Fonctions affines. Tableaux de signes . Inéquations produit et Inéquations quotient

Comment déterminer une équation de droite ou l'expression affine d'une fonction - Exercice 3

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Dans chacun des cas suivants, déterminer la fonction affine ff puis donner son sens de variation.
Question 1

f(3)=5f\left(3\right)=5 et f(5)=7f\left(5\right)=7.

Correction
ff est une fonction affine d’où pour tout réel xx, on a : f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b.
1ère étape : Calcul du coefficient directeur aa.
a=f(3)f(5)35a=\frac{f\left(3 \right)-f\left(5 \right)}{3-5 }
a=5735a=\frac{5-7}{3-5 }
a=22a=\frac{-2}{-2 }
a=1a=1

Ainsi : f(x)=1x+bf\left(x\right)=1x+b
2ème étape : Calcul de l'ordonnée à l'origine bb.
Nous savons que f(3)=5f\left(3\right)=5 et comme f(x)=x+bf\left(x\right)=x+b, il en résulte donc que :
1×3+b=51\times3+b=5 équivaut successivement à :
3+b=53+b=5
b=53b=5-3
b=2b=2

Finalement, ff est la fonction définie sur R\mathbb{R} par : f(x)=x+2f\left(x\right)=x+2.

Si aa et bb deux réels.
  • Si aa est positif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est croissante.
  • Si aa est négatif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est décroissante.
Ici, le coefficient directeur vaut a=1>0a=1>0. Il en résulte donc que la fonction xx+2x\mapsto x+2 est une fonction croissante.
Le tableau de variation de la fonction ff est donnée ci-dessous :
Question 2

f(0)=2f\left(0\right)=2 et f(2)=6f\left(2\right)=-6.

Correction
ff est une fonction affine d’où pour tout réel xx, on a : f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b.
1ère étape : Calcul du coefficient directeur aa.
a=f(0)f(2)02a=\frac{f\left(0 \right)-f\left(2 \right)}{0-2 }
a=2(6)02a=\frac{2-\left(-6\right)}{0-2 }
a=82a=\frac{8}{-2 }
a=4a=-4

Ainsi : f(x)=4x+bf\left(x\right)=-4x+b
2ème étape : Calcul de l'ordonnée à l'origine bb.
Nous savons que f(0)=2f\left(0\right)=2 et comme f(x)=4x+bf\left(x\right)=-4x+b, il en résulte donc que :
4×0+b=2-4\times0+b=2 équivaut successivement à :
0+b=20+b=2
b=2b=2
b=2b=2

Finalement, ff est la fonction définie sur R\mathbb{R} par : f(x)=4x+2f\left(x\right)=-4x+2.

Si aa et bb deux réels.
  • Si aa est positif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est croissante.
  • Si aa est négatif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est décroissante.
Ici, le coefficient directeur vaut a=4<0a=-4<0. Il en résulte donc que la fonction x4x+2x\mapsto -4x+2 est une fonction décroissante.
Le tableau de variation de la fonction ff est donnée ci-dessous :
Question 3

f(1)=12f\left(1\right)=12 et f(3)=26f\left(3\right)=26.

Correction
ff est une fonction affine d’où pour tout réel xx, on a : f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b.
1ère étape : Calcul du coefficient directeur aa.
a=f(1)f(3)13a=\frac{f\left(1 \right)-f\left(3 \right)}{1-3 }
a=122613a=\frac{12-26}{1-3 }
a=142a=\frac{14}{2 }
a=7a=7

Ainsi : f(x)=7x+bf\left(x\right)=7x+b
2ème étape : Calcul de l'ordonnée à l'origine bb.
Nous savons que f(1)=12f\left(1\right)=12 et comme f(x)=7x+bf\left(x\right)=7x+b, il en résulte donc que :
7×1+b=127\times1+b=12 équivaut successivement à :
7+b=127+b=12
b=1270b=12-70
b=5b=5

Finalement, ff est la fonction définie sur R\mathbb{R} par : f(x)=7x+5f\left(x\right)=7x+5.

Si aa et bb deux réels.
  • Si aa est positif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est croissante.
  • Si aa est négatif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est décroissante.
Ici, le coefficient directeur vaut a=7>0a=7>0. Il en résulte donc que la fonction x7x+5x\mapsto 7x+5 est une fonction croissante.
Le tableau de variation de la fonction ff est donnée ci-dessous :
Question 4

f(3)=2f\left(3\right)=2 et f(9)=0f\left(9\right)=0.

Correction
ff est une fonction affine d’où pour tout réel xx, on a : f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b.
1ère étape : Calcul du coefficient directeur aa.
a=f(3)f(9)39a=\frac{f\left(3 \right)-f\left(9 \right)}{3-9 }
a=2039a=\frac{2-0}{3-9 }
a=26a=\frac{2}{-6 }
a=13a=-\frac{1}{3 }

Ainsi : f(x)=13x+bf\left(x\right)=-\frac{1}{3 }x+b
2ème étape : Calcul de l'ordonnée à l'origine bb.
Nous savons que f(3)=2f\left(3\right)=2 et comme f(x)=13x+bf\left(x\right)=-\frac{1}{3 }x+b, il en résulte donc que :
13×3+b=2-\frac{1}{3 }\times3+b=2 équivaut successivement à :
1+b=2-1+b=2
b=2+1b=2+1
b=3b=3

Finalement, ff est la fonction définie sur R\mathbb{R} par : f(x)=13x+3f\left(x\right)=-\frac{1}{3}x+3.

Si aa et bb deux réels.
  • Si aa est positif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est croissante.
  • Si aa est négatif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est décroissante.
Ici, le coefficient directeur vaut a=13<0a=-\frac{1}{3 }<0. Il en résulte donc que la fonction x13x+3x\mapsto -\frac{1}{3 }x+3 est une fonction décroissante.
Le tableau de variation de la fonction ff est donnée ci-dessous :
Question 5

f(0)=3f\left(0\right)=-3 et f(7)=1f\left(7\right)=-1.

Correction
ff est une fonction affine d’où pour tout réel xx, on a : f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b.
1ère étape : Calcul du coefficient directeur aa.
a=f(0)f(7)07a=\frac{f\left(0 \right)-f\left(7 \right)}{0-7 }
a=3(1)07a=\frac{-3-\left(-1\right)}{0-7 }
a=3+17a=\frac{-3+1}{-7 }
a=27a=\frac{-2}{-7 }
a=27a=\frac{2}{7}

Ainsi : f(x)=27x+bf\left(x\right)=\frac{2}{7}x+b
2ème étape : Calcul de l'ordonnée à l'origine bb.
Nous savons que f(0)=3f\left(0\right)=-3 et comme f(x)=27x+bf\left(x\right)=\frac{2}{7}x+b, il en résulte donc que :
27×0+b=3\frac{2}{7}\times0+b=-3 équivaut successivement à :
0+b=30+b=-3
b=3b=-3

Finalement, ff est la fonction définie sur R\mathbb{R} par : f(x)=27x3f\left(x\right)=\frac{2}{7}x-3.

Si aa et bb deux réels.
  • Si aa est positif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est croissante.
  • Si aa est négatif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est décroissante.
Ici, le coefficient directeur vaut a=27>0a=\frac{2}{7}>0. Il en résulte donc que la fonction x27x3x\mapsto \frac{2}{7}x-3 est une fonction croissante.
Le tableau de variation de la fonction ff est donnée ci-dessous :
Question 6

f(1)=3f\left(-1\right)=3 et f(0)=8f\left(0\right)=8.

Correction
ff est une fonction affine d’où pour tout réel xx, on a : f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b.
1ère étape : Calcul du coefficient directeur aa.
a=f(1)f(0)(1)0a=\frac{f\left(-1 \right)-f\left(0 \right)}{\left(-1\right)-0 }
a=381a=\frac{3-8}{-1 }
a=51a=\frac{-5}{-1 }
a=5a=5

Ainsi : f(x)=5x+bf\left(x\right)=5x+b
2ème étape : Calcul de l'ordonnée à l'origine bb.
Nous savons que f(1)=3f\left(-1\right)=3 et comme f(x)=5x+bf\left(x\right)=5x+b, il en résulte donc que :
5×(1)+b=35\times\left(-1\right)+b=3 équivaut successivement à :
5+b=3-5+b=3
b=3+5b=3+5
b=8b=8

Finalement, ff est la fonction définie sur R\mathbb{R} par : f(x)=5x+8f\left(x\right)=5x+8.

Si aa et bb deux réels.
  • Si aa est positif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est croissante.
  • Si aa est négatif, la fonction affine ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=ax+bf\left(x\right)=ax+b est décroissante.
Ici, le coefficient directeur vaut a=5>0a=5>0. Il en résulte donc que la fonction x5x+8x\mapsto 5x+8 est une fonction croissante.
Le tableau de variation de la fonction ff est donnée ci-dessous :