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📔 Relier proportionnalité et fonction linéaire

Analyse du lien entre la proportionnalité et fonction linéaire.

1. Introduction à la proportionnalité et aux fonctions linéaires

La proportionnalité et les fonctions linéaires sont des concepts fondamentaux en mathématiques. Une fonction linéaire est une relation entre deux variables qui peut être représentée par une droite dans un plan cartésien.

proportionnalité

2. Reconnaître une fonction linéaire

Une fonction est dite linéaire si elle peut s'écrire sous la forme :
\[f(x) = ax\] où \( a \) est une constante. Si \( a > 0 \), la fonction est croissante ; si \( a < 0 \), elle est décroissante. Le graphique d'une fonction linéaire est toujours une droite qui passe par l'origine (0,0).

3. Calculer une image ou un antécédent

Pour une fonction linéaire \( f(x) = ax \) :

  •                 1️⃣ Calculer une image :
                    Pour trouver \( f(x) \) pour une valeur donnée de \( x \), il suffit de remplacer \( x \) par sa valeur dans l'équation.
                    Par exemple, si \( a = 3 \) et \( x = 4 \) : \( f(4) = 3 * 4 = 12 \)
  •                 2️⃣ Calculer un antécédent :
                    Pour trouver \( x \) lorsque \( f(x) \) est donné, on résout l'équation \( ax = y \) pour \( x \).
                    Par exemple, si \( a = 3 \) et \( f(x) = 12 \) : \( 3x = 12 => x = 12 / 3 = 4 \)

4. Représenter graphiquement une fonction linéaire

Pour représenter graphiquement une fonction linéaire :

  •                 1️⃣ Choisir des valeurs pour \( x \) et calculer les valeurs correspondantes de \( f(x) \).
  •                 2️⃣ Tracer les points correspondants sur un graphique.
  •                 3️⃣ Relier les points avec une droite. Cette droite représente la fonction linéaire.

Exemple : Pour \( f(x) = 2x \), si \( x = 0, 1, 2 \), alors \( f(0) = 0, f(1) = 2, f(2) = 4 \). On trace les points (0,0), (1,2), (2,4).

5. Déterminer une fonction linéaire

Pour déterminer une fonction linéaire à partir de deux points \( A(x_1, y_1) \) et \( B(x_2, y_2) \), on peut calculer le coefficient \( a \) :
\[a = \frac{(y_2 - y_1) }{(x_2 - x_1)} \] Puis, on peut écrire la fonction sous la forme \( f(x) = ax \).
Exemple : Pour les points A(1, 3) et B(2, 6) : \[a = \frac{(6 - 3) }{(2 - 1)} = 3 \] La fonction est donc \( f(x) = 3x \).

6. Conclusion

La compréhension de la relation entre la proportionnalité et les fonctions linéaires est essentielle pour résoudre des problèmes mathématiques variés. Ces concepts sont largement utilisés dans de nombreux domaines, notamment en sciences et en économie.

Exercice 1: ★ ★ ★ ☆ ☆

Une entreprise fabrique des jouets. Le coût de production est donné par la fonction \( f(x) = 2x \), où \( x \) est le nombre de jouets produits. Calculez le coût de production pour \( x = 5 \) jouets.

Pour trouver le coût de production de 5 jouets :
  1. Substituer \( x \) par 5 : Nous remplaçons \( x \) par 5 dans l'expression de la fonction : \( f(5) = 2 \times 5 \).
  2. Calculer : En effectuant les opérations, nous avons : \( f(5) = 10 \).
Ainsi, le coût de production pour \( x = 5 \) jouets est 10 euros.


Exercice 2: ★ ★ ★ ★ ☆

Un taxi facture 2 euros par kilomètre. La fonction de coût est donnée par \( f(x) = 2x \), où \( x \) est le nombre de kilomètres. Quelle est la facture pour un trajet de \( x = 3 \) kilomètres ?

Pour calculer la facture pour 3 kilomètres :
  1. Substituer \( x \) par 3 : Nous remplaçons \( x \) par 3 dans la fonction : \( f(3) = 2 \times 3 \).
  2. Calculer : En effectuant les opérations, nous avons : \( f(3) = 6 \).
Ainsi, la facture pour un trajet de \( x = 3 \) kilomètres est 6 euros.


Exercice 3: ★ ★ ★ ★ ★

Un artisan vend des chaises à 15 euros chacune. La fonction de revenu est exprimée par \( f(x) = 15x \), où \( x \) est le nombre de chaises vendues. Calculez le revenu pour \( x = 4 \) chaises.

Pour trouver le revenu pour 4 chaises :
  1. Substituer \( x \) par 4 : Nous remplaçons \( x \) par 4 dans l'expression de la fonction : \( f(4) = 15 \times 4 \).
  2. Calculer : En effectuant les opérations, nous avons : \( f(4) = 60 \).
Ainsi, le revenu pour \( x = 4 \) chaises est 60 euros.


Exercice 4: ★ ★ ★ ☆ ☆

Une entreprise de livraison facture 1,50 euro par colis livré. La fonction de coût est donnée par \( f(x) = 1.5x \), où \( x \) est le nombre de colis. Quelle est la facture pour la livraison de \( x = 8 \) colis ?

Pour calculer la facture pour 8 colis :
  1. Substituer \( x \) par 8 : Nous remplaçons \( x \) par 8 dans la fonction : \( f(8) = 1.5 \times 8 \).
  2. Calculer : En effectuant les opérations, nous avons : \( f(8) = 12 \).
Ainsi, la facture pour la livraison de \( x = 8 \) colis est 12 euros.


Exercice 5: ★ ★ ★ ★ ☆

Un chef cuisinier facture 25 euros par plat préparé. La fonction de revenu est donnée par \( f(x) = 25x \), où \( x \) est le nombre de plats. Calculez le revenu pour \( x = 3 \) plats.

Pour trouver le revenu pour 3 plats :
  1. Substituer \( x \) par 3 : Nous remplaçons \( x \) par 3 dans l'expression de la fonction : \( f(3) = 25 \times 3 \).
  2. Calculer : En effectuant les opérations, nous avons : \( f(3) = 75 \).
Ainsi, le revenu pour \( x = 3 \) plats est 75 euros.



Exercice 1: ★ ★ ★ ☆ ☆

Représentez graphiquement la fonction linéaire \( f(x) = 2x \) en utilisant les valeurs de \( x \) suivantes : -2, -1, 0, 1, 2.

Nous allons d'abord calculer les valeurs de \( f(x) \) et les organiser dans un tableau.
x f(x)
-2 -4
-1 -2
0 0
1 2
2 4
Pour tracer le graphique :
  1. Placer les points \((-2, -4)\), \((-1, -2)\), \((0, 0)\), \((1, 2)\), et \((2, 4)\) sur un plan cartésien.
  2. Relier les points pour former une droite.
La représentation graphique montre que la fonction est linéaire et passe par l'origine.
📱 Instructions pour la calculatrice Casio fx-92 Spéciale Collège :

1. Appuyez sur MODE, puis choisissez TABLE.
2. Entrez la fonction : 2x
3. Appuyez sur = pour valider.
4. Définissez le début : -2
5. Définissez la fin : 2
6. Définissez le pas : 1
7. Appuyez sur = pour afficher le tableau de valeurs.

Exercice 2: ★ ★ ★ ★ ☆

Représentez graphiquement la fonction linéaire \( f(x) = -3x + 1 \) en utilisant les valeurs de \( x \) suivantes : -1, 0, 1, 2.

Calculons les valeurs de \( f(x) \) :
x f(x)
-1 4
0 1
1 -2
2 -5
Pour tracer le graphique :
  1. Placer les points \((-1, 4)\), \((0, 1)\), \((1, -2)\), et \((2, -5)\) sur un plan cartésien.
  2. Relier les points pour former une droite.
La représentation graphique montre que la fonction décroît.


Exercice 3: ★ ★ ★ ★ ★

Représentez graphiquement la fonction linéaire \( f(x) = \frac{1}{2}x - 1 \) en utilisant les valeurs de \( x \) suivantes : -2, 0, 2, 4, 6.

Calculons les valeurs de \( f(x) \) :
x f(x)
-2 -2
0 -1
2 0
4 1
6 2
Pour tracer le graphique :
  1. Placer les points \((-2, -2)\), \((0, -1)\), \((2, 0)\), \((4, 1)\), et \((6, 2)\) sur un plan cartésien.
  2. Relier les points pour former une droite.
La représentation graphique indique que la fonction est croissante.


Exercice 4: ★ ★ ★ ☆ ☆

Représentez graphiquement la fonction linéaire \( f(x) = -2x + 3 \) en utilisant les valeurs de \( x \) suivantes : -1, 0, 1, 2, 3.

Calculons les valeurs de \( f(x) \) :
x f(x)
-1 5
0 3
1 1
2 -1
3 -3
Pour tracer le graphique :
  1. Placer les points \((-1, 5)\), \((0, 3)\), \((1, 1)\), \((2, -1)\), et \((3, -3)\) sur un plan cartésien.
  2. Relier les points pour former une droite.
La représentation graphique montre que la fonction décroît.


Exercice 5: ★ ★ ★ ★ ☆

Représentez graphiquement la fonction linéaire \( f(x) = 4x \) en utilisant les valeurs de \( x \) suivantes : -1, 0, 1, 2, 3.

Calculons les valeurs de \( f(x) \) :
x f(x)
-1 -4
0 0
1 4
2 8
3 12
Pour tracer le graphique :
  1. Placer les points \((-1, -4)\), \((0, 0)\), \((1, 4)\), \((2, 8)\), et \((3, 12)\) sur un plan cartésien.
  2. Relier les points pour former une droite.
La représentation graphique indique que la fonction est linéaire et croissante.


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