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Notion de fonction

Définitions

Une fonction est une relation qui lie un élément x d'un ensemble de départ à un et un seul élément y d'un ensemble d'arrivée.

Elle est généralement notée f, ainsi on peut écrire y = f(x) que l'on lit "y égal à f de x".

L'élément y est appelé image de x par la fonction f.

L'élément x est appelé antécédent de y par la fonction f.

Pour définir une fonction f, on note :

f : x y = f(x)

L'ensemble des éléments qui admettent une image par la fonction f est appelé ensemble ou domaine de définition de f, on le note Df.

Une fonction peut être définie :
* par un programme de calcul :

Fig. 1
 
  • Choisir un nombre;
  • Ajouter 4 à ce nombre;
  • Multiplier le résultat par le nombre de départ;
  • Ajouter -5 au résultat.
  • * par une "formule" :
    f(x) = x² + 4x - 5 ou f(x) = -x + 1.
    * par sa représentation graphique (Fig.1).
    * par un tableau de valeurs.
    x -4-3-2-1 0 1234
    f(x) 521-3 -4 355-4
    Images
    Un nombre a une et une seule image par une fonction.

    * Si un programme de calcul est donné, il suffit de choisir un nombre et d'exécuter le programme.
    Exemple : Quelles sont les images de -2 et 2 en utilisant le programme page précédente: ?
    Nombre Choisi Ajouter 4 Multiplier par
    Nombre Choisi
    Ajouter -5 L'image de -2 est -9.
    L'image de 2 est 7.
    -2 -2 + 4 = 2 2 × (-2) = -4 -4 + (-5) = -9
    2 2 + 4 = 6 6 × 2 = 12 12 + (-5) = 7

    * Si l'expression (la formule) de la fonction f est donnée.
    On peut calculer l'image d'un nombre en remplaçant x par la valeur donnée.
    Si x0 désigne cette valeur, on calcule f(x0).
    Exemple : Soit la fonction f : x ⟼ 3x2 + 4x + 1. Quelle est l'image de -1 ?
    Une écriture équivalente à celle donnée est f(x) = 3x2 + 4x + 1.
    Ici on doit calculer f(-1) = 3×(-1)2 + 4×(-1) + 1 = 3 - 4 + 1 = 0.
    L'image de -1 par f est 0 ou f(-1) = 0.

    * Si on donne un tableau de valeurs, il suffit de trouver un nombre dans la liste des valeurs données (généralement première ligne) et de donner la valeur correspondante.
    Exemple : On considére un rectangle de dimensions 4 cm et 𝓁 cm. Le tableau suivant donne les valeurs de son périmètre en fonction de 𝓁. Donner l'image de 2.
    Valeurs de 𝓁 en cm 0,5 1 2 3,5 6 L'image de 2 est 12
    Valeurs du périmètre en cm 9 10 12 15 20

    * Si la fonction est définie par une courbe (sa représentation graphique).

    Pour trouver l'image d'un nombre donné, on repère celui-ci sur l'axe des abscisses puis on trace la droite parallèle à l'axes des ordonnées passant par ce point jusqu'à atteindre la courbe. A partir de ce point d'intersection, on trace une droite parallèle à l'axe des abscisses. La valeur de l'image se lit alors sur l'axe des ordonnées

    Soit la fonction f définie par la courbe ci-contre.
    Quelle est l'image de 1 ? Que vaut f(3) ?

    L'image de 1 est 8 (on pourrait écrire f(1) = 8).
    f(3)= -8 (écriture équivalente à la phrase : l'image de 3 par f est -8)