Aire maximale d’un rectangle inscrit dans un triangle
[enonce]
Soit $ABC$ un triangle rectangle en $B$ tel que $AB = 6$ cm et $BC = 8$ cm.
On place un point $M$ sur le segment $[BC]$ tel que $BM = x$, avec $0 < x < 8$. On construit le rectangle $BMPN$ avec $N$ sur $[BA]$ et $P$ sur $[AC]$.
On cherche à déterminer la valeur de $x$ pour laquelle l'aire du rectangle $BMPN$ est maximale.
[/enonce]
[etape]
On admet que la droite $(AC)$ a pour équation $y = 6 - \dfrac{3}{4}x$ dans le repère $(B~;~\overrightarrow{BC},~\overrightarrow{BA})$.
Le point $P$ a pour abscisse $x$, donc la hauteur $NP$ du rectangle vaut [[h]].
[math id="h" attendu="6-\dfrac{3}{4}x"]
[reponse statut="correct"]Correct !
Le point $P$ est sur la droite $(AC)$, donc son ordonnée est $6 - \dfrac{3}{4}x$. Comme $N$ est sur $[BA]$ à la même hauteur, la hauteur du rectangle vaut bien $6 - \dfrac{3}{4}x$.[/reponse]
[reponse motif="\dfrac{3}{4}x"]Il manque une partie de l'expression.
La hauteur du rectangle correspond à l'ordonnée du point $P$, qui est sur la droite $(AC)$.[/reponse]
[reponse motif="6+\dfrac{3}{4}x"]Attention au signe : quand $x$ augmente (on s'éloigne de $B$ vers $C$), la hauteur du rectangle diminue.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Remplacer $x$ dans l'équation de la droite $(AC)$ pour obtenir l'ordonnée du point $P$.[/reponse]
[aide essai="2"]Le point $P$ a pour abscisse $x$ et se situe sur la droite $(AC)$. Son ordonnée s'obtient en remplaçant $x$ dans l'équation $y = 6 - \dfrac{3}{4}x$.[/aide]
[aide essai="3"]La hauteur du rectangle est l'ordonnée de $P$ : $y_P = 6 - \dfrac{3}{4}x$.[/aide]
[/math]
[solution]Le point $P$ est sur $(AC)$ d'équation $y = 6 - \dfrac{3}{4}x$. En remplaçant, on obtient la hauteur du rectangle : $NP = 6 - \dfrac{3}{4}x$.[/solution]
[/etape]
[etape]
En déduire l'expression de l'aire $A(x)$ du rectangle $BMPN$ sous forme développée.
$A(x) =$ [[aire]]
[math id="aire" attendu="-\dfrac{3}{4}x^2+6x" format="developpe"]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
L'aire du rectangle est largeur $\times$ hauteur : $A(x) = x \times \left(6 - \dfrac{3}{4}x\right) = 6x - \dfrac{3}{4}x^2$.[/reponse]
[reponse statut="format"]L'expression est correcte mais il faut la développer : distribuer $x$ dans le produit.[/reponse]
[reponse motif="\dfrac{3}{4}x^2+6x"]Attention au signe devant $\dfrac{3}{4}x^2$.
En développant $x \times \left(- \dfrac{3}{4}x\right)$, le signe est négatif.[/reponse]
[reponse motif="6x"]Il manque un terme. Ne pas oublier de distribuer $x$ sur les deux termes du produit.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]L'aire du rectangle est largeur $\times$ hauteur, soit $x \times \left(6 - \dfrac{3}{4}x\right)$. Développer ce produit.[/reponse]
[aide essai="2"]L'aire d'un rectangle est le produit de sa largeur par sa hauteur. Ici : $A(x) = x \times \left(6 - \dfrac{3}{4}x\right)$. Développer.[/aide]
[aide essai="3"]$A(x) = x \times 6 + x \times \left(-\dfrac{3}{4}x\right) = 6x - \dfrac{3}{4}x^2$.[/aide]
[/math]
[solution]$A(x) = x \times \left(6 - \dfrac{3}{4}x\right) = 6x - \dfrac{3}{4}x^2$.[/solution]
[/etape]
[etape]
Quelle est la nature de la fonction $A$ ?
[qcm]
[option]Fonction affine[/option]
[option correct="true"]Polynôme du second degré[/option]
[option]Polynôme du troisième degré[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
$A(x) = -\dfrac{3}{4}x^2 + 6x$ est de la forme $ax^2 + bx + c$ avec $a = -\dfrac{3}{4}$, $b = 6$ et $c = 0$. C'est un polynôme du second degré, dont la courbe est une parabole tournée vers le bas ($a < 0$).[/reponse]
[reponse motif="Fonction affine"]Une fonction affine est de la forme $ax + b$, sans terme en $x^2$.
Identifier le terme de plus haut degré dans l'expression de $A(x)$.[/reponse]
[reponse motif="Polynôme du troisième degré"]Il n'y a pas de terme en $x^3$ dans l'expression de $A(x)$.
Vérifier le degré le plus élevé de $x$ dans $-\dfrac{3}{4}x^2 + 6x$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Déterminer la valeur de $x$ pour laquelle l'aire $A(x)$ est maximale.
$x =$ [[xopt]]
[math id="xopt" attendu="4"]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
On factorise : $A(x) = -\dfrac{3}{4}x^2 + 6x = -\dfrac{3}{4}x(x - 8)$.
Les racines de $A$ sont $x = 0$ et $x = 8$. La parabole étant symétrique par rapport à son axe, le maximum est atteint au milieu des deux racines : $x = \dfrac{0 + 8}{2} = 4$.[/reponse]
[reponse motif="2"]Le milieu des racines $0$ et $8$ vaut $\dfrac{0 + 8}{2} = 4$, pas $2$. Vérifier le calcul.[/reponse]
[reponse motif="8"]$8$ est la longueur de $[BC]$, pas la valeur optimale de $x$.
Factoriser $A(x)$ et trouver ses racines, puis chercher leur milieu.[/reponse]
[reponse motif="3"]Le milieu de $0$ et $8$ vaut $\dfrac{0 + 8}{2} = 4$, pas $3$. Vérifier le calcul.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Factoriser $A(x) = -\dfrac{3}{4}x^2 + 6x$ en mettant $x$ en facteur commun, puis utiliser la symétrie de la parabole : le maximum est atteint au milieu des deux racines.[/reponse]
[aide essai="2"]Factoriser $A(x) = -\dfrac{3}{4}x^2 + 6x$ en mettant $x$ en facteur : $A(x) = -\dfrac{3}{4}x(x - 8)$. Les racines sont $x = 0$ et $x = 8$.[/aide]
[aide essai="3"]La parabole est symétrique par rapport à son axe. Le maximum est atteint au milieu des racines $0$ et $8$ : $x = \dfrac{0 + 8}{2}$.[/aide]
[/math]
[solution]On factorise $A(x) = -\dfrac{3}{4}x^2 + 6x = -\dfrac{3}{4}x(x - 8)$ : ses racines sont $x = 0$ et $x = 8$. La parabole est symétrique par rapport à son axe, donc le maximum est atteint au milieu des racines : $x = \dfrac{0 + 8}{2} = 4$.[/solution]
[/etape]
[etape]
Calculer l'aire maximale du rectangle.
$A(4) =$ [[amax]]
[math id="amax" attendu="12"]
[reponse statut="correct"]Bravo !
$A(4) = 6 \times 4 - \dfrac{3}{4} \times 16 = 24 - 12 = 12$ cm$^2$.
L'aire maximale du rectangle inscrit dans le triangle est donc $12$ cm$^2$, obtenue pour $BM = 4$ cm.[/reponse]
[reponse motif="24"]Ce n'est que le premier terme du calcul. Ne pas oublier de soustraire $\dfrac{3}{4} \times 4^2$.[/reponse]
[reponse motif="48"]Vérifier le calcul : $A(4) = 6 \times 4 - \dfrac{3}{4} \times 4^2$, pas $6 \times 8$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Remplacer $x$ par $4$ dans $A(x) = 6x - \dfrac{3}{4}x^2$ et simplifier.[/reponse]
[aide essai="2"]$A(4) = 6 \times 4 - \dfrac{3}{4} \times 4^2$. Calculer chaque terme séparément.[/aide]
[aide essai="3"]$6 \times 4 = 24$ et $\dfrac{3}{4} \times 16 = 12$. En déduire $A(4)$.[/aide]
[/math]
[solution]$A(4) = 6 \times 4 - \dfrac{3}{4} \times 4^2 = 24 - 12 = 12$ cm$^2$.
L'aire maximale du rectangle inscrit dans le triangle est $\mathbf{12}$ cm$^2$.[/solution]
[/etape]
[etape]
Pour quelles valeurs de $x$ l'aire du rectangle est-elle supérieure ou égale à $9$ cm$^2$ ?
[select id="interv"]
[option correct="true"]$x \in [2~;~6]$[/option]
[option]$x \in [1~;~7]$[/option]
[option]$x \in [3~;~5]$[/option]
[option]$x \in [0~;~4]$[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
On résout $A(x) \geqslant 9$ :
$-\dfrac{3}{4}x^2 + 6x \geqslant 9$
$-\dfrac{3}{4}x^2 + 6x - 9 \geqslant 0$
En multipliant par $-\dfrac{4}{3}$ (et en inversant le signe) : $x^2 - 8x + 12 \leqslant 0$, soit $(x - 2)(x - 6) \leqslant 0$.
La solution est $x \in [2~;~6]$.[/reponse]
[reponse motif="$x \in [1~;~7]$"]Les bornes ne sont pas correctes. Résoudre $A(x) = 9$ pour trouver les valeurs exactes.[/reponse]
[reponse motif="$x \in [3~;~5]$"]Cet intervalle est trop restreint. Vérifier : $A(2) = 12 - 3 = 9$ et $A(6) = 36 - 27 = 9$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Résoudre l'inéquation $-\dfrac{3}{4}x^2 + 6x \geqslant 9$ en commençant par résoudre l'équation $A(x) = 9$.[/reponse]
[/select]
[aide essai="2"]Résoudre d'abord $A(x) = 9$, c'est-à-dire $-\dfrac{3}{4}x^2 + 6x - 9 = 0$. Multiplier par $-\dfrac{4}{3}$ pour simplifier.[/aide]
[aide essai="3"]Après simplification, $x^2 - 8x + 12 = 0$. Chercher deux nombres dont le produit est $12$ et la somme est $-8$ : ce sont $-2$ et $-6$, donc $(x - 2)(x - 6) = 0$, d'où $x = 2$ ou $x = 6$.[/aide]
[/etape]
Exploiter un tableau de variations
[enonce]
Soit $g$ une fonction définie sur $[-3~;~5]$ dont le tableau de variations est donné ci-dessous.
On cherche à exploiter ce tableau pour déterminer des extremums, comparer des images et dénombrer des solutions d'équations.
[/enonce]
[etape]
Quel est le maximum de $g$ sur $[-3~;~5]$ ?
[qcm]
[option]$3$, atteint en $x = 5$[/option]
[option]$0$, atteint en $x = -3$[/option]
[option correct="true"]$4$, atteint en $x = -1$[/option]
[option]$g$ n'admet pas de maximum[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Le maximum est la plus grande valeur atteinte par $g$. D'après le tableau, les valeurs aux bornes et aux extremums locaux sont $0$, $4$, $-2$ et $3$. La plus grande est $4$, atteinte en $x = -1$.[/reponse]
[reponse motif="$3$, atteint en $x = 5$"]$3$ est la valeur de $g$ en $5$, mais ce n'est pas la plus grande valeur du tableau.
Comparer toutes les valeurs qui apparaissent dans le tableau : $0$, $4$, $-2$ et $3$.[/reponse]
[reponse motif="$0$, atteint en $x = -3$"]$0$ est la valeur de $g$ au début de l'intervalle. Il y a des valeurs plus grandes dans le tableau.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Comparer toutes les valeurs présentes dans la dernière ligne du tableau pour trouver la plus grande.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Comparer $g(0)$ et $g(1)$ sans calcul.
On a : $g(0)$ [[comp]] $g(1)$.
[select id="comp"]
[option]$<$[/option]
[option correct="true"]$>$[/option]
[option]$=$[/option]
[option]On ne peut pas conclure[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
$0$ et $1$ appartiennent tous les deux à $[-1~;~2]$, intervalle sur lequel $g$ est décroissante. Comme $0 < 1$, on en déduit que $g(0) > g(1)$.[/reponse]
[reponse motif="$<$"]$g$ est décroissante sur $[-1~;~2]$, ce qui signifie que l'ordre est inversé : si $a < b$, alors $g(a) > g(b)$.[/reponse]
[reponse motif="On ne peut pas conclure"]On peut conclure ici. Identifier l'intervalle de monotonie qui contient $0$ et $1$, puis utiliser le sens de variation.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Repérer l'intervalle de monotonie contenant $0$ et $1$, puis appliquer la définition de fonction croissante ou décroissante.[/reponse]
[/select]
[aide essai="2"]$0$ et $1$ sont tous les deux dans l'intervalle $[-1~;~2]$. Quel est le sens de variation de $g$ sur cet intervalle ?[/aide]
[aide essai="3"]$g$ est décroissante sur $[-1~;~2]$. Pour une fonction décroissante, quand $x$ augmente, $g(x)$ diminue.[/aide]
[/etape]
[etape]
Déterminer le nombre de solutions de l'équation $g(x) = 3$ sur $[-3~;~5]$.
Nombre de solutions : [[nb]]
[math id="nb" attendu="3"]
[reponse statut="correct"]Exactement !
On analyse chaque intervalle de monotonie :
Sur $[-3~;~-1]$ : $g$ croît de $0$ à $4$ et $3 \in [0~;~4]$, donc une solution.
Sur $[-1~;~2]$ : $g$ décroît de $4$ à $-2$ et $3 \in [-2~;~4]$, donc une solution.
Sur $[2~;~5]$ : $g$ croît de $-2$ à $3$ et $3$ est atteint en $x = 5$, donc une solution.
Au total : $3$ solutions.[/reponse]
[reponse motif="2"]Il manque une solution. Vérifier chaque intervalle de monotonie séparément, y compris les bornes.[/reponse]
[reponse motif="1"]Attention, $3$ peut être atteint sur plusieurs intervalles de monotonie.
Tracer mentalement la droite horizontale $y = 3$ et compter les intersections avec chaque portion monotone.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Analyser chaque intervalle de monotonie séparément : si $3$ est compris entre les valeurs extrêmes d'un intervalle, l'équation y admet une solution.[/reponse]
[aide essai="2"]Analyser séparément les trois intervalles de monotonie : $[-3~;~-1]$, $[-1~;~2]$ et $[2~;~5]$. Sur chacun, vérifier si $3$ appartient à l'intervalle des valeurs prises par $g$.[/aide]
[aide essai="3"]Sur $[-3~;~-1]$ : $g$ va de $0$ à $4$, et $0 \leqslant 3 \leqslant 4$. Sur $[-1~;~2]$ : $g$ va de $4$ à $-2$, et $-2 \leqslant 3 \leqslant 4$. Sur $[2~;~5]$ : $g$ va de $-2$ à $3$, et $3$ est bien atteint.[/aide]
[/math]
[solution]On analyse chaque intervalle de monotonie :
Sur $[-3~;~-1]$ : $g$ croît de $0$ à $4$, et $3 \in [0~;~4]$, donc une solution.
Sur $[-1~;~2]$ : $g$ décroît de $4$ à $-2$, et $3 \in [-2~;~4]$, donc une solution.
Sur $[2~;~5]$ : $g$ croît de $-2$ à $3$, et $3$ est atteint (en $x = 5$), donc une solution.
L'équation $g(x) = 3$ admet $3$ solutions sur $[-3~;~5]$.[/solution]
[/etape]
[etape]
Peut-on comparer $g(-2)$ et $g(4)$ à l'aide du tableau ?
[qcm]
[option]$g(-2) < g(4)$[/option]
[option]$g(-2) > g(4)$[/option]
[option]$g(-2) = g(4)$[/option]
[option correct="true"]On ne peut pas conclure[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
$g(-2)$ est dans $[-3~;~-1]$ où $g$ croît de $0$ à $4$, donc $0 < g(-2) < 4$.
$g(4)$ est dans $[2~;~5]$ où $g$ croît de $-2$ à $3$, donc $-2 < g(4) < 3$.
Les encadrements se chevauchent ($g(-2)$ peut valoir $2$ et $g(4)$ aussi) : on ne peut pas conclure.[/reponse]
[reponse motif="$g(-2) > g(4)$"]On ne peut pas affirmer cela. Avec le seul tableau, on sait que $g(-2) \in {]0~;~4[}$ et $g(4) \in {]-2~;~3[}$ : les plages se chevauchent.[/reponse]
[reponse motif="$g(-2) < g(4)$"]On ne peut pas affirmer cela. On sait que $g(-2)$ est compris entre $0$ et $4$, et $g(4)$ entre $-2$ et $3$ : les plages se chevauchent.[/reponse]
[reponse motif="$g(-2) = g(4)$"]On ne peut pas affirmer l'égalité non plus. Le tableau ne donne pas les valeurs exactes de $g(-2)$ et $g(4)$, seulement des encadrements.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Encadrer chaque valeur à l'aide du tableau, puis vérifier si les encadrements permettent une conclusion.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
L'équation $g(x) = -3$ admet-elle des solutions sur $[-3~;~5]$ ?
Nombre de solutions : [[nb2]]
[math id="nb2" attendu="0"]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Le minimum de $g$ sur $[-3~;~5]$ est $-2$ (atteint en $x = 2$). Comme $-3 < -2$, la valeur $-3$ n'est jamais atteinte par $g$ : l'équation n'a aucune solution.[/reponse]
[reponse motif="1"]$-3$ est inférieur au minimum de $g$.
Quelle est la plus petite valeur prise par $g$ d'après le tableau ?[/reponse]
[reponse motif="2"]$-3$ n'est atteint sur aucun intervalle de monotonie.
Comparer $-3$ au minimum de $g$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Comparer $-3$ au minimum de $g$ sur $[-3~;~5]$ (la plus petite valeur du tableau).[/reponse]
[aide essai="2"]Le minimum de $g$ est la plus petite valeur atteinte. D'après le tableau, cette valeur est $-2$.[/aide]
[aide essai="3"]Comme le minimum de $g$ vaut $-2$, on a $g(x) \geqslant -2$ pour tout $x \in [-3~;~5]$. Comparer $-3$ et $-2$.[/aide]
[/math]
[solution]Le minimum de $g$ sur $[-3~;~5]$ est $-2$. Comme $-3 < -2$, la valeur $-3$ n'est jamais atteinte par $g$ : l'équation $g(x) = -3$ admet $0$ solution.[/solution]
[/etape]
Résolution graphique avec une courbe
[enonce]
On considère une fonction $f$ définie sur $[-1~;~5]$ dont la courbe représentative $\mathcal{C}_f$ est donnée ci-dessous.
On cherche à exploiter cette courbe pour déterminer des images, des antécédents et résoudre des équations et inéquations.
[/enonce]
[etape]
Par lecture graphique, déterminer $f(3)$.
$f(3) =$ [[f3]]
[math id="f3" attendu="3"]
[reponse statut="correct"]Exactement !
On lit sur la courbe que le point d'abscisse $3$ a pour ordonnée $3$, donc $f(3) = 3$.[/reponse]
[reponse motif="4"]$4$ est le maximum de $f$, pas la valeur de $f(3)$.
Placer le point d'abscisse $3$ sur la courbe et lire son ordonnée.[/reponse]
[reponse motif="-3"]Le signe n'est pas correct.
Se repérer sur l'axe des ordonnées : le point est au-dessus de l'axe des abscisses.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Ce n'est pas la bonne valeur.
Repérer $x = 3$ sur l'axe des abscisses, monter verticalement jusqu'à la courbe, puis lire l'ordonnée correspondante sur l'axe des ordonnées.[/reponse]
[aide essai="2"]Pour lire $f(3)$ : tracer mentalement la droite verticale $x = 3$, repérer son intersection avec $\mathcal{C}_f$, puis lire l'ordonnée de ce point.[/aide]
[aide essai="3"]L'ordonnée du point est un nombre entier. Lire attentivement la graduation sur l'axe des ordonnées.[/aide]
[/math]
[solution]On repère $x = 3$ sur l'axe des abscisses et on lit l'ordonnée du point correspondant sur la courbe : $f(3) = 3$.[/solution]
[/etape]
[etape]
Déterminer graphiquement les antécédents de $3$ par $f$.
[qcm]
[option]$\{3\}$[/option]
[option correct="true"]$\{1~;~3\}$[/option]
[option]$\{0~;~4\}$[/option]
[option]$\{1\}$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
La droite horizontale $y = 3$ coupe $\mathcal{C}_f$ en deux points d'abscisses $1$ et $3$. L'équation $f(x) = 3$ admet donc deux solutions : $x = 1$ et $x = 3$.[/reponse]
[reponse motif="$\{3\}$"]Il manque un antécédent.
Tracer la droite $y = 3$ : elle coupe la courbe en deux points, pas un seul.[/reponse]
[reponse motif="$\{0~;~4\}$"]Ce sont les antécédents de $0$, pas de $3$.
Tracer la droite horizontale $y = 3$ (et non $y = 0$) et lire les abscisses des points d'intersection.[/reponse]
[reponse motif="$\{1\}$"]Il manque un antécédent.
La droite $y = 3$ coupe la courbe en deux points : il y a deux antécédents à trouver.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Résoudre graphiquement $f(x) = 0$.
Combien de solutions cette équation admet-elle sur $[-1~;~5]$ ?
Nombre de solutions : [[nb]]
[math id="nb" attendu="2"]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
La droite $y = 0$ (l'axe des abscisses) coupe $\mathcal{C}_f$ en deux points, d'abscisses $0$ et $4$. L'équation $f(x) = 0$ a donc $2$ solutions.[/reponse]
[reponse motif="1"]La courbe coupe l'axe des abscisses en plus d'un point.
Parcourir toute la courbe et compter chaque intersection avec l'axe des abscisses.[/reponse]
[reponse motif="3"]Vérifier en parcourant la courbe de gauche à droite : chaque passage par l'axe des abscisses correspond à une solution.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Recompter les intersections entre la courbe et l'axe des abscisses sur tout l'intervalle $[-1~;~5]$.[/reponse]
[aide essai="2"]Résoudre $f(x) = 0$ graphiquement revient à chercher les points où la courbe coupe l'axe des abscisses ($y = 0$).[/aide]
[aide essai="3"]La courbe passe par les points $(0~;~0)$ et $(4~;~0)$.[/aide]
[/math]
[solution]La courbe coupe l'axe des abscisses en $x = 0$ et $x = 4$, donc $f(x) = 0$ admet $2$ solutions.[/solution]
[/etape]
[etape]
Résoudre graphiquement l'inéquation $f(x) \leqslant 0$ sur $[-1~;~5]$.
L'ensemble des solutions est :
[qcm]
[option]$[0~;~4]$[/option]
[option correct="true"]$[-1~;~0] \cup [4~;~5]$[/option]
[option]$[-1~;~5]$[/option]
[option]$\{0~;~4\}$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
$f(x) \leqslant 0$ signifie que la courbe est sur ou sous l'axe des abscisses. C'est le cas sur $[-1~;~0]$ (la courbe monte de $-5$ à $0$) et sur $[4~;~5]$ (la courbe descend de $0$ à $-5$).[/reponse]
[reponse motif="$[0~;~4]$"]C'est l'intervalle où $f(x) \geqslant 0$ (courbe au-dessus de l'axe des abscisses).
Pour $f(x) \leqslant 0$, chercher où la courbe est en dessous de l'axe.[/reponse]
[reponse motif="$[-1~;~5]$"]$f$ n'est pas négative sur tout son domaine.
Repérer les zones où la courbe passe au-dessus de l'axe des abscisses.[/reponse]
[reponse motif="$\{0~;~4\}$"]Ce sont les zéros de $f$ (les valeurs de $x$ où $f(x) = 0$), pas l'ensemble des solutions de l'inéquation.
Chercher les intervalles où la courbe est en dessous de l'axe des abscisses.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Identifier les zones où la courbe est sur ou sous l'axe des abscisses, c'est-à-dire où $y \leqslant 0$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Déterminer le maximum de $f$ sur $[-1~;~5]$.
Le maximum de $f$ vaut [[max]] et est atteint pour $x =$ [[xmax]].
[math id="max" attendu="4"]
[reponse statut="correct"]Correct !
Le point le plus haut de la courbe a pour ordonnée $4$.[/reponse]
[reponse motif="5"]Le sommet de la courbe n'atteint pas $5$.
Lire précisément l'ordonnée du point le plus haut de $\mathcal{C}_f$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Le maximum est l'ordonnée la plus grande atteinte par la courbe. Repérer le sommet de $\mathcal{C}_f$.[/reponse]
[aide essai="2"]Le maximum d'une fonction sur un intervalle est la plus grande valeur de $f(x)$. Graphiquement, c'est l'ordonnée du point le plus haut de la courbe.[/aide]
[aide essai="3"]Le sommet de la courbe se situe au point $(2~;~4)$.[/aide]
[/math]
[math id="xmax" attendu="2"]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Le maximum $4$ est atteint pour $x = 2$, c'est-à-dire au sommet de la courbe.[/reponse]
[reponse motif="4"]Attention, $4$ est la valeur du maximum, pas l'abscisse où il est atteint.
Lire l'abscisse du point le plus haut, pas son ordonnée.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Lire l'abscisse du point le plus haut de la courbe.[/reponse]
[aide essai="2"]L'abscisse du sommet est la valeur de $x$ pour laquelle $f(x)$ est la plus grande.[/aide]
[aide essai="3"]Le sommet de la courbe est situé à $x = 2$.[/aide]
[/math]
[solution]Le point le plus haut de la courbe est $(2~;~4)$. Le maximum de $f$ sur $[-1~;~5]$ vaut donc $4$, atteint pour $x = 2$.[/solution]
[/etape]
QCM Bilan : Fonctions – Généralités
[enonce]
Ce QCM bilan couvre l'ensemble du chapitre : images et antécédents, variations et extremums, parité et résolution graphique. Choisissez la bonne réponse parmi les quatre propositions.
[/enonce]
[etape]
Soit $f(x) = \dfrac{x^2 - 4}{x - 2}$ définie pour $x \neq 2$. Quelle est la valeur de $f(5)$ ?
[qcm]
[option]$3$[/option]
[option correct="true"]$7$[/option]
[option]$\dfrac{25}{3}$[/option]
[option]$\dfrac{29}{3}$[/option]
[reponse statut="correct"]Exact !
$f(5) = \dfrac{5^2 - 4}{5 - 2} = \dfrac{25 - 4}{3} = \dfrac{21}{3} = 7$[/reponse]
[reponse motif="$3$"]Attention au calcul.
Calculer d'abord le numérateur $5^2 - 4 = 21$ et le dénominateur $5 - 2 = 3$. Effectuer ensuite la division.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{25}{3}$"]Il manque un terme.
Ne pas oublier le $-4$ au numérateur : $x^2 - 4 = 25 - 4 = 21$, pas $25$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{29}{3}$"]Le piège est sur le numérateur.
$x^2 - 4$ avec $x = 5$ donne $25 - 4 = 21$, pas $29$. Attention au signe de la soustraction.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Reprendre depuis le début.
Remplacer $x$ par $5$ dans la formule et calculer le numérateur et le dénominateur séparément.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Soit $f(x) = x^2 - 6x + 8$. Quels sont les antécédents de $0$ par $f$ ?
[qcm]
[option]$-2$ et $-4$[/option]
[option]$-2$ et $4$[/option]
[option correct="true"]$2$ et $4$[/option]
[option]$8$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
On résout $f(x) = 0$ par factorisation :
$x^2 - 6x + 8 = (x - 2)(x - 4) = 0$
d'où $x = 2$ ou $x = 4$.[/reponse]
[reponse motif="$-2$ et $-4$"]Attention au signe.
Les solutions de $x^2 - 6x + 8 = 0$ sont positives. Vérifier en remplaçant : $f(2) = 4 - 12 + 8 = 0$ et $f(4) = 16 - 24 + 8 = 0$.[/reponse]
[reponse motif="$-2$ et $4$"]Presque.
L'une des deux valeurs a un signe incorrect. Vérifier en remplaçant : $f(-2) = 4 + 12 + 8 = 24 \neq 0$. Recalculer les racines.[/reponse]
[reponse motif="$8$"]Il ne faut pas confondre image et antécédent.
$8 = f(0)$ : c'est l'image de $0$, pas un antécédent de $0$. Résoudre $f(x) = 0$ au lieu de calculer $f(0)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Le travail demandé est une résolution.
Factoriser $x^2 - 6x + 8$ : chercher deux nombres dont le produit est $8$ et la somme est $-6$. Ce sont $-2$ et $-4$, donc $(x-2)(x-4) = 0$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
$f$ est définie sur $[-4 ; 5]$, décroissante sur $[-4 ; 0]$ de $f(-4) = 6$ à $f(0) = -2$, puis croissante sur $[0 ; 5]$ de $f(0) = -2$ à $f(5) = 7$. Combien de solutions l'équation $f(x) = 3$ a-t-elle sur $[-4 ; 5]$ ?
[qcm]
[option]$1$[/option]
[option]$0$[/option]
[option]$3$[/option]
[option correct="true"]$2$[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Sur $[-4 ; 0]$ : $f$ décroît de $6$ à $-2$, donc $f$ passe par $3$ (car $-2 < 3 < 6$) exactement une fois.
Sur $[0 ; 5]$ : $f$ croît de $-2$ à $7$, donc $f$ passe par $3$ (car $-2 < 3 < 7$) exactement une fois.
Au total : $2$ solutions.[/reponse]
[reponse motif="$0$"]Pas tout à fait.
$3$ est bien compris entre les valeurs extrêmes de $f$. Sur chaque intervalle de monotonie, vérifier si $3$ est dans l'image.[/reponse]
[reponse motif="$1$"]Il faut regarder les deux intervalles.
Analyser chaque intervalle de monotonie séparément. La valeur $3$ est atteinte sur chacune des deux parties : une fois pendant la décroissance, une fois pendant la croissance.[/reponse]
[reponse motif="$3$"]Trop de solutions.
Sur chaque intervalle où $f$ est monotone, l'équation $f(x) = 3$ a au plus une solution. Vérifier sur combien d'intervalles $3$ est dans l'image.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Procéder intervalle par intervalle.
Étudier séparément chaque intervalle de monotonie et vérifier si $3$ est compris entre les valeurs de $f$ aux bornes.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Soit $f(x) = 2x^4 - 3x^2 + 1$. Cette fonction est :
[qcm]
[option correct="true"]Paire[/option]
[option]Impaire[/option]
[option]Ni paire ni impaire[/option]
[option]On ne peut pas savoir sans le graphique[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
$f(-x) = 2(-x)^4 - 3(-x)^2 + 1 = 2x^4 - 3x^2 + 1 = f(x)$.
Les puissances paires ($x^4$, $x^2$) et les constantes ne changent pas quand on remplace $x$ par $-x$. La fonction est paire.[/reponse]
[reponse motif="Impaire"]Attention.
Calculer $f(-x)$ : les puissances paires ($x^4$ et $x^2$) donnent le même résultat avec $x$ ou $-x$. Comparer $f(-x)$ avec $f(x)$.[/reponse]
[reponse motif="Ni paire ni impaire"]Le calcul donne autre chose.
Calculer $f(-x) = 2(-x)^4 - 3(-x)^2 + 1$ en utilisant $(-x)^4 = x^4$ et $(-x)^2 = x^2$. Comparer avec $f(x)$.[/reponse]
[reponse motif="On ne peut pas savoir sans le graphique"]Le graphique n'est pas utile ici.
La parité se détermine par le calcul : calculer $f(-x)$ et comparer avec $f(x)$ et $-f(x)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Repartir du calcul de $f(-x)$.
Remplacer $x$ par $-x$ dans chaque terme, puis comparer avec $f(x)$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
$f$ est strictement décroissante sur $[-2 ; 3]$ avec $f(-2) = 8$ et $f(3) = -1$. L'inéquation $f(x) \leqslant 5$ a pour ensemble de solutions sur $[-2 ; 3]$ :
[qcm]
[option]$[-2 ; a]$ où $a$ est l'antécédent de $5$[/option]
[option]L'ensemble vide[/option]
[option correct="true"]$[a ; 3]$ où $a$ est l'antécédent de $5$[/option]
[option]$[-2 ; 3]$ tout entier[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
$5$ est compris entre $-1$ et $8$, donc $f$ admet un unique antécédent $a$ de $5$ avec $-2 < a < 3$.
$f$ est décroissante : $f(x) \leqslant 5$ quand $x \geqslant a$. Les solutions forment l'intervalle $[a ; 3]$.[/reponse]
[reponse motif="$[-2 ; a]$ où $a$ est l'antécédent de $5$"]Le sens de variation est inversé.
$f$ est décroissante : plus $x$ augmente, plus $f(x)$ diminue. L'inéquation $f(x) \leqslant 5$ est vérifiée pour les grandes valeurs de $x$, pas les petites.[/reponse]
[reponse motif="L'ensemble vide"]Il y a bien des solutions.
$5$ est compris entre $f(3) = -1$ et $f(-2) = 8$, donc l'équation $f(x) = 5$ a une solution. L'inéquation $f(x) \leqslant 5$ a donc des solutions.[/reponse]
[reponse motif="$[-2 ; 3]$ tout entier"]Pas tout l'intervalle.
Vérifier : $f(-2) = 8 > 5$, donc $x = -2$ ne vérifie pas $f(x) \leqslant 5$. Les solutions ne couvrent pas tout l'intervalle.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Commencer par l'antécédent de $5$.
Trouver d'abord l'antécédent $a$ de $5$, puis utiliser la décroissance pour déterminer sur quelle portion $f(x) \leqslant 5$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Soit $f(x) = -3x + 2$. L'ensemble de définition de $f$ est $\mathbb{R}$, et $f(-x) = 3x + 2$. Cette fonction est :
[qcm]
[option]Paire car $\mathbb{R}$ est symétrique par rapport à $0$[/option]
[option]Impaire car c'est une fonction affine[/option]
[option]Impaire car elle est décroissante[/option]
[option correct="true"]Ni paire ni impaire[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
$f(-x) = 3x + 2$ et $f(x) = -3x + 2$, donc $f(-x) \neq f(x)$ : $f$ n'est pas paire.
$-f(x) = 3x - 2$ et $f(-x) = 3x + 2$, donc $f(-x) \neq -f(x)$ : $f$ n'est pas impaire.
$f$ n'est ni paire ni impaire (la constante $+2$ empêche toute parité).[/reponse]
[reponse motif="Paire car $\mathbb{R}$ est symétrique par rapport à $0$"]Condition insuffisante.
La symétrie de l'ensemble de définition est une condition nécessaire, mais pas suffisante. Il faut aussi que $f(-x) = f(x)$, ce qui n'est pas le cas ici.[/reponse]
[reponse motif="Impaire car c'est une fonction affine"]Le terme constant change tout.
Seules les fonctions linéaires ($f(x) = ax$, sans terme constant) sont impaires. Ici, le terme constant $+2$ empêche la fonction d'être impaire.[/reponse]
[reponse motif="Impaire car elle est décroissante"]Le sens de variation n'a rien à voir.
La décroissance n'a aucun lien avec la parité. Par exemple, $f(x) = -x$ est impaire et décroissante, mais $f(x) = -x + 1$ est décroissante sans être impaire.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Comparer les trois expressions.
Comparer $f(-x) = 3x + 2$ avec $f(x) = -3x + 2$ et avec $-f(x) = 3x - 2$. Si aucune égalité n'est vérifiée, la fonction n'est ni paire ni impaire.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
QCM : Variations et extremums
[enonce]
Ce QCM porte sur les variations et les extremums d'une fonction. Pour chaque question, choisissez la bonne réponse parmi les quatre propositions.
[/enonce]
[etape]
$f$ est strictement croissante sur $[-2 ; 5]$. On sait que $f(-2) = -3$ et $f(5) = 4$. Que peut-on dire de $f(1)$ et $f(3)$ ?
[qcm]
[option]$f(1) > f(3)$[/option]
[option correct="true"]$f(1) < f(3)$[/option]
[option]$f(1) = f(3)$[/option]
[option]On ne peut pas comparer[/option]
[reponse statut="correct"]Exact !
Comme $1 < 3$ et $f$ est strictement croissante sur $[-2 ; 5]$, on a $f(1) < f(3)$.
Quand une fonction est croissante, l'ordre des images est le même que l'ordre des nombres de départ.[/reponse]
[reponse motif="$f(1) > f(3)$"]Non.
Attention, $f$ est croissante (pas décroissante). Quand une fonction est croissante, elle conserve l'ordre : si $a < b$ alors $f(a) < f(b)$.[/reponse]
[reponse motif="$f(1) = f(3)$"]Non.
$f$ est strictement croissante, donc deux nombres distincts ont des images distinctes. Revoir la définition de la croissance stricte.[/reponse]
[reponse motif="On ne peut pas comparer"]Non.
La croissance de $f$ sur $[-2 ; 5]$ permet de comparer les images de deux nombres quelconques de cet intervalle. Revoir la définition de fonction croissante.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Utiliser la définition : $f$ croissante signifie que si $a < b$ alors $f(a) < f(b)$. Comparer $1$ et $3$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
$f$ est définie sur $[-3 ; 4]$, croissante sur $[-3 ; 1]$ et décroissante sur $[1 ; 4]$ avec $f(1) = 5$. Quel est le maximum de $f$ sur $[-3 ; 4]$ ?
[qcm]
[option]$f(-3)$[/option]
[option]$1$[/option]
[option correct="true"]$5$[/option]
[option]$f(4)$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
$f$ est croissante puis décroissante, donc $f$ atteint son maximum au point de changement de variation, c'est-à-dire en $x = 1$.
Le maximum vaut $f(1) = 5$.[/reponse]
[reponse motif="$f(-3)$"]Non.
$f(-3)$ est la valeur en début d'intervalle. Comme $f$ est croissante sur $[-3 ; 1]$, la plus grande valeur sur cette partie est atteinte en $x = 1$, pas en $x = -3$.[/reponse]
[reponse motif="$1$"]Non.
Ne pas confondre le maximum de $f$ (une valeur de $f(x)$) avec la valeur de $x$ en laquelle il est atteint. Le maximum est atteint en $x = 1$, il vaut $f(1) = 5$.[/reponse]
[reponse motif="$f(4)$"]Non.
$f$ est décroissante sur $[1 ; 4]$, donc $f(4) < f(1)$. La plus grande valeur n'est pas en bout d'intervalle ici.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Quand $f$ est croissante puis décroissante, le maximum est atteint au sommet, c'est-à-dire au point de changement de sens de variation.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
$f$ est strictement décroissante sur $[0 ; 6]$. On sait que $f(2) = 5$ et $f(4) = 1$. Laquelle de ces inégalités est nécessairement vraie ?
[qcm]
[option]$f(3) > 5$[/option]
[option]$f(3) = 3$[/option]
[option]$f(5) > f(4)$[/option]
[option correct="true"]$f(3) > 1$[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Comme $3 < 4$ et $f$ est strictement décroissante, $f(3) > f(4) = 1$.
On a donc bien $f(3) > 1$.[/reponse]
[reponse motif="$f(3) > 5$"]Non.
Comme $3 > 2$ et $f$ est décroissante, on a $f(3) < f(2) = 5$. Donc $f(3) > 5$ est faux.[/reponse]
[reponse motif="$f(3) = 3$"]Non.
On ne peut pas affirmer que $f(3) = 3$ : la décroissance permet de comparer des images, pas de les calculer. Chercher une inégalité qu'on peut déduire de la décroissance.[/reponse]
[reponse motif="$f(5) > f(4)$"]Non.
$f$ est décroissante, donc si $5 > 4$, alors $f(5) < f(4)$. La décroissance inverse l'ordre.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Utiliser la décroissance : si $a < b$ et $f$ décroissante, alors $f(a) > f(b)$. Comparer $3$ avec $2$ et $4$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
$f$ est définie sur $[-1 ; 6]$, croissante sur $[-1 ; 2]$ puis décroissante sur $[2 ; 6]$, avec $f(-1) = -5$, $f(2) = 3$ et $f(6) = -1$. Quel est le minimum de $f$ sur $[-1 ; 6]$ ?
[qcm]
[option correct="true"]$-5$[/option]
[option]$-1$[/option]
[option]$2$[/option]
[option]$3$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Les valeurs aux extrémités sont $f(-1) = -5$ et $f(6) = -1$. Le minimum global est la plus petite de ces valeurs : $-5$, atteint en $x = -1$.[/reponse]
[reponse motif="$-1$"]Non.
$f(6) = -1$ et $f(-1) = -5$. Comparer ces deux valeurs : $-5 < -1$, donc $-5$ est la plus petite.[/reponse]
[reponse motif="$2$"]Non.
$2$ est la valeur de $x$ en laquelle $f$ atteint son maximum, pas son minimum. Ne pas confondre la variable $x$ et la valeur $f(x)$.[/reponse]
[reponse motif="$3$"]Non.
$3 = f(2)$ est le maximum de $f$. La question demande le minimum, c'est-à-dire la plus petite valeur prise par $f$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Repérer les valeurs aux extrémités de l'intervalle et au sommet, puis identifier la plus petite.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
$f$ est définie sur $[-5 ; 4]$, décroissante sur $[-5 ; -1]$ puis croissante sur $[-1 ; 4]$. Que peut-on dire ?
[qcm]
[option]$f$ admet un maximum en $x = -1$[/option]
[option correct="true"]$f$ admet un minimum en $x = -1$[/option]
[option]$f$ admet un minimum en $x = -5$[/option]
[option]$f$ n'admet pas d'extremum[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
$f$ est décroissante puis croissante : elle descend jusqu'à $x = -1$ puis remonte. La fonction atteint donc un minimum en $x = -1$.[/reponse]
[reponse motif="$f$ admet un maximum en $x = -1$"]Non.
Quand $f$ est décroissante puis croissante, elle forme un « creux », pas un « sommet ». C'est un minimum, pas un maximum.[/reponse]
[reponse motif="$f$ admet un minimum en $x = -5$"]Non.
$x = -5$ est le début de l'intervalle, pas le point de changement de variation. Le minimum est au point où $f$ passe de décroissante à croissante.[/reponse]
[reponse motif="$f$ n'admet pas d'extremum"]Non.
Le changement de sens de variation (décroissante puis croissante) indique la présence d'un extremum. Identifier s'il s'agit d'un maximum ou d'un minimum.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Quand une fonction passe de décroissante à croissante, elle atteint un extremum au point de changement. Déterminer lequel.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
$f$ est croissante sur $[0 ; 10]$ et on sait que $f(3) = 2$. Laquelle de ces affirmations est correcte ?
[qcm]
[option]$f(1) \geqslant 2$[/option]
[option]$f(5) \leqslant 2$[/option]
[option]$f(5) = 2$[/option]
[option correct="true"]$f(5) \geqslant 2$[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Comme $5 \geqslant 3$ et $f$ est croissante, on a $f(5) \geqslant f(3) = 2$.[/reponse]
[reponse motif="$f(1) \geqslant 2$"]Non.
Comme $1 < 3$ et $f$ est croissante, on a $f(1) \leqslant f(3) = 2$, pas l'inverse. La croissance conserve l'ordre.[/reponse]
[reponse motif="$f(5) \leqslant 2$"]Non.
Attention au sens de l'inégalité. Comme $5 > 3$ et $f$ est croissante, on a $f(5) \geqslant f(3) = 2$.[/reponse]
[reponse motif="$f(5) = 2$"]Non.
On ne peut pas conclure que $f(5) = 2$ : la croissance permet de dire que $f(5)$ est supérieure ou égale à $f(3)$, mais pas d'en calculer la valeur exacte.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Utiliser la croissance : si $a \leqslant b$, alors $f(a) \leqslant f(b)$. Comparer $5$ avec $3$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
QCM : Parité et résolution graphique
[enonce]
Ce QCM porte sur la parité des fonctions et la résolution graphique d'équations et d'inéquations. Pour chaque question, choisissez la bonne réponse parmi les quatre propositions.
[/enonce]
[etape]
Soit $f(x) = x^2 + 1$. Cette fonction est :
[qcm]
[option]Impaire[/option]
[option correct="true"]Paire[/option]
[option]Ni paire ni impaire[/option]
[option]Paire et impaire[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
$f(-x) = (-x)^2 + 1 = x^2 + 1 = f(x)$.
Comme $f(-x) = f(x)$ pour tout $x$, la fonction est paire.[/reponse]
[reponse motif="Impaire"]Non.
Calculer $f(-x)$ et comparer avec $f(x)$ et $-f(x)$. Pour être impaire, il faudrait $f(-x) = -f(x)$.[/reponse]
[reponse motif="Ni paire ni impaire"]Non.
Calculer $f(-x) = (-x)^2 + 1$. Le carré d'un nombre négatif est positif, donc $(-x)^2 = x^2$. Comparer le résultat avec $f(x)$.[/reponse]
[reponse motif="Paire et impaire"]Non.
Une fonction ne peut être à la fois paire et impaire que si elle est identiquement nulle. Vérifier si $f(-x) = f(x)$ ou $f(-x) = -f(x)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer $f(-x)$, puis vérifier si $f(-x) = f(x)$ (paire) ou $f(-x) = -f(x)$ (impaire).[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Soit $g(x) = x^3 + x$. Cette fonction est :
[qcm]
[option]Paire[/option]
[option]Ni paire ni impaire[/option]
[option correct="true"]Impaire[/option]
[option]On ne peut pas savoir[/option]
[reponse statut="correct"]Exact !
$g(-x) = (-x)^3 + (-x) = -x^3 - x = -(x^3 + x) = -g(x)$.
Comme $g(-x) = -g(x)$ pour tout $x$, la fonction est impaire.[/reponse]
[reponse motif="Paire"]Non.
Calculer $g(-x)$ : attention, $(-x)^3 = -x^3$ (la puissance impaire conserve le signe négatif). Comparer avec $g(x)$ et $-g(x)$.[/reponse]
[reponse motif="Ni paire ni impaire"]Non.
Calculer $g(-x) = (-x)^3 + (-x)$ en développant chaque terme. Factoriser ensuite par $-1$ et comparer avec $-g(x)$.[/reponse]
[reponse motif="On ne peut pas savoir"]Non.
On peut le déterminer par le calcul. Calculer $g(-x)$ et comparer avec $g(x)$ et $-g(x)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer $g(-x)$, puis vérifier si $g(-x) = g(x)$ (paire) ou $g(-x) = -g(x)$ (impaire).[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Soit $h(x) = x^2 + x$. Cette fonction est :
[qcm]
[option]Paire[/option]
[option]Impaire[/option]
[option]Paire et impaire[/option]
[option correct="true"]Ni paire ni impaire[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
$h(-x) = (-x)^2 + (-x) = x^2 - x$.
On a $h(-x) = x^2 - x \neq x^2 + x = h(x)$, donc $h$ n'est pas paire.
Et $-h(x) = -x^2 - x \neq x^2 - x = h(-x)$, donc $h$ n'est pas impaire.[/reponse]
[reponse motif="Paire"]Non.
Calculer $h(-x) = x^2 - x$. Comparer avec $h(x) = x^2 + x$ : les deux expressions diffèrent par le signe du terme en $x$.[/reponse]
[reponse motif="Impaire"]Non.
Calculer $-h(x) = -x^2 - x$ et comparer avec $h(-x) = x^2 - x$. Les deux expressions sont différentes.[/reponse]
[reponse motif="Paire et impaire"]Non.
Seule la fonction nulle est à la fois paire et impaire. Calculer $h(-x)$ et comparer soigneusement avec $h(x)$ et $-h(x)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer $h(-x)$ et comparer avec $h(x)$ et $-h(x)$ pour déterminer si $h$ est paire, impaire ou ni l'un ni l'autre.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
La courbe d'une fonction impaire est symétrique par rapport :
[qcm]
[option]à l'axe des ordonnées[/option]
[option]à l'axe des abscisses[/option]
[option correct="true"]à l'origine du repère[/option]
[option]à la droite $y = x$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Par définition, $f(-x) = -f(x)$ signifie que si le point $(a ; b)$ est sur la courbe, alors le point $(-a ; -b)$ y est aussi. Ces deux points sont symétriques par rapport à l'origine.[/reponse]
[reponse motif="à l'axe des ordonnées"]Non.
La symétrie par rapport à l'axe des ordonnées caractérise les fonctions paires ($f(-x) = f(x)$), pas les fonctions impaires.[/reponse]
[reponse motif="à l'axe des abscisses"]Non.
Une courbe symétrique par rapport à l'axe des abscisses ne peut pas être la courbe d'une fonction (sauf la fonction nulle). Revoir la propriété géométrique de la parité.[/reponse]
[reponse motif="à la droite $y = x$"]Non.
La symétrie par rapport à $y = x$ est liée à la notion de fonction réciproque, pas à la parité. Revoir les symétries associées aux fonctions paires et impaires.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Revoir les traductions géométriques : paire = symétrie par rapport à l'axe des ordonnées, impaire = symétrie par rapport à l'origine.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Pour résoudre graphiquement $f(x) \geqslant 3$, on cherche les valeurs de $x$ pour lesquelles :
[qcm]
[option]la courbe de $f$ est en dessous de la droite $y = 3$[/option]
[option]la courbe de $f$ coupe la droite $y = 3$[/option]
[option]la courbe de $f$ est à droite de la droite $x = 3$[/option]
[option correct="true"]la courbe de $f$ est au-dessus ou sur la droite $y = 3$[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
$f(x) \geqslant 3$ signifie que l'ordonnée du point de la courbe est supérieure ou égale à $3$. On cherche donc les portions de courbe situées au-dessus ou sur la droite horizontale $y = 3$.[/reponse]
[reponse motif="la courbe de $f$ est en dessous de la droite $y = 3$"]Non.
Attention au sens de l'inégalité. « En dessous » correspond à $f(x) \leqslant 3$, pas à $f(x) \geqslant 3$.[/reponse]
[reponse motif="la courbe de $f$ coupe la droite $y = 3$"]Non.
Les points d'intersection correspondent à $f(x) = 3$ (l'égalité seule). L'inéquation $f(x) \geqslant 3$ demande aussi les zones où la courbe est au-dessus.[/reponse]
[reponse motif="la courbe de $f$ est à droite de la droite $x = 3$"]Non.
Ne pas confondre la droite horizontale $y = 3$ avec la droite verticale $x = 3$. Pour résoudre $f(x) \geqslant 3$, on utilise la droite horizontale $y = 3$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour résoudre $f(x) \geqslant k$, on cherche les $x$ pour lesquels l'ordonnée de la courbe est supérieure ou égale à $k$, soit au-dessus de la droite $y = k$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
[etape]
Résoudre graphiquement $f(x) = g(x)$ revient à chercher :
[qcm]
[option correct="true"]les abscisses des points d'intersection de $\mathscr{C}_f$ et $\mathscr{C}_g$[/option]
[option]les ordonnées des points d'intersection de $\mathscr{C}_f$ et $\mathscr{C}_g$[/option]
[option]les points d'intersection de $\mathscr{C}_f$ avec l'axe des abscisses[/option]
[option]les abscisses des points d'intersection de $\mathscr{C}_f$ avec l'axe des ordonnées[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Un point d'intersection de $\mathscr{C}_f$ et $\mathscr{C}_g$ a la même ordonnée sur les deux courbes : $f(x) = g(x)$. Les solutions sont les abscisses de ces points.[/reponse]
[reponse motif="les ordonnées des points d'intersection de $\mathscr{C}_f$ et $\mathscr{C}_g$"]Non.
Les solutions d'une équation $f(x) = g(x)$ sont des valeurs de $x$, donc des abscisses, pas des ordonnées.[/reponse]
[reponse motif="les points d'intersection de $\mathscr{C}_f$ avec l'axe des abscisses"]Non.
L'intersection avec l'axe des abscisses correspond à $f(x) = 0$, pas à $f(x) = g(x)$. Il faut regarder l'intersection des deux courbes entre elles.[/reponse]
[reponse motif="les abscisses des points d'intersection de $\mathscr{C}_f$ avec l'axe des ordonnées"]Non.
L'intersection avec l'axe des ordonnées donne la valeur $f(0)$, pas les solutions de $f(x) = g(x)$. Il faut croiser les deux courbes.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Pour résoudre $f(x) = g(x)$, on cherche les $x$ pour lesquels les deux courbes ont la même ordonnée, c'est-à-dire les abscisses de leurs points d'intersection.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]
Vrai/Faux : Parité et symétrie
[enonce]
Pour chaque affirmation suivante sur la parité des fonctions, indiquez si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]
[etape]
Soit la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x) = x^2 + x$.
Affirmation : La fonction $f$ est paire.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
On calcule $f(-x) = (-x)^2 + (-x) = x^2 - x$. Or $f(x) = x^2 + x$, donc $f(-x) \neq f(x)$ en général (par exemple pour $x = 1$ : $f(1) = 2$ et $f(-1) = 0$). La fonction $f$ n'est pas paire.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
La présence du terme $x^2$ (qui est pair) peut induire en erreur, mais le terme $x$ (qui est impair) empêche $f$ d'être paire.
On vérifie : $f(-x) = x^2 - x \neq x^2 + x = f(x)$. La fonction n'est ni paire ni impaire.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. $f(-x) = x^2 - x \neq x^2 + x = f(x)$. La somme d'un terme pair et d'un terme impair n'est ni paire ni impaire.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit la fonction $g$ définie sur $\mathbb{R}$ par $g(x) = x^3$.
Affirmation : La fonction $g$ est impaire.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
$g(-x) = (-x)^3 = -x^3 = -g(x)$. L'égalité $g(-x) = -g(x)$ est vérifiée pour tout $x$ : la fonction cube est bien impaire.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Attention au signe : $(-x)^3 = (-1)^3 \times x^3 = -x^3$. On obtient bien $g(-x) = -g(x)$, ce qui est la définition d'une fonction impaire.
La courbe de $g(x) = x^3$ est d'ailleurs symétrique par rapport à l'origine.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $g(-x) = (-x)^3 = -x^3 = -g(x)$ pour tout $x$ : la fonction cube est impaire.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $f$ une fonction paire définie sur $\mathbb{R}$.
Affirmation : On a $f(2) = -f(2)$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
La parité donne $f(-x) = f(x)$, donc $f(-2) = f(2)$. L'égalité $f(2) = -f(2)$ correspondrait à une fonction impaire (et impliquerait $f(2) = 0$, ce qui n'est pas garanti).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Il ne faut pas confondre les deux définitions :
une fonction paire vérifie $f(-x) = f(x)$, ce qui donne $f(-2) = f(2)$ ;
une fonction impaire vérifie $f(-x) = -f(x)$, ce qui donnerait $f(-2) = -f(2)$.
L'affirmation mélange les deux notions.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Pour une fonction paire, $f(-2) = f(2)$ (et non $f(2) = -f(2)$). L'égalité proposée est celle d'une fonction impaire.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $f$ une fonction impaire dont l'ensemble de définition contient $0$.
Affirmation : La courbe de $f$ passe par l'origine du repère.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Si $f$ est impaire, $f(-0) = -f(0)$, soit $f(0) = -f(0)$. En ajoutant $f(0)$ des deux côtés : $2f(0) = 0$, donc $f(0) = 0$. Le point $(0~;~0)$ appartient bien à la courbe.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Rappel : si $f$ est impaire, alors $f(-x) = -f(x)$ pour tout $x$. En prenant $x = 0$ : $f(0) = -f(0)$, ce qui impose $f(0) = 0$.
La courbe d'une fonction impaire (définie en $0$) passe toujours par l'origine.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. L'imparité donne $f(0) = -f(0)$, soit $2f(0) = 0$, donc $f(0) = 0$ : la courbe passe par l'origine.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x) = |x| + 1$.
Affirmation : La fonction $f$ est impaire.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
$f(-x) = |-x| + 1 = |x| + 1 = f(x)$. On a $f(-x) = f(x)$ : la fonction est paire, pas impaire. D'ailleurs $f(0) = 1 \neq 0$, ce qui confirme qu'elle ne peut pas être impaire.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention à ne pas confondre paire et impaire. On calcule : $f(-x) = |-x| + 1 = |x| + 1 = f(x)$.
L'égalité $f(-x) = f(x)$ est la définition d'une fonction paire. De plus, $f(0) = 1 \neq 0$ : une fonction impaire vérifie toujours $f(0) = 0$ (quand elle est définie en $0$).[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. $f(-x) = |x| + 1 = f(x)$ : la fonction est paire, pas impaire.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $f$ une fonction dont la courbe est symétrique par rapport à l'axe des ordonnées.
Affirmation : On a $f(-3) = f(3)$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Une courbe symétrique par rapport à l'axe des ordonnées signifie que $f$ est paire : $f(-x) = f(x)$ pour tout $x$. En prenant $x = 3$ : $f(-3) = f(3)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
La symétrie par rapport à l'axe des ordonnées est la traduction géométrique de la parité. Une fonction paire vérifie $f(-x) = f(x)$ pour tout $x$.
En particulier, pour $x = 3$ : $f(-3) = f(3)$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. Symétrie par rapport à l'axe des ordonnées signifie parité : $f(-x) = f(x)$, d'où $f(-3) = f(3)$.
[/solution]
[/etape]
Vrai/Faux : Variations et comparaisons
[enonce]
Pour chaque affirmation suivante sur les variations de fonctions, indiquez si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]
[etape]
Soit $f$ une fonction croissante sur $[1~;~5]$ avec $f(1) = -3$ et $f(5) = 7$.
Affirmation : Pour tout réel $x$ de $[1~;~5]$, on a $-3 \leqslant f(x) \leqslant 7$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
La fonction $f$ est croissante sur $[1~;~5]$. Pour tout $x$ de cet intervalle, $1 \leqslant x \leqslant 5$ donne donc $f(1) \leqslant f(x) \leqslant f(5)$, soit $-3 \leqslant f(x) \leqslant 7$. Les images sont bien encadrées par les valeurs aux bornes.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Sur un intervalle où $f$ est croissante, la plus petite image est atteinte à la borne gauche et la plus grande à la borne droite.
Ici $1 \leqslant x \leqslant 5$ entraîne $f(1) \leqslant f(x) \leqslant f(5)$, c'est-à-dire $-3 \leqslant f(x) \leqslant 7$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $f$ étant croissante sur $[1~;~5]$, l'inégalité $1 \leqslant x \leqslant 5$ donne $f(1) \leqslant f(x) \leqslant f(5)$, soit $-3 \leqslant f(x) \leqslant 7$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $f$ une fonction croissante sur $[-2~;~4]$ avec $f(0) = 3$ et $f(2) = 5$.
Affirmation : $f(-1) > f(3)$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Comme $f$ est croissante et $-1 < 0$, on a $f(-1) \leqslant f(0) = 3$. De même, $2 < 3$ donne $f(2) \leqslant f(3)$, soit $f(3) \geqslant 5$. On obtient $f(-1) \leqslant 3 < 5 \leqslant f(3)$, donc $f(-1) < f(3)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Il ne faut pas confondre « on ne connaît pas les valeurs exactes » avec « on ne peut rien dire ». La croissance de $f$ permet d'encadrer :
$-1 < 0$ donne $f(-1) \leqslant 3$ et $2 < 3$ donne $f(3) \geqslant 5$. Donc $f(-1) < f(3)$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. La croissance de $f$ donne $f(-1) \leqslant f(0) = 3$ et $f(3) \geqslant f(2) = 5$, d'où $f(-1) < f(3)$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $f$ une fonction décroissante sur $[0~;~3]$ avec $f(0) = 4$ et $f(3) = -2$.
Affirmation : L'équation $f(x) = 5$ admet une solution sur $[0~;~3]$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Sur $[0~;~3]$, $f$ décroît de $f(0) = 4$ à $f(3) = -2$. Le maximum de $f$ sur cet intervalle est donc $4$. Comme $5 > 4$, la valeur $5$ n'est jamais atteinte : l'équation n'a aucune solution.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention : avant de chercher si une valeur est atteinte, il faut vérifier qu'elle appartient à la plage de $f$.
Le maximum de $f$ sur $[0~;~3]$ est $f(0) = 4$. Comme $5 > 4$, la valeur $5$ dépasse le maximum de $f$ : elle n'est jamais atteinte.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Le maximum de $f$ sur $[0~;~3]$ est $f(0) = 4$. Comme $5 > 4$, la valeur $5$ n'est jamais atteinte.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $g$ une fonction définie sur $[-3~;~2]$, croissante sur $[-3~;~0]$ et décroissante sur $[0~;~2]$, avec $g(0) = 5$.
Affirmation : Le maximum de $g$ sur $[-3~;~2]$ est $5$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
$g$ croît jusqu'à $x = 0$ puis décroît après : la valeur $g(0) = 5$ est donc la plus grande valeur atteinte par $g$ sur $[-3~;~2]$. C'est bien le maximum.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Le piège ici est de croire qu'il faut connaître les valeurs aux bornes $-3$ et $2$ pour conclure. Mais la monotonie suffit :
$g$ monte jusqu'à $x = 0$ et redescend après, donc $g(0)$ est la plus grande valeur atteinte. Le maximum est bien $5$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $g$ croît puis décroît avec un changement de sens en $x = 0$ : le maximum est $g(0) = 5$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $f$ une fonction croissante sur $[0~;~4]$ avec $f(1) = 2$ et $f(3) = 6$.
Affirmation : $f(2) = 4$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
La croissance de $f$ garantit seulement que $f(1) \leqslant f(2) \leqslant f(3)$, soit $2 \leqslant f(2) \leqslant 6$. On sait que $f(2)$ est entre $2$ et $6$, mais on ne peut pas affirmer que $f(2) = 4$ exactement.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Il ne faut pas confondre « croissante » et « proportionnelle ». Une fonction croissante n'est pas forcément une droite. On sait uniquement que $2 \leqslant f(2) \leqslant 6$, pas que $f(2)$ vaut exactement $4$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. La croissance donne $2 \leqslant f(2) \leqslant 6$, mais on ne peut pas conclure que $f(2) = 4$ : une fonction croissante n'est pas forcément linéaire.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit $h$ une fonction décroissante sur $[-1~;~5]$ avec $h(-1) = 10$.
Affirmation : Pour tout $x \in [-1~;~5]$, on a $h(x) \leqslant 10$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
$h$ est décroissante sur $[-1~;~5]$ : pour tout $x \geqslant -1$, on a $h(x) \leqslant h(-1) = 10$. Le maximum d'une fonction décroissante sur un intervalle est atteint à la borne gauche.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Rappel : si une fonction est décroissante, quand $x$ augmente, $f(x)$ diminue. Le maximum est donc atteint au plus petit $x$, ici $x = -1$.
Pour tout $x \in [-1~;~5]$, $x \geqslant -1$ donc $h(x) \leqslant h(-1) = 10$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $h$ décroissante sur $[-1~;~5]$ implique que $h(-1) = 10$ est le maximum : $h(x) \leqslant 10$ pour tout $x$ de l'intervalle.
[/solution]
[/etape]
Vrai/Faux : Tableaux de variation
[enonce]
Pour chaque affirmation, observez le tableau de variation fourni et indiquez si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]
[etape]
Soit une fonction $f$ définie sur $[-2~;~3]$ dont le tableau de variation est :
Affirmation : La fonction $f$ est croissante sur $[-2~;~3]$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
$f$ est croissante sur $[-2~;~1]$ puis décroissante sur $[1~;~3]$ : elle n'est pas monotone sur tout $[-2~;~3]$. Une fonction croissante sur un intervalle ne doit jamais redescendre.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention : la première flèche monte, mais il faut lire tout le tableau — la flèche descendante qui suit interdit de conclure à la croissance sur tout l'intervalle.
Le tableau montre que $f$ croît sur $[-2;1]$ puis décroît sur $[1;3]$ : elle n'est pas croissante sur tout $[-2;3]$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Le tableau montre une flèche montante sur $[-2;1]$ puis descendante sur $[1;3]$ : $f$ n'est pas monotone sur tout l'intervalle.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit une fonction $g$ définie sur $[-1~;~4]$ dont le tableau de variation est :
Affirmation : $g(-1) < g(4)$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
On lit directement dans le tableau : $g(-1) = 3$ et $g(4) = 5$. On a bien $3 < 5$, donc $g(-1) < g(4)$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
L'erreur fréquente est de comparer les valeurs dans l'ordre où elles apparaissent dans le tableau (de haut en bas) plutôt que de lire les valeurs aux abscisses $-1$ et $4$.
On lit directement : $g(-1) = 3$ et $g(4) = 5$. Comme $3 < 5$, l'affirmation est vraie.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. On lit dans le tableau : $g(-1) = 3$ et $g(4) = 5$. Comme $3 < 5$, on a bien $g(-1) < g(4)$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit une fonction $f$ définie sur $[-3~;~1]$ dont le tableau de variation est :
Affirmation : La valeur $4$ admet un antécédent par $f$ sur $[-3~;~1]$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Le maximum de $f$ sur $[-3~;~1]$ est $f(-1) = 3$. Comme $4 > 3$, la valeur $4$ est supérieure au maximum de $f$ : elle n'est jamais atteinte, donc $4$ n'a aucun antécédent par $f$ sur cet intervalle.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Avant de chercher un antécédent, il faut vérifier que la valeur est bien comprise entre le minimum et le maximum de $f$.
Le maximum de $f$ est $3$ (en $x=-1$). Comme $4 > 3$, la valeur $4$ n'est jamais atteinte : elle n'a aucun antécédent.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Le maximum de $f$ sur $[-3;1]$ est $f(-1) = 3$. Comme $4 > 3$, la valeur $4$ est hors de la plage de $f$ et n'admet aucun antécédent.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit une fonction $g$ définie sur $[-2~;~2]$ dont le tableau de variation est :
![Tableau de variation de g sur [-2 ; 2]](/assets/svg/vrai-faux-2nde-tableaux-de-variation-graph-bb-4.svg?v=1780385306)
Affirmation : L'équation $g(x) = 2$ admet exactement deux solutions sur $[-2~;~2]$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Sur $[-2~;~0]$, $g$ est croissante de $-1$ à $3$ : elle passe par $2$ exactement une fois. Sur $[0~;~2]$, $g$ est décroissante de $3$ à $1$ : elle repasse par $2$ exactement une fois. L'équation admet donc bien deux solutions.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Il ne faut pas oublier que la courbe repasse par $2$ lors de sa descente sur $[0;2]$ : chaque intervalle de monotonie doit être analysé séparément.
Sur $[-2;0]$, $g$ monte de $-1$ à $3$ : elle passe par $2$ une fois. Sur $[0;2]$, $g$ descend de $3$ à $1$ : elle repasse par $2$ une fois. Total : deux solutions.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. $g$ croît de $-1$ à $3$ sur $[-2;0]$ (1 solution pour $g(x)=2$) puis décroît de $3$ à $1$ sur $[0;2]$ (1 solution). Total : 2 solutions.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit une fonction $h$ définie sur $[-1~;~3]$ dont le tableau de variation est :
Affirmation : Le minimum de $h$ sur $[-1~;~3]$ est atteint en $x = -1$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
En $x = -1$, on lit $h(-1) = 4$ : c'est le point de départ de la courbe, pas le minimum. Le minimum est $h(1) = -1$, atteint en $x = 1$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention : $h(-1) = 4$ est la valeur au bord gauche du tableau, c'est le maximum. Le minimum se trouve au creux de la première flèche.
Le minimum de $h$ est $h(1) = -1$, atteint au creux de la flèche descendante.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. $h(-1) = 4$ est le maximum de $h$. Le minimum est $h(1) = -1$, atteint en $x = 1$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit une fonction $f$ définie sur $[-1~;~4]$ dont le tableau de variation est :
Affirmation : La fonction $f$ est croissante sur $[-1~;~2]$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
La flèche montante entre $x = -1$ ($f(-1) = -2$) et $x = 2$ ($f(2) = 3$) indique bien que $f$ est croissante sur $[-1~;~2]$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Il ne faut pas confondre « croissant sur $[-1;2]$ » avec « croissant sur tout $[-1;4]$ » : $f$ décroît sur $[2;4]$, donc elle n'est croissante que sur la première partie.
Le tableau montre bien une flèche montante sur $[-1;2]$ : $f$ est croissante sur cet intervalle uniquement.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. Le tableau montre une flèche montante entre $x=-1$ ($f=-2$) et $x=2$ ($f=3$) : $f$ est bien croissante sur $[-1;2]$.
[/solution]
[/etape]
Vrai/Faux : Lectures graphiques (2)
[enonce]
Pour chaque affirmation, observez le graphique fourni et indiquez si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]
[etape]
Soit la fonction $f$ définie sur $[-1~;~3]$ dont la courbe est représentée ci-dessous.
![Courbe de f(x) = x² - 2x sur [-1 ; 3]](/assets/svg/vrai-faux-2nde-lectures-graphiques-2-graph-bb-1.svg?v=1780385306)
Affirmation : La fonction $f$ est décroissante sur $[0~;~2]$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Sur $[0~;~1]$, la courbe descend de $f(0)=0$ à $f(1)=-1$, puis elle remonte de $f(1)=-1$ à $f(2)=0$ sur $[1~;~2]$. La fonction $f$ n'est donc pas décroissante sur tout l'intervalle $[0~;~2]$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le piège est de regarder uniquement le fait que la courbe « descend en partie » sans vérifier qu'elle descend sur tout l'intervalle.
La courbe descend jusqu'au minimum $(1;-1)$, puis remonte jusqu'à $(2;0)$ : $f$ est décroissante sur $[0~;~1]$ mais croissante sur $[1~;~2]$, donc pas décroissante sur tout $[0~;~2]$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. La fonction $f$ présente un minimum en $(1;-1)$ : elle décroît sur $[0;1]$ puis croît sur $[1;2]$, donc elle n'est pas décroissante sur tout l'intervalle $[0;2]$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit la fonction $f$ définie sur $[-2~;~2]$ dont la courbe est représentée ci-dessous.
Affirmation : Le minimum de la fonction $f$ sur $[0~;~2]$ est $1$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Sur $[0~;~2]$, le point le plus bas de la courbe est $(0~;~1)$ : $f(0) = 1$ est bien la valeur minimale de $f$ sur cet intervalle.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
L'erreur fréquente est de chercher le minimum de $f$ sur $[-2;2]$ entier (qui vaut aussi $1$) au lieu de le chercher sur $[0;2]$.
Sur $[0~;~2]$, le point le plus bas de la courbe est bien $(0~;~1)$ : $f(0) = 1$ est la valeur minimale.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. Sur $[0;2]$, la parabole a son sommet en $x=0$ avec $f(0) = 1$. C'est la valeur minimale sur cet intervalle.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit la fonction $g$ définie sur $[-2~;~2]$ dont la courbe est représentée ci-dessous.
Affirmation : L'image de $-2$ par la fonction $g$ est $0$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
On lit sur le graphique que le point $(-2~;~2)$ appartient à la courbe : $g(-2) = 2 \neq 0$. L'image de $-2$ par $g$ est $2$, pas $0$. C'est en $x=2$ que $g$ s'annule.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Il ne faut pas confondre $g(-2)$ et $g(2)$ : c'est bien en $x=2$ que $g$ vaut $0$, pas en $x=-2$.
Le point d'abscisse $-2$ sur la courbe est $(-2~;~2)$ : $g(-2) = 2$, pas $0$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Le graphique montre le point $(-2;2)$ sur la courbe, donc $g(-2) = 2$. C'est en $x=2$ que $g$ s'annule.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit la fonction $g$ définie sur $[-1~;~3]$ dont la courbe est représentée ci-dessous.
Affirmation : $g(0) = 0$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
On lit sur le graphique que le point $(0~;~1)$ appartient à la courbe : $g(0) = 1 \neq 0$. C'est en $x = 1$ que $g$ s'annule : $g(1) = 0$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le piège ici est d'inverser les coordonnées du point $(1;0)$ : ce point signifie $g(1) = 0$, pas $g(0) = 1$.
La courbe passe par $(0~;~1)$ : $g(0) = 1$. Le zéro de $g$ est en $x = 1$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. La courbe passe par le point $(0;1)$, donc $g(0) = 1$. C'est en $x=1$ que $g(1) = 0$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit la fonction $g$ définie sur $[-2~;~2]$ dont la courbe est représentée ci-dessous.
Affirmation : La fonction $g$ est positive ou nulle sur $[-2~;~-1]$ et sur $[1~;~2]$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Sur $[-2~;~-1]$, la courbe va de $g(-2) = 3$ à $g(-1) = 0$ : elle reste au-dessus de l'axe des abscisses. De même sur $[1~;~2]$, de $g(1) = 0$ à $g(2) = 3$. La fonction $g$ est bien positive ou nulle sur ces deux intervalles.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Ici, lire directement les valeurs aux bornes de chaque intervalle suffit : $g(-2) = 3 \geqslant 0$, $g(-1) = 0$, $g(1) = 0$ et $g(2) = 3 \geqslant 0$.
La courbe reste bien au-dessus de l'axe sur ces deux intervalles.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. Sur $[-2;-1]$, $g$ va de $3$ à $0$ : elle est $\geqslant 0$. Sur $[1;2]$, $g$ va de $0$ à $3$ : elle est $\geqslant 0$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Soit la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ dont la représentation graphique est la droite ci-dessous.

Affirmation : La fonction $f$ est une fonction affine.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
La courbe est une droite d'équation $f(x) = x + 1$, de la forme $ax + b$ avec $a = 1$ et $b = 1$. Toute fonction de cette forme est affine. Elle ne passe pas par l'origine (car $b \neq 0$), ce qui la distingue d'une fonction linéaire, mais elle est bien affine.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Il ne faut pas confondre fonction affine (de la forme $ax+b$) et fonction linéaire (de la forme $ax$, passant par l'origine).
$f(x) = x + 1$ est de la forme $ax + b$ avec $a=1$ et $b=1$ : c'est bien une fonction affine (mais pas linéaire car $b \neq 0$).[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. La droite a pour équation $f(x) = x + 1$, de la forme $ax + b$ : c'est une fonction affine. Elle n'est pas linéaire car elle ne passe pas par l'origine.
[/solution]
[/etape]