Fonctions
Une fonction, c'est une machine à transformer : tu lui donnes un nombre en entrée, elle te rend un (et un seul) nombre en sortie. Derrière ce mot se cache l'outil qui relie deux grandeurs, une dose et son effet, un temps et une population de bactéries, une taille et un poids. Savoir lire un graphique et reconnaître la forme d'une fonction (droite, parabole, exponentielle) est l'une des compétences les plus rentables du concours.
1Qu'est-ce qu'une fonction ?
Notation et vocabulaire
On écrit . Le nombre est l'antécédent (ce qu'on met dans la machine), et est l'image (ce qui en sort). L'ensemble des entrées autorisées est le domaine ; l'ensemble des sorties obtenues est l'image de la fonction.
| Terme | Signification | Exemple avec f(x) = x² |
|---|---|---|
| Antécédent x | le nombre d'entrée | x = 3 |
| Image f(x) | le nombre de sortie | f(3) = 9 |
| Domaine Df | toutes les entrées permises | ℝ (tous les réels) |
| Graphe | l'ensemble des points (x, f(x)) | une parabole |
Le cercle d'équation x² + y² = 1 définit-il y comme une fonction de x ?Réfléchis puis ouvre ▾
Vérifie que tu as compris
Quelle est la règle d'or d'une fonction ?Réfléchis puis ouvre ▾
Antécédent ou image : lequel est l'entrée ?Réfléchis puis ouvre ▾
Que désigne le domaine D_f ?Réfléchis puis ouvre ▾
2Le domaine de définition
| Si la fonction contient… | Condition à imposer | Exemple |
|---|---|---|
| un dénominateur | ||
| une racine | ||
| un logarithme |
Quel est le domaine de ?Intermédiaire
Vérifie que tu as compris
Quelles trois situations imposent une condition sur le domaine ?Réfléchis puis ouvre ▾
Quelle condition impose √(x − 3) ?Réfléchis puis ouvre ▾
Plusieurs conditions apparaissent : comment les combiner ?Réfléchis puis ouvre ▾
3Fonction du premier degré (affine)
| Signe de | Comportement de la droite |
|---|---|
| croissante (elle monte de gauche à droite) | |
| décroissante (elle descend) | |
| constante (droite horizontale, f(x) = b) |
Deux droites ont la même pente a mais des ordonnées à l'origine b différentes. Que peut-on dire d'elles ?Réfléchis puis ouvre ▾
Une droite passe par et . Quelle est son équation ?Facile
Vérifie que tu as compris
Dans f(x) = ax + b, que représentent a et b ?Réfléchis puis ouvre ▾
Comment se comporte la droite si a < 0 ?Réfléchis puis ouvre ▾
Où la droite coupe-t-elle l'axe horizontal ?Réfléchis puis ouvre ▾
Presque tous les dosages sanguins de laboratoire reposent sur une fonction affine. La loi de Beer-Lambert dit que l'absorbance d'une solution est proportionnelle à sa concentration : . L'automate mesure d'abord l'absorbance de solutions de concentration connue, trace la droite d'étalonnage, puis lit sur cette droite la concentration inconnue de l'échantillon du patient.
La pente n'est donc pas une abstraction : c'est le facteur de calibration de l'appareil. Si la droite d'étalonnage dérive, tous les résultats du laboratoire dérivent avec elle.
4Fonction du second degré (parabole)
Fais varier a (ouverture/sens), b et c : observe le discriminant Δ changer de signe et les racines (points rouges) apparaître ou disparaître. Mets a = 0 : la parabole devient une droite (fonction du premier degré, plus de Δ ni de sommet).
| Signe de | Racines | Factorisation | Graphe () |
|---|---|---|---|
| Deux racines | |||
| Une racine double | |||
| Aucune racine réelle | Pas de factorisation réelle |
Sans calculer les racines, comment savoir si la parabole y = 2x² − 4x + 5 coupe l'axe horizontal ?Réfléchis puis ouvre ▾
Résous .Facile
Pour quelles valeurs de l'équation a-t-elle une racine double ?Niveau concours
Vérifie que tu as compris
Que décide le signe du discriminant Δ ?Réfléchis puis ouvre ▾
Où se situe le sommet de la parabole ?Réfléchis puis ouvre ▾
Δ < 0 signifie-t-il « pas de solution » ?Réfléchis puis ouvre ▾
5Exponentielle et logarithme
exponentiel (—) vs linéaire (- -)
La croissance exponentielle est partout en médecine : nombre de cas au début d'une épidémie (le fameux ), prolifération bactérienne, multiplication cellulaire d'une tumeur.
La décroissance exponentielle l'est tout autant : c'est la demi-vie d'un médicament (le temps pour que sa concentration soit divisée par deux) ou d'un isotope radioactif en imagerie. : après chaque demi-vie, il reste la moitié.
Une population de bactéries double toutes les 20 minutes. Combien de temps pour qu'elle soit multipliée par 8 ?Réfléchis puis ouvre ▾
Un médicament a une demi-vie de 6 h. Quelle fraction reste-t-il après 24 h ?Intermédiaire
Vérifie que tu as compris
Qu'est-ce qui distingue une croissance exponentielle d'une croissance affine ?Réfléchis puis ouvre ▾
Pour quelles valeurs ln x est-il défini ?Réfléchis puis ouvre ▾
Que vaut ln(xy) ?Réfléchis puis ouvre ▾
6Limites, continuité et asymptotes
Limite à l'infini d'une fonction rationnelle (le grand classique)
Quand , seuls les termes de plus haut degré comptent : les autres deviennent négligeables. Pour un quotient de polynômes, la limite est donc le rapport des termes dominants.
| Degrés | Limite en ±∞ | Exemple |
|---|---|---|
| 0 (le dénominateur l'emporte) | ||
| rapport | ||
Pousse x vers la droite : f(x) se rapproche de 2 (le rapport des termes dominants 2x²/x²). L'écart tend vers 0 : c'est la limite en +∞.
Limites à gauche, à droite et continuité
Près d'un point , on peut approcher par la gauche () ou par la droite (). La fonction est continue en si les deux limites coïncident et valent : intuitivement, on trace la courbe sans lever le crayon. Une fonction « par morceaux » peut faire un saut : les limites gauche et droite diffèrent, la continuité est rompue.
Que vaut la limite de (x − 2)·x / (8 + 3x²) quand x → +∞ ?Réfléchis puis ouvre ▾
Calcule .Facile
Calcule et donne l'asymptote horizontale.Intermédiaire
Vérifie que tu as compris
Pour un quotient de polynômes en ±∞, que garde-t-on ?Réfléchis puis ouvre ▾
Une limite donne « ∞/∞ ». Peut-on conclure directement ?Réfléchis puis ouvre ▾
Quand la droite y = ℓ est-elle une asymptote horizontale ?Réfléchis puis ouvre ▾
7Lire et interpréter un graphique
| Sur le graphe… | …cela signifie |
|---|---|
| La courbe coupe l'axe horizontal | une racine : |
| La courbe coupe l'axe vertical | la valeur initiale |
| La courbe monte de gauche à droite | la fonction est croissante sur l'intervalle |
| Un sommet (pic) ou un creux | un extremum : maximum ou minimum |
| La courbe est au-dessus de l'axe | les valeurs sont positives : |
Sur un graphe v(t) en physique, l'aire sous la courbe a un sens. Et sous un graphe de débit (L/min) en fonction du temps ?Réfléchis puis ouvre ▾
Vérifie que tu as compris
Que lit-on quand la courbe coupe l'axe horizontal ?Réfléchis puis ouvre ▾
À quoi sert le test de la droite verticale ?Réfléchis puis ouvre ▾
Que signifie f(−x) = f(x) ?Réfléchis puis ouvre ▾
En pédiatrie, on ne lit pas un poids, on lit une courbe. Le carnet de santé contient des courbes de croissance en percentiles : la courbe « 25 » indique la taille en dessous de laquelle se trouvent 25 % des enfants du même âge et du même sexe. Un enfant au 25ᵉ percentile est donc plus petit que 75 % de ses camarades, ce qui est parfaitement normal.
Ce qui alerte le médecin n'est pas la position sur le graphique, mais un changement de pente : un enfant qui suivait sa courbe et qui décroche. Lire une pente plutôt qu'un point isolé, c'est très exactement l'habitude que ce chapitre installe.
8Les erreurs fréquentes
- Oublier les conditions du domainePourquoi : on calcule sans vérifier dénominateur/racine/logtoujours exclure ce qui annule un dénominateur, rend une racine négative ou un log ≤ 0.
- Garder les termes de bas degré dans une limite à l'infiniPourquoi : on ne repère pas le terme dominanten ±∞, ne garder que le terme de plus haut degré : limite = rapport des dominants.
- Conclure sur une forme indéterminée ∞/∞ ou 0/0c'est une forme indéterminée : simplifier (factoriser le terme dominant) AVANT de conclure.
- Confondre pente a et ordonnée b dans ax + ba = inclinaison (variation par unité) ; b = f(0), point de départ sur l'axe vertical.
- Erreur de signe dans Δ = b² − 4acPourquoi : surtout quand c est négatif (−4ac devient positif)écris chaque terme séparément, attention au produit des signes.
- Croire que Δ < 0 ⇒ « pas de solution »Δ < 0 ⇒ pas de solution RÉELLE ; la parabole ne coupe simplement pas l'axe.
- Additionner au lieu de multiplier en exponentielà chaque période on MULTIPLIE par a ; +a constant serait de l'affine.
- Écrire ln(a + b) = ln a + ln bFAUX. Le log transforme les produits en sommes : ln(ab) = ln a + ln b.
- Prendre une courbe pour une fonction sans vérifierapplique le test de la droite verticale : une seule sortie autorisée par entrée.
- Fonction = une seule sortie par entrée (test de la droite verticale).
- Domaine : exclure dénominateur nul, radicande négatif, log ≤ 0 ; prendre l'intersection des conditions.
- Affine : droite, pente , ordonnée , racine .
- Second degré : ⇒ 2 / 1 / 0 racines ; sommet en .
- Exponentiel = × par période (multiplier) ; affine = +constante (ajouter).
- Logarithme : défini pour , transforme produits en sommes, fait « descendre » un exposant.
- Demi-vie : décroissance exponentielle, ÷2 à chaque période (médicaments, radioactivité).
- Limite en ±∞ d'un quotient de polynômes = rapport des termes dominants (compare les degrés).
- Asymptote horizontale si ; verticale si .
- Continuité = mêmes limites à gauche et à droite, égales à (« sans lever le crayon »).
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