Mathématiques • Seconde

Coefficient directeur et ordonnée à l’origine
Fonction affine

Concepts & Exercices
\(f(x) = ax + b\)
Fonction affine
Coefficient directeur
\(a = \frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}\)
Pente de la droite
Ordonnée à l'origine
\(b = f(0)\)
Valeur de f en 0
Point d'intersection
\((0, b)\)
Avec l'axe des ordonnées
🎯
Définition : Une fonction affine est de la forme f(x) = ax + b, où a est le coefficient directeur et b l'ordonnée à l'origine.
📈
Coefficient directeur : a détermine la pente de la droite. Si a > 0, la fonction est croissante ; si a < 0, elle est décroissante.
📍
Ordonnée à l'origine : b est la valeur de f(0), donc le point (0,b) est l'intersection de la droite avec l'axe des ordonnées.
📏
Calcul de a : Pour deux points A(x₁,y₁) et B(x₂,y₂), on a : a = (y₂-y₁)/(x₂-x₁)
💡
Conseil : Toujours identifier a et b dans l'expression f(x) = ax + b
🔍
Attention : Le coefficient directeur indique la direction de la droite
Astuce : Une droite horizontale a un coefficient directeur nul (a=0)
📋
Méthode : Pour trouver b, il suffit de calculer f(0)
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Remarque : Si b=0, la fonction est linéaire : f(x) = ax
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Application : Utile pour modéliser des relations linéaires
Exercice 1
Donner le coefficient directeur et l'ordonnée à l'origine de f(x) = 3x - 5
Exercice 2
Déterminer la fonction affine passant par A(0, 2) et B(3, 8)
Exercice 3
Trouver l'expression de la fonction affine de coefficient directeur -2 passant par (1, 5)
Exercice 4
Soit f(x) = -x + 4. Calculer f(0), f(1), f(-2)
Exercice 5
Représenter graphiquement f(x) = 2x - 3
Exercice 6
Trouver l'antécédent de 7 par f(x) = 0.5x + 2
Exercice 7
Déterminer la fonction affine telle que f(2) = 5 et f(4) = 9
Exercice 8
Soit f(x) = ax + b. Sachant que f(1) = 3 et f(3) = 7, déterminer a et b
Exercice 9
Étudier le signe de f(x) = -2x + 6
Exercice 10
Déterminer la fonction affine dont la représentation passe par (0, -1) et (2, 5)
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Coefficient directeur et ordonnée à l'origine
Définition :

Fonction affine : Une fonction de la forme f(x) = ax + b où a est le coefficient directeur et b l'ordonnée à l'origine.

Étape 1 : Identifier la forme

La fonction f(x) = 3x - 5 est sous la forme f(x) = ax + b

Étape 2 : Comparer avec la forme générale

f(x) = 3x - 5 = ax + b

Donc a = 3 et b = -5

Étape 3 : Interpréter les résultats

• Coefficient directeur : a = 3 → La droite monte (croissante)

• Ordonnée à l'origine : b = -5 → La droite coupe l'axe des ordonnées en (0, -5)

Réponse finale :

• Coefficient directeur : a = 3

• Ordonnée à l'origine : b = -5

Règles appliquées :

Forme générale : f(x) = ax + b

Coefficient directeur : a est le nombre multipliant x

Ordonnée à l'origine : b est le terme constant

2 Fonction affine passant par deux points
Définition :

Calcul du coefficient directeur : Pour deux points A(x₁,y₁) et B(x₂,y₂), a = (y₂-y₁)/(x₂-x₁)

Étape 1 : Identifier les coordonnées

A(0, 2) et B(3, 8)

Donc x₁ = 0, y₁ = 2, x₂ = 3, y₂ = 8

Étape 2 : Calculer le coefficient directeur

a = (y₂-y₁)/(x₂-x₁) = (8-2)/(3-0) = 6/3 = 2

Étape 3 : Déterminer l'ordonnée à l'origine

Puisque A(0, 2) est sur la droite, f(0) = b = 2

Étape 4 : Former l'expression de la fonction

f(x) = ax + b = 2x + 2

Étape 5 : Vérification

f(0) = 2×0 + 2 = 2 ✓

f(3) = 2×3 + 2 = 8 ✓

Réponse finale :

f(x) = 2x + 2

Règles appliquées :

Calcul de a : a = (y₂-y₁)/(x₂-x₁)

Calcul de b : b = f(0) si le point d'abscisse 0 est connu

Vérification : Remplacer les points connus dans l'expression trouvée

3 Fonction affine avec coefficient connu
Définition :

Fonction affine : f(x) = ax + b, avec a connu et un point (x₀,y₀) appartenant à la droite.

Étape 1 : Identifier les données

a = -2 (coefficient directeur)

Le point (1, 5) appartient à la droite

Étape 2 : Formuler la fonction avec a

f(x) = -2x + b

Étape 3 : Utiliser le point connu

Le point (1, 5) appartient à la droite, donc f(1) = 5

-2×1 + b = 5

-2 + b = 5

Étape 4 : Calculer b

b = 5 + 2 = 7

Étape 5 : Former l'expression complète

f(x) = -2x + 7

Réponse finale :

f(x) = -2x + 7

Règles appliquées :

Utilisation du point connu : Si (x₀,y₀) ∈ (d), alors f(x₀) = y₀

Résolution d'équation : Isoler b dans l'équation ax₀ + b = y₀

Vérification : Remplacer le point dans l'expression trouvée

4 Calcul d'images
Définition :

Image d'un nombre : L'image de x par f est f(x).

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = -x + 4

Étape 2 : Calculer f(0)

f(0) = -0 + 4 = 4

Étape 3 : Calculer f(1)

f(1) = -1 + 4 = 3

Étape 4 : Calculer f(-2)

f(-2) = -(-2) + 4 = 2 + 4 = 6

Étape 5 : Synthèse des résultats

f(0) = 4, f(1) = 3, f(-2) = 6

Réponse finale :

f(0) = 4, f(1) = 3, f(-2) = 6

Règles appliquées :

Calcul d'image : Remplacer x par la valeur demandée dans l'expression f(x)

Signe négatif : Attention au signe lors des substitutions

Ordonnée à l'origine : f(0) = b, donc ici b = 4

5 Représentation graphique
Définition :

Représentation graphique : Une fonction affine est représentée par une droite.

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = 2x - 3

Donc a = 2 et b = -3

Étape 2 : Trouver le point d'intersection avec l'axe des ordonnées

C'est le point (0, b) = (0, -3)

Étape 3 : Trouver un deuxième point

Choisir une valeur simple, par exemple x = 2

f(2) = 2×2 - 3 = 4 - 3 = 1

Donc le point (2, 1) est sur la droite

Étape 4 : Tracer la droite

Tracer la droite passant par (0, -3) et (2, 1)

Étape 5 : Interprétation

• a = 2 > 0 : La droite monte (fonction croissante)

• b = -3 : La droite coupe l'axe des ordonnées en -3

Réponse finale :

La droite passe par (0, -3) et (2, 1), avec une pente positive de 2

Règles appliquées :

Deux points suffisent : Pour tracer une droite, il suffit de deux points

Point d'ordonnée à l'origine : (0, b)

Sens de variation : Dépend du signe de a

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Antécédent d'un nombre
Définition :

Antécédent : L'antécédent de y par f est la valeur de x telle que f(x) = y.

Étape 1 : Poser l'équation

On cherche x tel que f(x) = 7

Soit 0.5x + 2 = 7

Étape 2 : Isoler x

0.5x = 7 - 2

0.5x = 5

Étape 3 : Résoudre l'équation

x = 5 / 0.5 = 10

Étape 4 : Vérification

f(10) = 0.5×10 + 2 = 5 + 2 = 7 ✓

Réponse finale :

L'antécédent de 7 par f est 10

Règles appliquées :

Définition d'antécédent : Résoudre f(x) = y

Équation du premier degré : Isoler x en effectuant les opérations inverses

Vérification : Toujours vérifier la solution obtenue

7 Fonction affine avec deux conditions
Définition :

Système d'équations : Pour déterminer une fonction affine, deux conditions suffisent.

Étape 1 : Poser la forme générale

f(x) = ax + b

Étape 2 : Traduire les conditions

f(2) = 5 → 2a + b = 5 ... (1)

f(4) = 9 → 4a + b = 9 ... (2)

Étape 3 : Résoudre le système

Équation (2) - Équation (1) : (4a + b) - (2a + b) = 9 - 5

4a + b - 2a - b = 4

2a = 4

a = 2

Étape 4 : Calculer b

Remplacer a = 2 dans (1) : 2×2 + b = 5

4 + b = 5

b = 1

Étape 5 : Former la fonction

f(x) = 2x + 1

Étape 6 : Vérification

f(2) = 2×2 + 1 = 5 ✓

f(4) = 2×4 + 1 = 9 ✓

Réponse finale :

f(x) = 2x + 1

Règles appliquées :

Système de deux équations : Deux conditions permettent de déterminer a et b

Méthode de substitution ou combinaison : Pour résoudre le système

Vérification : Toujours tester les valeurs trouvées

8 Système d'équations
Définition :

Système linéaire : Ensemble d'équations à résoudre simultanément.

Étape 1 : Poser le système

f(x) = ax + b

f(1) = 3 → a + b = 3 ... (1)

f(3) = 7 → 3a + b = 7 ... (2)

Étape 2 : Méthode de combinaison

Soustraire (1) de (2) : (3a + b) - (a + b) = 7 - 3

3a + b - a - b = 4

2a = 4

a = 2

Étape 3 : Calculer b

Remplacer a = 2 dans (1) : 2 + b = 3

b = 3 - 2 = 1

Étape 4 : Vérification

f(1) = 2×1 + 1 = 3 ✓

f(3) = 2×3 + 1 = 7 ✓

Réponse finale :

a = 2 et b = 1

Règles appliquées :

Méthode de combinaison linéaire : Éliminer une variable en combinant les équations

Système à deux inconnues : Deux équations suffisent pour déterminer a et b

Substitution : Remplacer la valeur trouvée dans une autre équation

9 Étude du signe
Définition :

Étude de signe : Déterminer pour quelles valeurs de x la fonction est positive, négative ou nulle.

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = -2x + 6

a = -2 < 0 et b = 6

Étape 2 : Trouver la racine

f(x) = 0 → -2x + 6 = 0

-2x = -6

x = 3

Étape 3 : Étudier le sens de variation

a = -2 < 0 → La fonction est décroissante

Étape 4 : Dresser le tableau de signe

• Pour x < 3 : f(x) > 0 (car f est décroissante et s'annule en 3)

• Pour x = 3 : f(x) = 0

• Pour x > 3 : f(x) < 0

Étape 5 : Conclusion

f(x) > 0 pour x ∈ ]-∞, 3[

f(x) = 0 pour x = 3

f(x) < 0 pour x ∈ ]3, +∞[

Réponse finale :

f(x) > 0 si x < 3, f(x) = 0 si x = 3, f(x) < 0 si x > 3

Règles appliquées :

Signe d'une fonction affine : Dépend du coefficient directeur et de la racine

Fonction croissante : Si a > 0, f change de signe de - à + en traversant la racine

Fonction décroissante : Si a < 0, f change de signe de + à - en traversant la racine

10 Fonction affine avec deux points
Définition :

Fonction affine par deux points : Une droite est déterminée par deux points distincts.

Étape 1 : Identifier les points

A(0, -1) et B(2, 5)

Donc x₁ = 0, y₁ = -1, x₂ = 2, y₂ = 5

Étape 2 : Calculer le coefficient directeur

a = (y₂-y₁)/(x₂-x₁) = (5-(-1))/(2-0) = 6/2 = 3

Étape 3 : Déterminer l'ordonnée à l'origine

Puisque A(0, -1) est sur la droite, f(0) = b = -1

Étape 4 : Former l'expression de la fonction

f(x) = ax + b = 3x - 1

Étape 5 : Vérification

f(0) = 3×0 - 1 = -1 ✓

f(2) = 3×2 - 1 = 6 - 1 = 5 ✓

Réponse finale :

f(x) = 3x - 1

Règles appliquées :

Calcul de a : a = (y₂-y₁)/(x₂-x₁)

Point sur l'axe des ordonnées : Si un point a pour abscisse 0, son ordonnée est b

Vérification : Remplacer les deux points dans l'expression trouvée

Coefficient directeur et ordonnée à l’origine Fonction affine