14 - Fonctions

Cours de mathématiques 3ème

Fonctions

Définition 1 :

On appelle fonction $f$ une relation mathématique qui à un nombre $x$ associe un nombre unique noté $f(x)$.

Le nombre $f(x)$ est calculé à partir d'une formule algébrique qui identifie la fonction $f$.

On note : $$f : x \mapsto f(x)$$ qui se lit « la fonction $f$ qui à $x$ associe $f(x)$ ».

Vocabulaire essentiel :

  • $f(x)$ est appelé l'image de $x$ par la fonction $f$.
  • $x$ est appelé un antécédent de $f(x)$ par la fonction $f$.

Exemple introductif : La trajectoire d'un ballon

Le graphique ci-dessous montre la hauteur $y$ d'un ballon de football en fonction de sa distance horizontale $x$ :

x y 0 5 10 25

Tableau de valeurs de la fonction :

$x$ 0 2 4 5 6 8 10
$y$ 0 16 24 25 24 16 0

Formule algébrique : $$f(x) = -x^2 + 10x$$

Application 1 : Lire une image ou un antécédent sur un graphique

Sur le graphique ci-contre :

  • L'image de $7$ par $f$ est environ $3{,}5$ (suivre les flèches vertes : $x=7 \to$ courbe $\to y=3{,}5$).
  • L'image de $14$ par $f$ est environ $8$ ($x=14 \to$ courbe $\to y=8$).
  • Un antécédent de $6$ par $f$ est environ $11{,}7$ (suivre les flèches bleues : $y=6 \to$ courbe $\to x \approx 11{,}7$).
  • $1$ n'a aucun antécédent par $f$ car la droite horizontale $y=1$ ne coupe pas la courbe.
x y 7 11.7 14 3.5 6 8

Application 2 : Calculer une image et un antécédent par le calcul

Soit $f$ la fonction définie par $f(x) = 3x - 6$.

Calcul d'une image (on remplace $x$) :

Pour calculer l'image de $5$ :

$$f(5) = 3 \times 5 - 6 = 15 - 6 = 9$$

L'image de $5$ par $f$ est donc $9$.

Pour calculer l'image de $-2$ :

$$f(-2) = 3 \times (-2) - 6 = -6 - 6 = -12$$

L'image de $-2$ par $f$ est $-12$.

Calcul d'un antécédent (on résout $f(x) = y$) :

On cherche l'antécédent de $0$ par $f$ :

$$\begin{aligned} 3x - 6 &= 0 \\ 3x &= 6 \\ x &= \dfrac{6}{3} = 2 \end{aligned}$$

L'antécédent de $0$ par $f$ est $2$, c'est-à-dire que $f(2) = 0$.

Propriété fondamentale :

  • Un nombre possède $0$ ou $1$ seule image par une fonction.
  • Un nombre peut posséder $0$, $1$ ou plusieurs antécédents par une fonction.
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