Chapitres de Seconde

Représentation algébrique et graphique des fonctions

  1. 1

    Exercice 1

    Facile

    On considère la fonction ff définie par f(x)=2x3x1f(x) = \dfrac{2x-3}{x-1}.

    1. Déterminer l'ensemble de définition de ff.
    2. Calculer f(0)f(0), f(2)f(2) et f(3)f(-3).
    3. Le point A(3;1,5)A(3\,;\,1{,}5) appartient-il à la courbe représentative de ff ?
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    Une fraction n'est définie que si son dénominateur est non nul. Pour l'appartenance, on calcule f(3)f(3) et on compare à l'ordonnée du point.

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    1. Le dénominateur x1x-1 s'annule pour x=1x=1. La fonction est donc définie sur Df=R{1}=];1[]1;+[\mathcal{D}_f = \mathbb{R}\setminus\{1\} = ]-\infty\,;\,1[\,\cup\,]1\,;\,+\infty[.
    2. f(0)=31=3f(0) = \dfrac{-3}{-1} = 3. \quad f(2)=4321=11=1f(2) = \dfrac{4-3}{2-1} = \dfrac{1}{1} = 1. \quad f(3)=6331=94=94=2,25f(-3) = \dfrac{-6-3}{-3-1} = \dfrac{-9}{-4} = \dfrac{9}{4} = 2{,}25.
    3. f(3)=6331=32=1,5f(3) = \dfrac{6-3}{3-1} = \dfrac{3}{2} = 1{,}5. On a bien f(3)=1,5f(3) = 1{,}5, donc le point A(3;1,5)A(3\,;\,1{,}5) appartient à la courbe de ff.
  2. 2

    Exercice 2

    Facile

    Résoudre dans R\mathbb{R} les équations et inéquations suivantes.

    1. x2=25x^2 = 25
    2. x2<9x^2 < 9
    3. x=4|x| = 4
    4. x3|x| \le 3
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    Pour la fonction carré, x2=kx^2 = k (avec k>0k>0) a deux solutions ±k\pm\sqrt{k} ; pour l'inéquation, penser à l'intervalle. Pour la valeur absolue, x|x| est la distance de xx à 00.

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    1. x2=25    x=5x^2 = 25 \iff x = 5 ou x=5x = -5. Solutions : {5;5}\{-5\,;\,5\}.
    2. x2<9    3<x<3x^2 < 9 \iff -3 < x < 3. Solutions : ]3;3[]-3\,;\,3[.
    3. x=4    x=4|x| = 4 \iff x = 4 ou x=4x = -4. Solutions : {4;4}\{-4\,;\,4\}.
    4. x3    3x3|x| \le 3 \iff -3 \le x \le 3. Solutions : [3;3][-3\,;\,3].
  3. 3

    Exercice 3

    Facile

    On étudie le signe de la fonction affine gg définie sur R\mathbb{R} par g(x)=3x+6g(x) = -3x + 6.

    1. Résoudre l'équation g(x)=0g(x) = 0.
    2. Dresser le tableau de signes de g(x)g(x) sur R\mathbb{R}.
    3. En déduire l'ensemble des solutions de l'inéquation g(x)>0g(x) > 0.
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    Une fonction affine ax+bax+b s'annule en x=bax = -\dfrac{b}{a} et change de signe en ce point ; le signe après la racine est celui du coefficient aa.

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    1. 3x+6=0    3x=6    x=2-3x + 6 = 0 \iff -3x = -6 \iff x = 2.
    2. Le coefficient directeur est a=3<0a = -3 < 0 : gg est décroissante, donc positive avant 22 puis négative après. x2+g(x)+0\begin{array}{c|ccccc} x & -\infty & & 2 & & +\infty \\ \hline g(x) & & + & 0 & - & \end{array}
    3. g(x)>0g(x) > 0 pour x<2x < 2. Solutions : ];2[]-\infty\,;\,2[.
  4. 4

    Exercice 4

    Facile

    La courbe C\mathcal{C} ci-dessous est celle d'une fonction ff définie sur [4;4][-4\,;\,4]. On lit sur le graphique : f(4)=1f(-4)=1, f(2)=3f(-2)=3, f(0)=2f(0)=2, f(2)=1f(2)=-1 et f(4)=2f(4)=2.

    1. Donner une valeur de xx pour laquelle f(x)=2f(x) = 2.
    2. Combien de solutions semble avoir l'équation f(x)=2f(x) = 2 d'après ces valeurs ?
    3. Résoudre graphiquement (par lecture) l'équation f(x)=1f(x) = -1.
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    Résoudre f(x)=kf(x)=k revient à chercher les abscisses des points de la courbe situés à la hauteur y=ky=k (intersection avec la droite horizontale y=ky=k).

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    1. Par exemple x=0x = 0 car f(0)=2f(0) = 2 (on accepte aussi x=4x = 4).
    2. D'après les valeurs données, la hauteur y=2y=2 est atteinte en x=0x=0 et en x=4x=4, soit au moins 22 solutions.
    3. La valeur 1-1 est atteinte en x=2x = 2 : la solution lue est x=2x = 2.
  5. 5

    Signe d'un produit et inéquation

    Moyen

    On considère la fonction hh définie sur R\mathbb{R} par h(x)=(x2)(2x+1)h(x) = (x-2)(2x+1).

    1. Résoudre l'équation h(x)=0h(x) = 0.
    2. Dresser le tableau de signes du produit h(x)h(x) sur R\mathbb{R}.
    3. En déduire les solutions de l'inéquation h(x)0h(x) \ge 0.
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    Un produit est nul si l'un de ses facteurs est nul. Étudier le signe de chaque facteur affine, puis appliquer la règle des signes ligne par ligne.

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  6. 6

    Comparaison graphique de deux fonctions

    Moyen

    Soit f(x)=x21f(x) = x^2 - 1 et g(x)=2x+2g(x) = 2x + 2, définies sur R\mathbb{R}.

    1. Résoudre algébriquement l'équation f(x)=g(x)f(x) = g(x).
    2. Étudier le signe de f(x)g(x)f(x) - g(x) et en déduire les solutions de f(x)<g(x)f(x) < g(x).
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    Poser f(x)g(x)f(x)-g(x), factoriser l'expression obtenue (on peut mettre x+1x+1 en facteur), puis dresser un tableau de signes.

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  7. 7

    Volume d'une boîte en fonction de xx

    Moyen

    Un fabricant conçoit des boîtes sans couvercle en découpant, aux quatre coins d'un carton carré de 2020 cm de côté, quatre carrés identiques de côté xx (en cm), puis en repliant les bords.

    1. Justifier que xx appartient à l'intervalle ]0;10[]0\,;\,10[.
    2. Montrer que le volume de la boîte est V(x)=x(202x)2V(x) = x(20-2x)^2.
    3. Calculer V(3)V(3) et V(5)V(5).
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    La base de la boîte est un carré de côté 202x20-2x et sa hauteur vaut xx. Le volume d'un pavé est (aire de base)×\timeshauteur.

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  8. 8

    Exercice 8

    Difficile

    On veut résoudre l'inéquation x+3x20\dfrac{x+3}{x-2} \le 0.

    1. Donner l'ensemble de définition de l'expression.
    2. Dresser le tableau de signes du quotient.
    3. En déduire l'ensemble des solutions de l'inéquation.
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  9. 9

    Exercice 9

    Difficile

    On étudie la fonction valeur absolue f(x)=xf(x) = |x| et la droite dd d'équation y=2y = 2.

    1. Résoudre l'équation x=2|x| = 2.
    2. Résoudre l'inéquation x2|x| \ge 2.
    3. Résoudre x1<3|x - 1| < 3. Interpréter le résultat en termes de distance sur l'axe des réels.
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