si a = 0, la fonction est constante
- L'ordonnée à l'origine est f(0) = b
- Coefficient directeur : \( a = \frac{y_B - y_A}{x_B - x_A} \)
- Expression de la fonction : f(x) = ax + b
- Point d'intersection avec l'axe des ordonnées : (0, b)
Conclusion
Félicitations !
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