Fonctions affines

Graphes • lecture • variations • image et antécédent • résolution graphique


Exercices — Fonctions affines (3e)

Série progressive : calcul d’imagesantécédentsvariationsdroitesrésolution graphique/algébrique. Objectif : niveau Brevet puis quelques exercices HARD.

images antécédents variations tracé équations
A) Échauffement — Calculer des images
Exercice A1

Soit \(f(x)=3x-5\). Calculer :

  • \(f(0)\)
  • \(f(2)\)
  • \(f(-1)\)
\[ f(0)=3\cdot0-5=-5 \] \[ f(2)=3\cdot2-5=6-5=1 \] \[ f(-1)=3\cdot(-1)-5=-3-5=-8 \]
Exercice A2

Soit \(g(x)=-2x+7\). Calculer :

  • \(g(1)\)
  • \(g(4)\)
  • \(g(-3)\)
\[ g(1)=-2\cdot1+7=-2+7=5 \] \[ g(4)=-2\cdot4+7=-8+7=-1 \] \[ g(-3)=-2\cdot(-3)+7=6+7=13 \]
Piège (signes)

Ne pas confondre \(-2x\) et \(-(2x)\) : c’est pareil, mais attention quand \(x\) est négatif : \(-2\times(-3)=+6\).

B) Retrouver \(a\) et \(b\)
Exercice B1

Une fonction affine \(f(x)=ax+b\) vérifie : \(f(0)=4\) et \(f(2)=10\). Déterminer \(a\) et \(b\).

\(f(0)=b\), donc \(b=4\).

\[ f(2)=2a+b=10 \] En remplaçant \(b=4\) : \[ 2a+4=10 \Longrightarrow 2a=6 \Longrightarrow a=3 \] Donc \(\boxed{f(x)=3x+4}\).
Exercice B2

Une fonction affine \(g(x)=ax+b\) vérifie : \(g(1)=-2\) et \(g(3)=4\). Déterminer \(a\) et \(b\).

\[ g(1)=a+b=-2 \qquad g(3)=3a+b=4 \] On soustrait la première équation à la seconde : \[ (3a+b)-(a+b)=4-(-2) \Longrightarrow 2a=6 \Longrightarrow a=3 \] Puis \(a+b=-2\) donne : \[ 3+b=-2 \Longrightarrow b=-5 \] Donc \(\boxed{g(x)=3x-5}\).
C) Antécédents (résoudre \(ax+b=y\))
Exercice C1

Soit \(f(x)=2x-7\). Chercher l’antécédent de \(5\).

\[ 2x-7=5 \Longrightarrow 2x=12 \Longrightarrow x=6 \] Donc l’antécédent de \(5\) est \(\boxed{6}\).
Exercice C2

Soit \(g(x)=-3x+4\). Chercher l’antécédent de \(-11\).

\[ -3x+4=-11 \Longrightarrow -3x=-15 \Longrightarrow x=5 \] Donc l’antécédent de \(-11\) est \(\boxed{5}\).
Contrôle rapide

Toujours vérifier : si \(x=5\), alors \(g(5)=-3\times5+4=-15+4=-11\). ✅

D) Variations
Exercice D1

Dire si chaque fonction est croissante, décroissante ou constante :

  • \(f(x)=5x-2\)
  • \(g(x)=-\dfrac{1}{2}x+3\)
  • \(h(x)=7\)
  • \(f(x)=5x-2\) : \(a=5>0\) donc \(\boxed{\text{croissante}}\).
  • \(g(x)=-\dfrac{1}{2}x+3\) : \(a=-\dfrac{1}{2}<0\) donc \(\boxed{\text{décroissante}}\).
  • \(h(x)=7\) : \(a=0\) donc \(\boxed{\text{constante}}\).
Exercice D2

Une fonction affine \(f(x)=ax+b\) est décroissante et vérifie \(f(0)=1\) et \(f(4)=-7\). Déterminer \(a\) et \(b\).

On a \(b=f(0)=1\).

\[ f(4)=4a+b=-7 \] En remplaçant \(b=1\) : \[ 4a+1=-7 \Longrightarrow 4a=-8 \Longrightarrow a=-2 \] Comme \(a=-2<0\), c’est bien décroissant. Donc \(\boxed{f(x)=-2x+1}\).
E) Tracé (méthode 2 points)
Exercice E1

Pour la fonction \(f(x)= -x+3\), donner deux points de la droite et préciser où elle coupe l’axe des ordonnées.

Coupe l’axe des ordonnées en \(x=0\) :

\[ f(0)=3 \Rightarrow A(0\,;\,3) \] Un autre point, par exemple \(x=2\) : \[ f(2)=-2+3=1 \Rightarrow B(2\,;\,1) \] Donc deux points : \(\boxed{A(0\,;\,3)}\) et \(\boxed{B(2\,;\,1)}\), et la droite coupe l’axe des ordonnées au point \(\boxed{(0\,;\,3)}\).
Exercice E2

Donner deux points de la droite de \(g(x)=2x-4\) avec des coordonnées entières.

\[ g(0)=-4 \Rightarrow (0\,;\,-4) \qquad g(2)=0 \Rightarrow (2\,;\,0) \] Donc deux points possibles : \(\boxed{(0\,;\,-4)}\) et \(\boxed{(2\,;\,0)}\).
F) Résoudre (niveau Brevet)
Exercice F1

On considère \(f(x)=3x-2\). Résoudre \(f(x)=10\).

\[ 3x-2=10 \Longrightarrow 3x=12 \Longrightarrow x=4 \] Solution : \(\boxed{x=4}\).
Exercice F2

On considère \(f(x)=-2x+5\). Résoudre \(f(x)=1\).

\[ -2x+5=1 \Longrightarrow -2x=-4 \Longrightarrow x=2 \] Solution : \(\boxed{x=2}\).
Lecture graphique (si demandé)

Résoudre \(f(x)=c\) graphiquement revient à chercher l’intersection entre la droite \(y=f(x)\) et la droite horizontale \(y=c\).

G) Bonus HARD (objectif 19–20/20)
Exercice G1 — “piège de lecture”

Une fonction affine \(f\) vérifie : \(f(1)=2\) et \(f(-1)=8\). Déterminer \(f(x)\), puis calculer l’antécédent de \(5\).

On écrit \(f(x)=ax+b\).

\[ f(1)=a+b=2 \qquad f(-1)=-a+b=8 \] On additionne : \[ (a+b)+(-a+b)=2+8 \Longrightarrow 2b=10 \Longrightarrow b=5 \] Puis \(a+b=2\) donne : \[ a+5=2 \Longrightarrow a=-3 \] Donc \(\boxed{f(x)=-3x+5}\).

Antécédent de \(5\) : résoudre \(f(x)=5\).

\[ -3x+5=5 \Longrightarrow -3x=0 \Longrightarrow x=0 \] Donc l’antécédent de \(5\) est \(\boxed{0}\).
Exercice G2 — intersection de deux fonctions

\(f(x)=2x+1\) et \(g(x)=-x+10\). 1) Résoudre \(f(x)=g(x)\). 2) Donner les coordonnées du point d’intersection.

\[ 2x+1=-x+10 \Longrightarrow 3x=9 \Longrightarrow x=3 \] Puis l’ordonnée : \[ f(3)=2\cdot3+1=7 \] Donc le point d’intersection est \(\boxed{(3\,;\,7)}\).
Checklist Brevet ✅
  • Je sais calculer \(f(x)\) sans erreur de signes.
  • Je sais trouver un antécédent (équation \(ax+b=y\)).
  • Je sais décider croissante/décroissante avec le signe de \(a\).
  • Je sais déterminer \(a\) et \(b\) avec deux images.
  • Je sais résoudre \(f(x)=g(x)\) et trouver l’intersection.