Exercices corrigés — Fonctions linéaires (3e)
✏️ Exercices — Fonctions linéaires
Thèmes : reconnaître \(f(x)=ax\) • images • antécédents • coefficient directeur • tableaux • droites passant par l’origine • problèmes type Brevet.
Objectif : niveau Brevet avancé, uniquement sur les fonctions linéaires.
Exercice 1 — Classer des fonctions : linéaires ou non
3e • BrevetConsigne. On donne les fonctions suivantes :
\[ f(x)=4x,\qquad g(x)=-\frac{3}{2}x,\qquad h(x)=x+5,\qquad u(x)=x^2,\qquad v(x)=0. \]- (a) Dire quelles fonctions sont linéaires.
- (b) Donner le coefficient directeur de chaque fonction linéaire.
- (c) Expliquer pourquoi \(h\) n’est pas linéaire.
- (d) Expliquer pourquoi \(v(x)=0\) est une fonction linéaire.
Exercice 2 — Images et antécédents d’une fonction linéaire
3e • BrevetConsigne. Soit la fonction linéaire définie par :
\[ f(x)=-3x. \]- (a) Calculer l’image de \(4\).
- (b) Calculer l’image de \(-2\).
- (c) Déterminer l’antécédent de \(15\).
- (d) Déterminer l’antécédent de \(0\).
Exercice 3 — Déterminer une fonction linéaire à partir d’une image
3e • BrevetConsigne. Soit \(f\) une fonction linéaire telle que :
\[ f(8)=12. \]- (a) Écrire la forme générale de \(f\).
- (b) Déterminer le coefficient directeur.
- (c) Donner l’expression de \(f(x)\).
- (d) Calculer \(f(-6)\).
Exercice 4 — Tableau de valeurs complet
3e • BrevetConsigne. On considère la fonction linéaire :
\[ f(x)=\frac{5}{2}x. \]- (a) Compléter le tableau suivant.
- (b) Expliquer pourquoi le tableau est proportionnel.
- (c) Donner le coefficient de proportionnalité.
- (d) Placer deux points utiles pour tracer la droite.
| \(x\) | \(-4\) | \(-2\) | \(0\) | \(2\) | \(6\) |
|---|---|---|---|---|---|
| \(f(x)\) | ? | ? | ? | ? | ? |
Exercice 5 — Trouver le coefficient avec un point
3e • BrevetConsigne. La droite représentant une fonction linéaire \(f\) passe par le point :
\[ A(-3;12). \]- (a) Expliquer pourquoi la droite passe aussi par \(O(0;0)\).
- (b) Calculer le coefficient directeur.
- (c) Donner l’expression de \(f(x)\).
- (d) Calculer l’antécédent de \(-20\).
Exercice 6 — Fonction linéaire et lecture graphique
3e • BrevetConsigne. Une droite \((d)\) représentant une fonction linéaire passe par \(O(0;0)\) et par \(M(4;-10)\).
- (a) Calculer le coefficient directeur de \((d)\).
- (b) Déterminer l’expression de la fonction \(f\).
- (c) Calculer l’image de \(-6\).
- (d) Dire si le point \(B(8;-20)\) appartient à \((d)\).
Exercice 7 — Construire une droite à partir de deux points
3e • BrevetConsigne. On considère la fonction linéaire :
\[ f(x)=-\frac{3}{4}x. \]- (a) Donner un point toujours présent sur la droite.
- (b) Calculer \(f(4)\).
- (c) Donner deux points permettant de tracer la droite.
- (d) Calculer l’ordonnée du point de la droite d’abscisse \(-8\).
Exercice 8 — Comparer deux fonctions linéaires
3e • BrevetConsigne. On considère deux fonctions linéaires :
\[ f(x)=3x,\qquad g(x)=-2x. \]- (a) Calculer \(f(4)\) et \(g(4)\).
- (b) Résoudre \(f(x)=g(x)\).
- (c) Interpréter graphiquement le résultat.
- (d) Dire laquelle des deux droites est croissante et laquelle est décroissante.
Exercice 9 — Fonction linéaire et proportionnalité
3e • BrevetConsigne. Dans un magasin, \(6\) kg de pommes coûtent \(15\) €. On suppose que le prix est proportionnel à la masse.
- (a) Déterminer le prix d’un kilogramme.
- (b) Définir la fonction linéaire \(p\) qui donne le prix en fonction de la masse \(x\).
- (c) Calculer le prix de \(9\) kg.
- (d) Déterminer la masse que l’on peut acheter avec \(40\) €.
Exercice 10 — Fonction linéaire et échelle
3e • BrevetConsigne. Sur une carte, \(1\) cm représente \(250\) m en réalité. On note \(d(x)\) la distance réelle en mètres correspondant à \(x\) cm sur la carte.
- (a) Expliquer pourquoi \(d\) est une fonction linéaire.
- (b) Donner l’expression de \(d(x)\).
- (c) Calculer la distance réelle pour \(7{,}2\) cm.
- (d) Déterminer la distance sur la carte correspondant à \(4\) km.
Exercice 11 — Réservoir et fonction linéaire décroissante
3e • BrevetConsigne. Une voiture consomme \(6\) L de carburant pour \(100\) km. On note \(c(x)\) la quantité de carburant consommée en litres après \(x\) kilomètres.
- (a) Expliquer pourquoi \(c\) est une fonction linéaire.
- (b) Donner l’expression de \(c(x)\).
- (c) Calculer la consommation pour \(350\) km.
- (d) Déterminer la distance parcourue avec \(42\) L consommés.
Exercice 12 — Réservoir restant : est-ce linéaire ?
3e • BrevetConsigne. Une voiture part avec \(50\) L dans son réservoir et consomme \(0{,}06\) L par km. On note \(r(x)\) la quantité restante après \(x\) km.
- (a) Donner l’expression de \(r(x)\).
- (b) Dire si \(r\) est une fonction linéaire.
- (c) Calculer \(r(300)\).
- (d) Déterminer la distance parcourue quand le réservoir est vide.
Exercice 13 — Triangle rectangle et aire linéaire
3e • BrevetConsigne. Un triangle rectangle a une base variable \(x\) cm et une hauteur fixe de \(6\) cm. On note \(A(x)\) son aire en cm².
- (a) Rappeler la formule de l’aire d’un triangle.
- (b) Exprimer \(A(x)\) en fonction de \(x\).
- (c) Dire si \(A\) est une fonction linéaire.
- (d) Calculer la base si l’aire vaut \(45\) cm².
Exercice 14 — Rectangle : périmètre linéaire ou non ?
3e • BrevetConsigne. Un rectangle a une longueur variable \(x\) cm et une largeur fixe de \(4\) cm. On note \(P(x)\) son périmètre.
- (a) Exprimer \(P(x)\) en fonction de \(x\).
- (b) Dire si \(P\) est une fonction linéaire.
- (c) Calculer \(P(10)\).
- (d) Trouver \(x\) lorsque \(P(x)=40\).
Exercice 15 — Tableau : déterminer si la fonction est linéaire
3e • BrevetConsigne. On donne le tableau suivant :
| \(x\) | \(-3\) | \(-1\) | \(2\) | \(5\) |
|---|---|---|---|---|
| \(y\) | \(9\) | \(3\) | \(-6\) | \(-15\) |
- (a) Calculer les quotients \(\dfrac{y}{x}\).
- (b) Dire si ce tableau peut correspondre à une fonction linéaire.
- (c) Donner l’expression de cette fonction.
- (d) Calculer l’image de \(7\).
Exercice 16 — Tableau piège : pas une fonction linéaire
3e • BrevetConsigne. On donne le tableau suivant :
| \(x\) | 1 | 2 | 4 | 8 |
|---|---|---|---|---|
| \(y\) | 5 | 7 | 11 | 19 |
- (a) Calculer les quotients \(\dfrac{y}{x}\).
- (b) Dire si le tableau correspond à une fonction linéaire.
- (c) Expliquer pourquoi la différence \(y-x\) ne suffit pas.
- (d) Proposer une phrase de conclusion correcte.
Exercice 17 — Déterminer une fonction à partir de deux points
3e • BrevetConsigne. On veut savoir s’il existe une fonction linéaire dont la droite passe par \(A(2;7)\) et \(B(6;21)\).
- (a) Calculer le coefficient obtenu avec \(A\).
- (b) Calculer le coefficient obtenu avec \(B\).
- (c) Conclure sur l’existence d’une fonction linéaire.
- (d) Donner son expression si elle existe.
Exercice 18 — Points incompatibles avec une fonction linéaire
3e • BrevetConsigne. On veut savoir s’il existe une fonction linéaire dont la droite passe par \(A(3;12)\) et \(B(5;18)\).
- (a) Calculer le coefficient obtenu avec \(A\).
- (b) Calculer le coefficient obtenu avec \(B\).
- (c) Dire si une même fonction linéaire peut passer par \(A\) et \(B\).
- (d) Expliquer graphiquement la réponse.
Exercice 19 — Lecture de droite et équation
3e • BrevetConsigne. Une droite représentant une fonction linéaire passe par l’origine et par le point \(P(-4;6)\).
- (a) Calculer son coefficient directeur.
- (b) Donner l’expression de la fonction \(f\).
- (c) Résoudre \(f(x)=9\).
- (d) Dire si le point \(Q(10;-15)\) appartient à cette droite.
Exercice 20 — Challenge final : comparer linéaire et non-linéaire
3e • BrevetConsigne. On étudie deux situations :
- Situation A : un triangle a une hauteur fixe de \(8\) cm et une base \(x\) cm.
- Situation B : un rectangle a une longueur \(x\) cm et une largeur \(x+2\) cm.
- (a) Exprimer l’aire \(A(x)\) du triangle.
- (b) Dire si \(A\) est une fonction linéaire.
- (c) Exprimer l’aire \(B(x)\) du rectangle.
- (d) Dire si \(B\) est une fonction linéaire et justifier.