Fonctions linéaires et fonctions affines

I
Définitions :
A
Fonction affine :

Définition 1 :
On appelle fonction affine toute fonction f qui s'écrit sous la forme $f (x)=a x+b$ , où $a$ et $b$ sont des nombres fixés.
Exemple 1 :
$\bullet f (x)=3 x+2$ : $f$ est une fonction affine sous la forme $f(x)=ax+b$ avec $a=3$ et $b=2$
$\bullet f (x)=−4 x+1$ : $f$ est une fonction affine sous la forme $f(x)=ax+b$ avec $a=−4$ et $b=1$
$\bullet f (x)=3 x² +2$ : $f$ n'est pas une fonction affine.
B
Cas particuliers de fonction affine :
$\bullet$ si $a=0$ , la fonction affine $f$ s'écrit : $f (x)=0 \times x+b=b$
On appelle cette famille de fonctions des fonctions constantes.
Exemple 1 :
La fonction $f$ définie par $f (x)=4$ est une fonction constante. Il n'y a pas de "$x$"
$f (3)=4$, $f (−5)=4$, etc....
$\bullet$ si $b=0$ , la fonction affine $f$ s'écrit : $f (x)=a \times x+0=a x$
On appelle cette famille de fonctions des fonctions linéaires.
Exemple 2 :
La fonction $f$ définie par $f (x)=−4 x$ est la fonction linéaire de coefficient - 4
C
Bilan :


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II
Propriétés
A
Propriétés des fonctions linéaires :

Exemple 1 :
Soit $f (x)=2 x$

C 'est un tableau de proportionnalité

Propriété 1 :
Les fonctions linéaires correspondent aux situations de proportionnalité.
B
Propriétés des fonctions affines :
Exemple 1 :
Soit $f (x)=3 x+1$

Ce n'est pas un tableau de proportionnalité.


Propriété 1 :
Les fonctions affines ne correspondent pas aux situations de proportionnalité.
On dit qu'elles ont un accroissement constant.

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C
Représenter graphiquement une fonction linéaire

Propriété 1 :
La représentation graphique d'une fonction linéaire est une droite passant par l'origine.
Méthode :
Représenter graphiquement la fonction $f$ définie par $f (x)=1,5 x$
Rédaction :
On sait que $f$ est une fonction linéaire, donc sa représentation graphique est une droite passant par l'origine.
On cherche donc un deuxième point de la droite :
On prend une valeur qui nous convient pour $x$ , par exemple $x=2$
$f (2)=1,5\times 2=3$ donc le point de coordonnées $(2;3)$ appartient à la droite.

C
Représenter graphiquement une fonction affine :

Propriété 1 :
La représentation graphique d'une fonction affine $f$ qui s'écrit sous la forme $f (x)=a x+b$, est une droite qui passe par le point de coordonnées $(0;b)$.
Exemple 1 :
La représentation graphique de la fonction $f$ définie par $f (x)=3 x+2$ est une droite passant par le point de coordonnées $(0;2)$


Méthode :
Représenter graphiquement la fonction $f$ définie par $f (x)=−2 x+1$
Rédaction :
$f$ est une fonction affine donc sa représentation graphique est une droite qui passe par le point de coordonnées $(0;1)$.
si $x=2$ , $f (2)=−2\times 2+1=−3$ donc le point de coordonnées $(2 ;-3)$ appartient à la droite.


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D
Coefficient directeur et ordonnée à l'origine d'une droite représentative d'une fonction affine :

Propriété 1 :
$\bullet$ On dit que $b$ est « l'ordonnée à l'origine », il mesure l'étage où la droite va couper l'axe des ordonnées.
$\bullet$ On dit que $a$ est « le coefficient directeur de la droite », il mesure la pente ou l'inclinaison de la droite.

E
Déterminer l'expression algébrique d'une fonction linéaire

Exemple 1 :
Déterminer l'expression algébrique de la fonction linéaire $f$ en sachant que $f (3)=4,5$
Rédaction :
$f$ est une fonction linéaire donc elle s'écrit sous la forme $f (x)=a \times x$
On cherche $a$ en sachant que $f (3)=4,5$ et $f (3)=a \times 3$
d'où $a \times 3=4,5$ donc $a=\dfrac{4,5}{3} =1,5$
au final, $f (x)=1,5 \times x$



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QUIZZ

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Soit $f(x)=3x$ alors $f$ est linéaire. $f$ est affine.$f$ est constante.$f$ n'est pas affine.
Soit $g(x)=-3x +2$ alors$g$ est linéaire. $g$ est affine.$g$ est constante.$g$ n'est pas affine.
Soit $g(x)=-3x^2 +2$ alors$g$ est linéaire.$g$ est affine.$g$ est constante. $g$ n'est pas affine.
Soit $g(x)=-3x +2$ alors 2 est l'image de 0l'image de -4 est l'antécédent de -4l'antécédent de 0
Soit $h$ la fonction représentée ci-contre $h(x)=3x + 1$$h(x)=-x+3$$h(x)=-1x+3$$h(x)=3x-1$
Soit $h$ la fonction représentée ci-contre $h(-1) = 0$$h(0)=-1$$h(1)=2$$h(2)=1$