MATHÉMATIQUES · 3ᵉ

Fonctions linéaires et affines — exercices corrigés

63 exercices pour t'entraîner sur Fonctions linéaires et affines en 3ᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.

Découvrir20 exercices

01Découvrir

Qu'est-ce qu'une fonction ?

  • A

    Un procédé qui associe à un nombre de départ un unique nombre d'arrivée

  • B

    Une égalité avec une inconnue

  • C

    Un nombre qui change tout seul

  • D

    Une liste de nombres

Correction
Réponse.

A

Une fonction associe à chaque nombre de départ (l'antécédent) un unique nombre d'arrivée (l'image). Le mot-clé est « unique » : à un antécédent ne correspond jamais deux images différentes. Une égalité avec inconnue, c'est une équation, pas une fonction.

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02Découvrir

On considère la fonction f définie par f(x)=2x+3. Calcule f(4).

Correction
Réponse.

11

On remplace x par 4 : f(4)=2×4+3=8+3=11. Calculer une image, c'est simplement remplacer x par la valeur demandée. On dit que l'image de 4 par f est 11.

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03Découvrir

Quelle est la forme générale d'une fonction linéaire ?

  • A

    f(x)=ax+b

  • B

    f(x)=ax

  • C

    f(x)=x+b

  • D

    f(x)=a

Correction
Réponse.

B

Une fonction linéaire s'écrit f(x)=ax, où a est un coefficient fixé. Il n'y a pas de terme constant ajouté : c'est ce qui la distingue de la fonction affine f(x)=ax+b. La fonction linéaire est le cas particulier où b=0.

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04Découvrir

On affirme que la fonction f(x)=3x est une fonction linéaire.

  • A

    Vrai

  • B

    Faux

Correction
Réponse.

A

C'est vrai : f(x)=3x est de la forme ax avec a=3, sans terme constant. C'est donc une fonction linéaire, qui traduit une situation de proportionnalité (le coefficient 3 est le coefficient de proportionnalité).

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05Découvrir

Une salle de sport facture 30 dh par séance. Le prix de x séances est f(x)=30x. Combien coûtent 5 séances ?

Correction
Réponse.

150 dh

On calcule f(5)=30×5=150. Cinq séances coûtent 150 dh. Ici la fonction est linéaire : le prix est proportionnel au nombre de séances.

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06Découvrir

Dans l'égalité f(4)=11, quel nombre est l'antécédent ?

  • A

    4

  • B

    11

  • C

    f

  • D

    44

Correction
Réponse.

A

L'antécédent est le nombre de départ, celui qu'on met « dans » la fonction : c'est 4. Le résultat 11 est l'image. Une façon de retenir : l'antécédent vient avant (on l'entre), l'image vient après (on la lit).

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07Découvrir

On affirme que la représentation graphique d'une fonction linéaire est une droite qui passe par l'origine du repère.

  • A

    Vrai

  • B

    Faux

Correction
Réponse.

A

C'est vrai. Pour une fonction linéaire f(x)=ax, on a f(0)=0 : le point (0 ; 0), c'est-à-dire l'origine, appartient toujours à la droite. C'est la signature graphique d'une fonction linéaire.

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08Découvrir

Quelle est la forme générale d'une fonction affine ?

  • A

    f(x)=ax

  • B

    f(x)=ax+b

  • C

    f(x)=x2+b

  • D

    f(x)=b

Correction
Réponse.

B

Une fonction affine s'écrit f(x)=ax+b, où a est le coefficient directeur et b l'ordonnée à l'origine (l'image de 0). Quand b=0, on retrouve la fonction linéaire : la fonction linéaire est donc une fonction affine particulière.

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09Découvrir

Un kilogramme de pommes coûte 12 dh. Le prix de x kg est f(x)=12x. Quel est le prix de 2 kg ?

Correction
Réponse.

24 dh

On calcule f(2)=12×2=24 : deux kilos coûtent 24 dh. Le prix est proportionnel à la masse, c'est une fonction linéaire de coefficient 12.

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10Découvrir

On affirme que la fonction f(x)=2x+1 est une fonction affine.

  • A

    Vrai

  • B

    Faux

Correction
Réponse.

A

C'est vrai : f(x)=2x+1 est de la forme ax+b avec a=2 et b=1. C'est une fonction affine. Elle n'est pas linéaire, car b=10 : sa droite ne passe pas par l'origine, mais coupe l'axe vertical en 1.

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11Découvrir

On considère la fonction f définie par f(x)=4x+3. Calcule f(5).

Correction
Réponse.

23

On remplace x par 5 : f(5)=4×5+3=20+3=23. Calculer une image, c'est remplacer x par la valeur demandée, puis effectuer le calcul en respectant les priorités : la multiplication 4×5 d'abord, l'addition de 3 ensuite. L'image de 5 par f est 23.

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12Découvrir

On considère la fonction linéaire g définie par g(x)=3x. Calcule g(4).

Correction
Réponse.

-12

On remplace x par 4 : g(4)=3×4=12. Attention au signe : multiplier 3 par un nombre positif donne un résultat négatif. L'image de 4 par g est donc 12. Un coefficient négatif est tout à fait permis pour une fonction linéaire : sa droite passe toujours par l'origine, mais elle « descend » au lieu de « monter ».

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13Découvrir

Pour la fonction affine f(x)=7x+4, quel est le coefficient directeur ?

  • A

    4

  • B

    7

  • C

    7

  • D

    3

Correction
Réponse.

B

Dans f(x)=ax+b, le coefficient directeur est le nombre a placé devant x, avec son signe : ici a=7. Si tu as répondu A, tu as donné l'ordonnée à l'origine b=4. Si tu as répondu C, tu as oublié le signe « moins ». Retiens : le coefficient directeur, c'est ce qui multiplie x, signe compris.

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14Découvrir

Pour la fonction affine f(x)=6x2, que vaut l'image de 0 ? Donne la valeur de f(0).

Correction
Réponse.

2

On calcule f(0)=6×02=02=2. L'image de 0 est donc 2 : c'est exactement la valeur de b, l'ordonnée à l'origine. Pour toute fonction affine f(x)=ax+b, on a f(0)=b. Si tu as trouvé 6, tu as donné le coefficient directeur ; si tu as trouvé 0, tu as oublié le terme constant 2.

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15Découvrir

Parmi ces fonctions, laquelle est une fonction linéaire ?

  • A

    f(x)=2x+1

  • B

    g(x)=8x

  • C

    h(x)=x3

  • D

    k(x)=5

Correction
Réponse.

B

Une fonction linéaire est de la forme f(x)=ax, sans terme constant ajouté. Seule g(x)=8x a cette forme (avec a=8). Les fonctions A et C sont affines (elles ont un terme constant +1 et 3), et k(x)=5 est constante (son coefficient devant x est nul). Le test rapide : une fonction linéaire vérifie toujours f(0)=0.

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16Découvrir

Dans l'égalité f(7)=23, quel nombre est l'image ?

  • A

    7

  • B

    23

  • C

    f

  • D

    16

Correction
Réponse.

B

L'image est le nombre d'arrivée, le résultat que l'on lit après avoir appliqué la fonction : c'est 23. Le nombre 7 est l'antécédent, celui que l'on a entré dans la fonction. Une astuce pour ne pas confondre : l'antécédent vient avant (on l'entre dans f), l'image vient après (on la lit à droite du signe égal).

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17Découvrir

On affirme que la droite représentant la fonction f(x)=2x+4 coupe l'axe vertical au point d'ordonnée 4.

  • A

    Vrai

  • B

    Faux

Correction
Réponse.

A

C'est vrai. Pour une fonction affine f(x)=ax+b, la droite coupe l'axe vertical au niveau de l'ordonnée à l'origine b, c'est-à-dire l'image de 0. Ici f(0)=2×0+4=4, donc la droite passe par le point (0 ; 4). Le coefficient directeur a=2 ne change pas ce point de croisement : il fixe seulement l'inclinaison de la droite.

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18Découvrir

On affirme que la fonction linéaire f(x)=5x est aussi une fonction affine.

  • A

    Vrai

  • B

    Faux

Correction
Réponse.

A

C'est vrai. Une fonction affine est de la forme f(x)=ax+b. La fonction f(x)=5x correspond au cas particulier a=5 et b=0 : elle est donc affine, avec une ordonnée à l'origine nulle. Toute fonction linéaire est une fonction affine particulière (celle qui passe par l'origine). L'inverse est faux : une fonction affine n'est linéaire que si b=0.

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19Découvrir

On affirme que la fonction f(x)=3x8 est croissante : quand x augmente, f(x) augmente.

  • A

    Vrai

  • B

    Faux

Correction
Réponse.

A

C'est vrai. Le sens de variation d'une fonction affine est donné par le signe du coefficient directeur a. Ici a=3>0 : la fonction est croissante, sa droite « monte ». Le terme constant 8 n'a aucune influence sur le sens de variation : il déplace seulement la droite vers le bas, mais ne change pas son inclinaison. C'est bien le signe de a, et lui seul, qui décide croissante ou décroissante.

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20Découvrir

Un ticket de tramway à Rabat coûte 6 dh. Le prix de x tickets est f(x)=6x. Combien coûtent 8 tickets ?

Correction
Réponse.

48 dh

On calcule f(8)=6×8=48 : huit tickets coûtent 48 dh. Le prix est proportionnel au nombre de tickets, c'est donc une fonction linéaire de coefficient 6 (le prix d'un seul ticket). Doubler le nombre de tickets doublerait le prix : c'est la signature de la proportionnalité, propre aux fonctions linéaires.

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Comprendre22 exercices

21Comprendre

Yasmine travaille sur la fonction f et trouve f(3)=12. À la question « Quel est l'antécédent de 12 par f ? », elle répond : « C'est 12, puisque c'est ce qui est écrit après le signe égal. » A-t-elle raison ?

  • A

    Oui, l'antécédent est 12.

  • B

    Non, l'antécédent est 3 ; 12 est l'image.

  • C

    Non, l'antécédent est 9, car 123=9.

  • D

    On ne peut pas savoir sans connaître l'expression de f.

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Approfondir21 exercices

21Approfondir

Karim sait que f est une fonction linéaire et qu'on a f(0)=0. Il veut retrouver son coefficient a et applique la méthode rapide a=f(x)x avec x=0 : « a=f(0)0=00=0, donc a=0. » Où est l'erreur ?

  • A

    Aucune erreur : a=0, la fonction est f(x)=0.

  • B

    Il a divisé par 0, ce qui est interdit ; f(0)=0 ne renseigne pas sur a.

  • C

    Il aurait dû écrire a=00=1.

  • D

    La méthode rapide ne marche jamais pour une fonction linéaire.

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