Mathématiques • Seconde

Courbe représentative
Fonction racine carrée

Concepts & Exercices
\(f(x) = \sqrt{x}\)
Fonction racine carrée
Domaine de définition
\(D_f = \mathbb{R}^+ = [0, +\infty[\)
Uniquement les réels positifs
Sens de variation
\(\nearrow \text{sur } [0, +\infty[\)
Strictement croissante partout
Minimum
\(f(0) = 0\)
Valeur minimale en 0
🎯
Définition : La fonction racine carrée est définie par f(x) = √x pour tout x ≥ 0.
📊
Variations : La fonction racine carrée est strictement croissante sur [0, +∞[.
📍
Minimum : La fonction racine carrée admet un minimum en x = 0, avec f(0) = 0.
🔄
Domaine : La racine carrée n'est définie que pour les nombres positifs ou nuls.
💡
Conseil : La racine carrée d'un nombre est toujours positive ou nulle
🔍
Attention : √x n'existe que si x ≥ 0
Astuce : La courbe est plus aplatie que la droite y = x
📋
Méthode : Pour tracer, calculer des points comme √0, √1, √4, √9
🔗
Connexion : Base pour étudier les fonctions radicales
📈
Application : Modélise des phénomènes croissants mais ralentis
Exercice 1
Calculer f(0), f(1), f(4), f(9) pour f(x) = √x
Exercice 2
Comparer √2 et √3 sans calculer
Exercice 3
Résoudre √x = 5
Exercice 4
Tracer la courbe de f(x) = √x sur [0, 9]
Exercice 5
Étudier le signe de f(x) = √x
Exercice 6
Comparer f(2.5) et f(3.7) pour f(x) = √x
Exercice 7
Résoudre √x ≤ 4
Exercice 8
Déterminer le domaine de définition de f(x) = √x
Exercice 9
Déterminer le sens de variation de g(x) = √x + 2
Exercice 10
Comparer √x et x pour x ∈ ]0, 1[
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Calcul d'images
Définition :

Fonction racine carrée : f(x) = √x associe à chaque nombre positif ou nul x sa racine carrée √x.

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = √x

Étape 2 : Calculer f(0)

f(0) = √0 = 0

Étape 3 : Calculer f(1)

f(1) = √1 = 1

Étape 4 : Calculer f(4)

f(4) = √4 = 2

Étape 5 : Calculer f(9)

f(9) = √9 = 3

Étape 6 : Synthèse des résultats

f(0) = 0, f(1) = 1, f(4) = 2, f(9) = 3

Réponse finale :

f(0) = 0, f(1) = 1, f(4) = 2, f(9) = 3

Règles appliquées :

Racine carrée : √x est le nombre positif dont le carré est x

Racine de 0 : √0 = 0

Racine d'un carré parfait : √n² = n (n ≥ 0)

2 Comparaison sans calcul
Définition :

Comparaison de racines : Pour comparer √x et √y, on compare x et y car la fonction racine carrée est strictement croissante.

Étape 1 : Identifier les nombres

On compare √2 et √3

Étape 2 : Comparer les radicandes

2 < 3

Étape 3 : Appliquer la propriété de la fonction racine carrée

La fonction racine carrée est strictement croissante sur [0, +∞[

Donc, si x < y, alors √x < √y

Étape 4 : Conclure

Comme 2 < 3, alors √2 < √3

Étape 5 : Vérification

√2 ≈ 1.41 et √3 ≈ 1.73

Effectivement, 1.41 < 1.73

Réponse finale :

√2 < √3 car 2 < 3 et la fonction racine carrée est croissante

Règles appliquées :

Fonction croissante : Si f est croissante et x < y, alors f(x) < f(y)

Fonction racine carrée : Strictement croissante sur [0, +∞[

Comparaison : √x < √y ⟺ x < y (pour x, y ≥ 0)

3 Résolution d'équation
Définition :

Équation avec racine : √x = a (a ≥ 0) a pour solution x = a².

Étape 1 : Identifier l'équation

√x = 5

Étape 2 : Élever au carré des deux côtés

(√x)² = 5²

x = 25

Étape 3 : Vérifier que x ≥ 0

x = 25 ≥ 0 ✓

Étape 4 : Vérifier que le membre de droite est positif

5 ≥ 0 ✓

Étape 5 : Vérification

√25 = 5 ✓

Réponse finale :

S = {25}

Règles appliquées :

Équation √x = a (a ≥ 0) : Solution x = a²

Domaine de définition : Toujours vérifier que x ≥ 0

Condition de validité : Le membre de droite doit être ≥ 0

4 Tracé de la courbe
Définition :

Courbe de la racine carrée : Courbe qui commence en (0,0) et monte de manière de plus en plus lente.

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = √x

Étape 2 : Calculer quelques points

f(0) = 0, f(1) = 1, f(4) = 2, f(9) = 3

Étape 3 : Calculer des points intermédiaires

f(0.25) = 0.5, f(0.5) ≈ 0.71, f(2) ≈ 1.41, f(6) ≈ 2.45

Étape 4 : Tracer la courbe

Commencer en (0,0), relier les points par une courbe lisse

Étape 5 : Propriétés observées

• La courbe est strictement croissante

• Elle commence en (0,0) et monte de plus en plus lentement

• Elle est située entièrement dans le quadrant supérieur droit

Réponse finale :

La courbe commence en (0,0), est strictement croissante et monte de plus en plus lentement

Règles appliquées :

Points de base : Calculer f(0), f(1), f(4), f(9), etc.

Forme de la courbe : Courbe qui monte mais ralentit

Domaine de définition : x ≥ 0 ⇒ courbe à droite de l'axe des ordonnées

5 Étude du signe
Définition :

Signe d'une racine carrée : La racine carrée d'un nombre positif est toujours positive ou nulle.

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = √x

Étape 2 : Analyser le signe d'une racine carrée

Pour x ≥ 0 : √x ≥ 0 (racine carrée est toujours positive ou nulle)

Étape 3 : Identifier le cas d'égalité

√x = 0 si et seulement si x = 0

Étape 4 : Conclure sur le signe

• Pour x > 0 : f(x) > 0

• Pour x = 0 : f(x) = 0

Étape 5 : Tableau de signe

f(x) ≥ 0 pour tout x ∈ [0, +∞[

f(x) = 0 ⟺ x = 0

Réponse finale :

f(x) ≥ 0 pour tout x ∈ [0, +∞[, et f(x) = 0 ⟺ x = 0

Règles appliquées :

Signe d'une racine carrée : √x ≥ 0 pour x ≥ 0

Annulation : √x = 0 ⟺ x = 0

Positivité stricte : √x > 0 si x > 0

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Comparaison de valeurs
Définition :

Fonction racine carrée : f(x) = √x est strictement croissante sur [0, +∞[.

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = √x

Étape 2 : Identifier les valeurs à comparer

f(2.5) et f(3.7)

Étape 3 : Comparer les abscisses

2.5 < 3.7

Étape 4 : Appliquer la propriété de la fonction racine carrée

La fonction racine carrée est strictement croissante sur [0, +∞[

Donc, si x₁ < x₂, alors f(x₁) < f(x₂)

Étape 5 : Conclure

Comme 2.5 < 3.7, alors f(2.5) < f(3.7)

Étape 6 : Calculer pour vérifier

f(2.5) = √2.5 ≈ 1.58

f(3.7) = √3.7 ≈ 1.92

Effectivement, 1.58 < 1.92

Réponse finale :

f(2.5) < f(3.7) car 2.5 < 3.7 et la fonction racine carrée est croissante

Règles appliquées :

Comparaison de racines : √x₁ < √x₂ ⟺ x₁ < x₂

Fonction croissante : Préserve l'ordre

Stricte croissance : x₁ ≠ x₂ ⇒ f(x₁) ≠ f(x₂)

7 Inéquation avec racine
Définition :

Inéquation avec racine : √x ≤ a (a ≥ 0) équivaut à 0 ≤ x ≤ a² car la fonction racine carrée est strictement croissante.

Étape 1 : Identifier l'inéquation

√x ≤ 4

Étape 2 : Vérifier la condition de validité

4 ≥ 0 ✓

Étape 3 : Élever au carré des deux côtés

(√x)² ≤ 4²

x ≤ 16

Étape 4 : Tenir compte du domaine de définition

√x existe seulement si x ≥ 0

Donc on a 0 ≤ x ≤ 16

Étape 5 : Conclure

√x ≤ 4 ⟺ 0 ≤ x ≤ 16

Réponse finale :

S = [0, 16]

Règles appliquées :

Inéquation √x ≤ a (a ≥ 0) : Solution 0 ≤ x ≤ a²

Utilisation de la croissance : Fonction strictement croissante préserve l'ordre

Domaine de définition : x ≥ 0

8 Domaine de définition
Définition :

Domaine de définition : Ensemble des valeurs de x pour lesquelles f(x) existe.

Étape 1 : Identifier la fonction

f(x) = √x

Étape 2 : Analyser la condition d'existence

√x existe si et seulement si x ≥ 0

Étape 3 : Identifier l'ensemble des solutions

Les valeurs de x pour lesquelles √x existe sont tous les réels x tels que x ≥ 0

Étape 4 : Notation du domaine

Le domaine de définition est [0, +∞[

Étape 5 : Vérification

• Pour x = -1 : √(-1) n'existe pas

• Pour x = 0 : √0 = 0 existe

• Pour x = 4 : √4 = 2 existe

Réponse finale :

D_f = [0, +∞[

Règles appliquées :

Condition d'existence : √x existe ⟺ x ≥ 0

Notation d'intervalle : [0, +∞[ désigne tous les réels ≥ 0

Domaine de définition : Ensemble des valeurs possibles pour x

9 Variations d'une fonction dérivée
Définition :

Translation verticale : Ajouter une constante à une fonction ne change pas son sens de variation.

Étape 1 : Identifier la fonction

g(x) = √x + 2

Étape 2 : Analyser la structure de la fonction

g(x) = √x + 2

C'est la fonction racine carrée décalée de +2 verticalement

Étape 3 : Étudier les variations

La fonction racine carrée x ↦ √x est strictement croissante sur [0, +∞[

Donc g(x) = √x + 2 a les mêmes variations

Étape 4 : Démonstration

Pour 0 ≤ x₁ < x₂ : √x₁ < √x₂ (car x ↦ √x est croissante)

Donc √x₁ + 2 < √x₂ + 2

Soit g(x₁) < g(x₂)

Étape 5 : Conclusion

La fonction g est strictement croissante sur [0, +∞[

Réponse finale :

La fonction g est strictement croissante sur [0, +∞[

Règles appliquées :

Translation verticale : Ne change pas le sens de variation

Conservation des variations : Ajouter une constante ne change pas les variations

Fonction croissante : Si x₁ < x₂ alors f(x₁) < f(x₂)

10 Comparaison √x et x sur ]0, 1[
Définition :

Comparaison de fonctions : Sur ]0, 1[, √x > x car √x > x pour 0 < x < 1.

Étape 1 : Identifier l'intervalle

On travaille sur ]0, 1[, donc 0 < x < 1

Étape 2 : Analyser la relation entre √x et x

Soit x ∈ ]0, 1[

Alors x² < x (car x < 1 ⇒ x² = x·x < x·1 = x)

Étape 3 : Passer à la racine carrée

Comme x² < x et que la fonction racine carrée est strictement croissante :

√(x²) < √x

Donc x < √x

Étape 4 : Conclusion

Sur ]0, 1[, on a x < √x

Étape 5 : Vérification avec un exemple

Pour x = 0.25 : √x = 0.5 et x = 0.25

Effectivement, 0.25 < 0.5

Étape 6 : Généralisation

Sur ]0, 1[, √x > x

Sur ]1, +∞[, √x < x

En x = 0 et x = 1, √x = x

Réponse finale :

Pour x ∈ ]0, 1[, on a √x > x

Règles appliquées :

Sur ]0, 1[ : √x > x car x² < x ⇒ x < √x

Fonction croissante : Préservation de l'ordre par la racine carrée

Points fixes : √x = x pour x = 0 et x = 1

Courbe représentative Fonction racine carrée