✏️ Exercices — Fonctions : généralités (TRÈS DIFFICILE)
Thèmes : notion de fonction • domaine • image/antécédent • tableaux • lecture graphique.
Objectif : rigueur + lecture rapide (vocabulaire exact) + pièges (valeurs interdites, antécédents multiples, monotonicité).
Exercice 1 — Est-ce une fonction ? Domaine & valeurs interdites (quotient)
2ndeOn définit \(f(x)=\dfrac{2x-1}{x+3}\).
- (a) Donner le domaine \(D_f\).
- (b) Calculer \(f(0)\) et \(f(-4)\).
- (c) Résoudre \(f(x)=1\).
- (d) Trouver les antécédents de \(0\) (si ils existent).
Exercice 2 — Domaine d’une expression avec racine + dénominateur (piège)
2ndeOn définit \(g(x)=\dfrac{\sqrt{5-2x}}{x-1}\).
- (a) Déterminer le domaine \(D_g\) sous forme d’intervalle.
- (b) Dire si \(g(1)\) existe. Justifier.
- (c) Calculer \(g(0)\) et \(g(\,\frac{3}{2}\,)\) (si possible).
- (d) Résoudre l’inéquation \(5-2x\ge 0\) et interpréter le résultat pour la fonction.
Exercice 3 — Images/antécédents — résolution d’équations (avec fraction)
2ndeOn considère \(h(x)=\dfrac{x-2}{3}\).
- (a) Calculer \(h(-1)\), \(h(2)\), \(h(8)\).
- (b) Résoudre \(h(x)=0\) puis \(h(x)=2\).
- (c) Donner l’antécédent de \(\frac{1}{3}\).
- (d) Expliquer pourquoi \(h\) est une fonction affine et donner sa pente.
Exercice 4 — Fonction affine — interprétation graphique (pente/ordonnée à l’origine)
2ndeUne droite \((d)\) passe par \(A(-2;5)\) et \(B(4;-1)\). On note \(f\) la fonction affine représentée par \((d)\).
- (a) Calculer la pente \(a\).
- (b) Déterminer l’expression \(f(x)=ax+b\).
- (c) Calculer \(f(0)\) et interpréter graphiquement.
- (d) Résoudre \(f(x)=0\) (abscisse à l’origine).
Exercice 5 — Tableau de valeurs — compléter & repérer antécédents multiples
2ndeOn considère une fonction \(p\) définie sur \(\{-3;-2;-1;0;1;2;3\}\) et on donne :
| \(x\) | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(p(x)\) | 4 | 1 | 0 | 1 | 4 | 9 | 16 |
- (a) Donner le domaine \(D_p\).
- (b) Donner l’image de \(-2\) et l’image de \(1\).
- (c) Donner les antécédents de \(1\) puis ceux de \(4\).
- (d) Dire si \(p\) peut être \(x\mapsto x^2\) sur ce domaine (justifier).
Exercice 6 — Lecture graphique — antécédents, image, comparaison (courbe)
2ndeOn considère la fonction \(f\) représentée ci-dessous (lecture graphique).
Consigne.
- (a) Donner les antécédents de \(3\).
- (b) Donner les antécédents de \(-1\) (et interpréter).
- (c) Donner un encadrement de \(f(-3)\) (entre deux entiers) en lisant le graphe.
- (d) Sans calcul, décider si \(f(-1{,}5) < f(-0{,}5)\) ou l’inverse (justifier via les variations).
Exercice 7 — Fonction — domaine, images et antécédents (tableau piégeux)
2ndeOn donne le tableau de valeurs (fonction \(f\)) :
| \(x\) | -4 | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(f(x)\) | 2 | 3 | 3 | 2 | 1 | 0 | -1 | -1 |
Consigne.
- (a) Donner le domaine (avec ce tableau).
- (b) Calculer \(f(-2)\), \(f(1)\) et \(f(3)\).
- (c) Donner les antécédents de \(3\) puis ceux de \(-1\).
- (d) Dire si \(f\) est injective sur ce domaine (justifier par le tableau).
Exercice 8 — Lecture graphique — domaine, valeurs interdites, images (avec rupture)
2ndeOn considère une fonction \(g\) représentée ci-dessous. La courbe a un trou : \(g(1)\) n’existe pas.
Consigne.
- (a) Lire \(g(0)\) (approximativement).
- (b) Expliquer pourquoi \(g(1)\) n’existe pas.
- (c) Encadrer \(g(2)\) entre deux entiers.
- (d) Donner un antécédent possible de \(2\) (approché) puis dire pourquoi il n’est pas unique.
Exercice 9 — Tableau de variations — encadrements, comparaison, piège sur « valeur atteinte »
2ndeOn donne le tableau de variations d’une fonction \(h\) sur \([-4;3]\) :
| \(x\) | -4 | -2 | 1 | 3 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(h(x)\) | 2 | ↗ | 3 | ↘ | 0 | ↘ | -1 |
Consigne.
- (a) Donner \(h(-2)\) et interpréter \(h(-2)=3\).
- (b) Encadrer \(h(-3)\) puis \(h(2)\).
- (c) Dire si l’équation \(h(x)=1\) a forcément une solution sur \([-4;-2]\) puis sur \([-2;1]\) (justifier).
- (d) Comparer \(h(-1)\) et \(h(0)\) sans calcul.
Exercice 10 — Valeur absolue comme fonction — images, antécédents, résolution
2ndeOn définit \(u(x)=|2x-3|\).
- (a) Calculer \(u(0)\), \(u(2)\), \(u(\frac{3}{2})\).
- (b) Résoudre \(u(x)=1\).
- (c) Résoudre \(u(x)\le 4\).
- (d) Expliquer pourquoi \(u\) n’est pas injective sur \(\mathbb{R}\) (donner un exemple).
Exercice 11 — Notion de fonction — diagramme (application ou pas ?)
2ndeOn considère un « diagramme » (ensemble de départ \(A\), ensemble d’arrivée \(B\)).
- -2
- -1
- 0
- 1
- 2
- 0
- 1
- 4
- (a) Est-ce une fonction de \(A\) vers \(B\) ? Justifier.
- (b) Donner l’image de 2 et l’image de -2.
- (c) Donner les antécédents de 1.
- (d) Dire si la fonction est injective (sur \(A\)).
Exercice 12 — Lecture graphique — parabole (antécédents, sommet, zéros)
2ndeOn considère la courbe (parabole) ci-dessous.
- (a) Lire le minimum de la fonction et l’abscisse où il est atteint.
- (b) Donner (approximativement) les antécédents de \(0\).
- (c) Donner un encadrement de \(f(0)\) entre deux entiers.
- (d) Dire si la fonction est injective sur \([-2;1]\) puis sur \([-2;4]\).
Exercice 13 — Fonction monotone — comparaison sans calcul (piège de sens)
2ndeOn sait que la fonction \(m\) est strictement croissante sur \([-5;5]\).
- (a) Comparer \(m(-3)\) et \(m(2)\).
- (b) Comparer \(m(0{,}2)\) et \(m(0{,}18)\).
- (c) Si \(m(a)=m(b)\), que peut-on dire de \(a\) et \(b\) ?
- (d) Résoudre l’inéquation \(m(x)\le m(1)\) sur \([-5;5]\).
Exercice 14 — Injectivité — antécédents multiples (avec parabole algébrique)
2ndeOn définit \(q(x)=x^2-4x+1\).
- (a) Mettre \(q\) sous forme canonique.
- (b) Déduire le minimum de \(q\) et où il est atteint.
- (c) Résoudre \(q(x)=1\).
- (d) Expliquer pourquoi \(q\) n’est pas injective sur \(\mathbb{R}\) mais est injective sur \([2;+\infty[\).
Exercice 15 — Modélisation — tarif par morceaux (fonction définie par intervalles)
2ndeUn service facture :
- 3 € de prise en charge,
- puis 1,20 € par km pour les 5 premiers km,
- puis 0,90 € par km au-delà de 5 km.
On note \(T(x)\) le prix (en €) pour \(x\) km, avec \(x\ge 0\).
- (a) Donner une expression de \(T(x)\) pour \(0\le x\le 5\).
- (b) Donner une expression de \(T(x)\) pour \(x\ge 5\).
- (c) Calculer \(T(4)\) et \(T(8)\).
- (d) Résoudre \(T(x)=12\) (donner une valeur de \(x\) possible).
Exercice 16 — Domaine d’une fonction issue de géométrie (aire, contrainte)
2ndeUn rectangle a un périmètre de 20 cm. On note \(x\) la longueur (en cm), avec \(x>0\). La largeur vaut donc \(10-x\).
On définit l’aire \(A(x)=x(10-x)\).
- (a) Donner le domaine \(D_A\) (en intervalle).
- (b) Calculer \(A(3)\) et \(A(9)\) (si possible).
- (c) Montrer que \(A(x)= -x^2+10x\).
- (d) Sans dérivation, donner la valeur maximale de \(A\) et pour quelle valeur de \(x\) (argument de symétrie).
Exercice 17 — Composition de fonctions — domaine et calcul (piège sur valeurs interdites)
2ndeOn définit \(f(x)=\dfrac{1}{x-2}\) et \(g(x)=\sqrt{x+1}\).
- (a) Donner \(D_f\) et \(D_g\).
- (b) Calculer \((f\circ g)(x)=f(g(x))\) et donner son domaine.
- (c) Calculer \((g\circ f)(x)=g(f(x))\) et donner son domaine.
- (d) Calculer \((f\circ g)(3)\) si possible.
Exercice 18 — Relation vs fonction — points donnés (test du « même x »)
2ndeOn te donne les points suivants : \(A(-1;2)\), \(B(0;1)\), \(C(0;3)\), \(D(2;-1)\).
- (a) Peut-on définir une fonction \(f\) dont la courbe passe par tous ces points ? Justifier.
- (b) Si on enlève un point, lequel faut-il enlever pour que ce soit possible ?
- (c) Avec les points restants, donner \(f(0)\).
- (d) Interpréter graphiquement la raison de l’impossibilité.
Exercice 19 — Trouver l’expression d’une fonction affine (2 points) + vérification
2ndeLa fonction affine \(f\) vérifie \(f(-3)=7\) et \(f(2)=-3\).
- (a) Déterminer la pente \(a\).
- (b) Déterminer \(b\) et l’expression \(f(x)=ax+b\).
- (c) Calculer \(f(0)\) et \(f(5)\).
- (d) Résoudre \(f(x)=0\).
Exercice 20 — Intersections avec les axes — interprétation (zéro et ordonnée)
2ndeOn considère \(f(x)=\dfrac{x+1}{2}\).
- (a) Donner \(f(0)\) et interpréter.
- (b) Résoudre \(f(x)=0\) et interpréter (intersection avec l’axe des abscisses).
- (c) Donner un antécédent de 4.
- (d) Dire si \(f\) est croissante ou décroissante et justifier.
Exercice 21 — Fonction racine — domaine + comparaison (sans calculatrice)
2ndeOn définit \(r(x)=\sqrt{x-2}\).
- (a) Donner le domaine \(D_r\).
- (b) Calculer \(r(2)\), \(r(3)\), \(r(11)\).
- (c) Comparer \(r(7)\) et \(2\) sans calcul de racine (justifier).
- (d) Résoudre \(r(x)=3\).
Exercice 22 — Transformations graphiques — translations (lecture)
2ndeSoit une fonction \(f\). On définit \(g(x)=f(x-2)+1\).
- (a) Expliquer la transformation du graphe de \(f\) vers celui de \(g\).
- (b) Si \((3;5)\) est un point du graphe de \(f\), donner un point du graphe de \(g\).
- (c) Si \(f(0)=-2\), calculer \(g(2)\).
- (d) Si \(g(0)=4\), exprimer une information sur \(f\).
Exercice 23 — Maximum/minimum sur un intervalle — lecture de variations (hard)
2ndeUne fonction \(t\) est définie sur \([ -3 ; 6 ]\). On sait :
- Elle est croissante sur \([ -3 ; 1 ]\).
- Elle est décroissante sur \([ 1 ; 6 ]\).
- \(t(-3)=-2\), \(t(1)=5\), \(t(6)=0\).
- (a) Donner le maximum de \(t\) sur \([ -3 ; 6 ]\) et où il est atteint.
- (b) Donner le minimum de \(t\) sur \([ -3 ; 6 ]\).
- (c) Encadrer \(t(0)\) puis \(t(4)\).
- (d) Dire si l’équation \(t(x)=1\) admet 1 solution, 2 solutions ou plus (justifier).
Exercice 24 — Résoudre une inéquation par lecture graphique (niveau bac)
2ndeOn considère une fonction \(f\) dont le graphe est ci-dessous.
- (a) Lire approximativement les solutions de \(f(x)=1\).
- (b) Résoudre graphiquement \(f(x)\ge 1\).
- (c) Résoudre graphiquement \(f(x)\le 1\).
- (d) Expliquer la méthode en une phrase.
Exercice 25 — Challenge final — domaine + antécédents multiples + interprétation (mix)
2ndeOn définit une fonction \(F\) par :
- (a) Donner le domaine \(D_F\).
- (b) Calculer \(F(1)\), \(F(0)\), \(F(-3)\) (si possible).
- (c) Résoudre \(F(x)=0\) puis \(F(x)=1\).
- (d) Dire si \(F\) peut avoir deux antécédents pour une même valeur (argument simple).