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Mathématiques · 1ère Année Bac — Arts appliqués

Étude de fonctions

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Pour étudier une fonction $f$, on suit les étapes :

  1. Déterminer $D_f$ (domaine de définition).
  2. Étudier la parité (si $D_f$ est symétrique) : $f(-x) = f(x)$ (paire) ou $f(-x) = -f(x)$ (impaire).
  3. Calculer les limites aux bornes de $D_f$.
  4. Calculer la dérivée $f'(x)$ et étudier son signe pour dresser le tableau de variations.
  5. Déterminer les points particuliers (intersections avec les axes, tangentes horizontales).

Méthodes à maîtriser

  • Étude du signe de $f'(x)$ : Factoriser $f'(x)$ pour trouver les racines.
  • Asymptotes : Si $\lim_{x \to \infty} f(x) = b$, alors $y=b$ est asymptote horizontale. Si $\lim_{x \to a} f(x) = \infty$, alors $x=a$ est asymptote verticale.
  • Intersection : Pour l'axe des ordonnées, calculer $f(0)$. Pour l'axe des abscisses, résoudre $f(x)=0$.

Exemples corrigés

Soit $f(x) = x^2 - 4x + 3$.

  • $D_f = \mathbb{R}$.
  • $f'(x) = 2x - 4$.
  • $f'(x) = 0 \iff x = 2$.
  • Tableau : $f$ décroissante sur $]-\infty, 2]$ et croissante sur $[2, +\infty[$. Minimum en $f(2) = -1$.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de préciser le domaine de définition avant de dériver.
  • Confondre le signe de $f'(x)$ avec le signe de $f(x)$.
  • Mal interpréter les limites : oublier que $\lim_{x \to \infty} \frac{1}{x} = 0$.

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Étude de fonctions

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Quel est le domaine de définition de $f(x) = \frac{1}{x+2}$ ?

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre le domaine de définition et l'ensemble de départ ?

L'ensemble de départ est l'ensemble sur lequel on définit la fonction (souvent $\mathbb{R}$), tandis que le domaine de définition est le plus grand sous-ensemble où les calculs sont possibles (pas de division par zéro, pas de racine carrée d'un nombre négatif).

💡 À retenir : Le domaine de définition est toujours inclus dans l'ensemble de départ.

Kifach n3ref wach lfonction zwjiya wla fardiya ?
  1. Vérifie si $D_f$ est symétrique par rapport à 0.
  2. Calcule $f(-x)$.
  3. Si $f(-x) = f(x)$, elle est paire (symétrique par rapport à l'axe des ordonnées).
  4. Si $f(-x) = -f(x)$, elle est impaire (symétrique par rapport à l'origine).

💡 À retenir : Si $f(-x)$ n'est ni $f(x)$ ni $-f(x)$, elle n'est ni paire ni impaire.

Comment savoir si une droite est une asymptote ?
  1. Si $\lim_{x \to a} f(x) = \pm \infty$, alors la droite $x=a$ est une asymptote verticale.
  2. Si $\lim_{x \to \pm \infty} f(x) = b$, alors la droite $y=b$ est une asymptote horizontale.

💡 À retenir : L'asymptote est la droite vers laquelle la courbe se rapproche à l'infini.

Chno hiya l-fayda dyal l-mouchta9a (dérivée) ?

La dérivée sert à connaître le sens de variation de la fonction :

  1. Si $f'(x) > 0$, la fonction est croissante.
  2. Si $f'(x) < 0$, la fonction est décroissante.
  3. Si $f'(x) = 0$, on a un point critique (tangente horizontale).

💡 À retenir : Le signe de la dérivée donne la direction de la courbe.

Est-ce que je dois toujours calculer les limites aux bornes ?

Oui, c'est indispensable pour connaître le comportement de la courbe aux extrémités de son domaine de définition et pour identifier les asymptotes.

💡 À retenir : Les limites sont les "bouts" de la courbe.

Kifach n7seb no9tat t-ta9ato3 m3a l-mhawir ?
  1. Avec l'axe des ordonnées : tu calcules $f(0)$. Le point est $(0, f(0))$.
  2. Avec l'axe des abscisses : tu résous l'équation $f(x) = 0$. Les points sont $(x, 0)$ pour chaque solution trouvée.

💡 À retenir : $f(0)$ donne l'intersection avec l'axe $(Oy)$, $f(x)=0$ avec $(Ox)$.

Pourquoi ma dérivée est parfois positive et parfois négative ?

Parce que la fonction change de sens de variation. Quand la dérivée change de signe, la fonction passe d'une croissance à une décroissance (ou l'inverse).

💡 À retenir : Le changement de signe de $f'$ indique un sommet ou un creux.

Est-ce qu'une fonction peut ne pas avoir de dérivée ?

Oui, si la courbe présente un "angle" ou une cassure, la fonction n'est pas dérivable en ce point.

💡 À retenir : La dérivabilité signifie que la courbe est "lisse" (sans cassure).

Comment tracer la courbe si je n'ai pas de points précis ?

Utilise le tableau de variations pour placer les sommets, les asymptotes pour guider les branches, et quelques points de passage en remplaçant $x$ par des valeurs simples.

💡 À retenir : Le tableau de variations est le squelette de ton dessin.

Est-ce que le point d'inflexion est obligatoire dans l'étude ?

Non, il n'est pas toujours demandé, mais il est utile pour préciser la courbure de la fonction. Il se trouve là où la dérivée seconde s'annule en changeant de signe.

💡 À retenir : Le point d'inflexion est là où la courbe change de concavité.

Si f'(x) est toujours positive, comment est la courbe ?

La courbe est strictement croissante sur tout son domaine de définition.

💡 À retenir : Une dérivée strictement positive signifie une montée constante.

Comment savoir si la courbe est au-dessus ou en dessous de l'asymptote ?

Il faut étudier le signe de la différence $f(x) - y_{asymptote}$. Si c'est positif, la courbe est au-dessus.

💡 À retenir : La différence $f(x) - y$ indique la position relative.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Soit $f(x) = x^2 - 2x$.

  1. Déterminer $D_f$.
  2. Calculer $f'(x)$ et dresser le tableau de variations.
  3. Déterminer les points d'intersection avec les axes.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Soit $f(x) = \frac{2x+1}{x-1}$.

  1. Déterminer $D_f$.
  2. Calculer les limites aux bornes.
  3. Montrer que $f'(x) = \frac{-3}{(x-1)^2}$.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

Étudier les variations de $f(x) = -x^3 + 3x$.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

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