Amérique du Nord 3 juin 2026 - Exercice 1

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On considère les fonctions ff et gg définies par : f(x)=(x−1)(x+3)f\left(x\right)=\left(x-1\right)\left(x+3\right) et g(x)=2x+1g\left(x\right)=2x+1.
Question 1

Calculer f(−4)f\left(-4\right).

Correction
On remplace xx par −4\color{blue}-4 dans l'expression de ff :
f(−4)=(−4−1)(−4+3)f\left(-4\right)=\left({\color{blue}-4}-1\right)\left({\color{blue}-4}+3\right)
f(−4)=−5×(−1)f\left(-4\right)=-5\times\left(-1\right)
f(−4)=5f\left(-4\right)=5
L'image de −4-4 par la fonction ff est 55.
Question 2

Déterminer l'antécédent de 22 par la fonction gg.

Correction
On cherche le nombre xx tel que g(x)=2g\left(x\right)=2. Il nous faut donc résoudre l'équation : 2x+1=22x+1=2.
2x+1−1=2−12x+1{\color{blue}-1}=2{\color{blue}-1} On soustrait 1{\color{blue}1} à chaque membre.
2x=12x=1
2x2=12\dfrac{2x}{\color{blue}2}=\dfrac{1}{\color{blue}2} On divise chaque membre par le nombre devant le xx qui ici vaut 2{\color{blue}2}.
Ainsi :
x=0,5x=0{,}5
L'antécédent de 22 par la fonction gg est 0,50{,}5.
Question 3
On utilise un tableur pour donner les images des nombres entiers de 00 à 88 par les fonctions ff et gg.

Quelle formule doit-on saisir en cellule B3 puis étirer vers la droite pour compléter la ligne 33 ?
Aucune justification n'est demandée.

Correction
Dans un tableur, une formule commence toujours par le signe =. La multiplication s'écrit *. En étirant une formule, les références des cellules se décalent (B1 devient C1, D1… vers la droite ; A2 devient A3, A4… vers le bas).
La ligne 33 donne les images par gg : g(x)=2x+1g\left(x\right)=2x+1, et le nombre xx de la colonne B est dans la cellule B1.
On saisit en B3 : =2*B1+1
Question 4

Par lecture du tableau ci-dessus, donner une solution de l'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right).
Aucune justification n'est demandée.

Correction
On cherche une colonne où les lignes 22 et 33 contiennent le même nombre : c'est la colonne D, avec f(2)=5f\left(2\right)=5 et g(2)=5g\left(2\right)=5.
22 est une solution de l'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right).
Question 5
On représente graphiquement chacune de ces fonctions.

Associer à chacune des fonctions ff et gg sa représentation graphique.
Aucune justification n'est demandée.

Correction
La fonction gg est une fonction affine (g(x)=2x+1g\left(x\right)=2x+1) : elle est représentée par une droite, c'est C2\mathcal{C}_{2}. La courbe C1\mathcal{C}_{1} n'est pas une droite.
Vérification : f(0)=−3f\left(0\right)=-3 et le point de coordonnées (0  ;  −3)\left(0\;;\;-3\right) est bien sur C1\mathcal{C}_{1}.
ff est représentée par C1\mathcal{C}_{1} et gg par C2\mathcal{C}_{2}.
Question 6

Par lecture graphique, déterminer les deux solutions de l'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right).
Aucune justification n'est demandée.

Correction
  • Les solutions de l'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right) sont les abscisses des points d'intersection des deux courbes.
Les courbes C1\mathcal{C}_{1} et C2\mathcal{C}_{2} se coupent en deux points, d'abscisses −2-2 et 22 :
Les solutions de l'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right) sont −2-2 et 22.
Question 7

Lola affirme que les solutions de l'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right) sont les mêmes que les solutions de l'équation x2−4=0x^{2}-4=0. A-t-elle raison ? Justifier.

Correction
Double distributivité : pour tous nombres relatifs aa, bb, cc et dd :
(a+b)(c+d)=a×c+a×d+b×c+b×d{\color{red}\boxed{\left(a+b\right)\left(c+d\right)=a\times c+a\times d+b\times c+b\times d}}
1°) Développons f(x)f\left(x\right) :
(x−1)(x+3)\left(x-1\right)\left(x+3\right) équivaut successivement à :
x×x+x×3−1×x−1×3x\times x+x\times 3-1\times x-1\times 3
x2+3x−x−3x^{2}+3x-x-3
x2+2x−3x^{2}+2x-3
2°) Transformons l'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right) :
x2+2x−3=2x+1x^{2}+2x-3=2x+1
x2+2x−3−2x=2x+1−2xx^{2}+2x-3{\color{blue}-2x}=2x+1{\color{blue}-2x} On soustrait 2x{\color{blue}2x} à chaque membre.
x2−3=1x^{2}-3=1
x2−3−1=1−1x^{2}-3{\color{blue}-1}=1{\color{blue}-1} On soustrait 1{\color{blue}1} à chaque membre.
x2−4=0x^{2}-4=0

L'équation f(x)=g(x)f\left(x\right)=g\left(x\right) revient à l'équation x2−4=0x^{2}-4=0 : elles ont les mêmes solutions.
Lola a donc raison. D'ailleurs x2−4=0x^{2}-4=0 donne x2=4x^{2}=4, soit x=2x=2 ou x=−2x=-2 : ce sont bien les solutions lues à la question 6.

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