site2wouf.fr : Fonctions affines

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Proportionnalité et fonctions linéaires

Généralités

Tableau de proportionnalité

Un tableau est un tableau de proportionnalité si les termes de la deuxième ligne s’obtiennent en multipliant ceux de la première par un même nombre, appelé coefficient de proportionnalité.

Côté d’un carré (cm) 1 2 3 4 5 10 4,1
Périmètre (cm) 4 8 12 16 20 40 16,4

Ce tableau est un tableau de proportionnalité ; le coefficient est 4.

Graphique

image

Les points sont alignés avec l’origine du repère. Le coefficient 4 se lit graphiquement : lorsqu’on avance de 1 sur l’axe des abscisses, on monte de 4 sur l’axe des ordonnées.

Fonctions linéaires

La notion de fonction : « l’usine »

image

La fonction linéaire f qui à x associe 4x se note : \[f : x \mapsto 4x \qquad\text{ou}\qquad f(x) = 4x\] On a \(f : 5 \mapsto 20\), ou f(5) = 20. De même f(3) = 12 signifie : par la fonction f, l’image de 3 est 12.

Fonction linéaire et proportionnalité

À chaque situation de proportionnalité correspond une fonction linéaire. La représentation graphique d’une fonction linéaire est une droite passant par l’origine du repère.

Un exemple détaillé : les pourcentages

Un magasin augmente tous ses prix de 15 %. Compléter le tableau.

Prix avant (€) 24,40 48,80 ? 25 ?
Prix après (€) 28,06 ? 1122,4 ? 33,12

Correction.

Prix avant (€) 24,40 48,80 976 25 28,80
Prix après (€) 28,06 56,12 1122,4 28,75 33,12

En pratique, on utilise la fonction linéaire \(g : x \mapsto 1{,}15\,x\) pour calculer le nouveau prix, car :

x + 0,15 x = (1 + 0,15) x = 1,15 x

On a facilement g(100) = 115, g(0) = 0. Retrouver un prix avant augmentation revient à chercher un antécédent, c’est-à-dire à diviser par 1,15 :

33,121,1533,12/1,15 = 28,8

D’autres exemples

D’autres situations classiques relèvent de la proportionnalité : vitesses moyennes, échelles de plans, agrandissements/réductions, pourcentages, conversions d’unités, prix en fonction de la quantité. Penser à la fonction linéaire associée fait gagner du temps !

Fonctions affines

Avec « l’usine »

image

Une fonction affine est un mécanisme qui effectue successivement deux opérations sur un nombre : il le multiplie par un nombre donné, puis il ajoute un nombre donné.

Ici \(h : x \mapsto 4x + 2\), ou h(x) = 4x + 2. Par exemple :

h(5) = 4 × 5 + 2 = 20 + 2 = 22

Fonction linéaire associée

Propriété

Une fonction linéaire est une fonction affine particulière : \(f : x \mapsto 4x\) peut être vue comme \(f : x \mapsto 4x + 0\).

Définition

À toute fonction affine, on associe une unique fonction linéaire. À la fonction affine \(g : x \mapsto 3x + 5\) on associe la fonction linéaire \(g_2 : x \mapsto 3x\).

Représentation graphique

image

La représentation graphique de \(g : x \mapsto 2x - 3\) est une droite qui passe par le point (0 ; −3), appelé ordonnée à l’origine. Son coefficient directeur est 2. Cette droite est parallèle au graphe de la fonction linéaire associée \(g_2 : x \mapsto 2x\).

Problème type brevet

Un artisan propose deux tarifs pour la pose de carrelage :

  • Tarif A : 25 € par mètre carré posé ;

  • Tarif B : forfait de 60 €, puis 20 € par mètre carré.

Un client fait poser x mètres carrés.

  1. Exprimer le prix de chaque tarif en fonction de x.

  2. Quel tarif est le plus avantageux pour 5 m² ? pour 10 m² ?

  3. À partir de combien de m² le tarif B devient-il plus avantageux ?

  4. Représenter graphiquement les deux fonctions sur [0 ; 20].

Correction.

1. f(x) = 25x (tarif A) et g(x) = 20x + 60 (tarif B).

2. Pour 5 m² : f(5) = 125 € et g(5) = 60 + 100 = 160 € — le tarif A est le plus avantageux. Pour 10 m² : f(10) = 250 € et g(10) = 60 + 200 = 260 € — le tarif A est encore le plus avantageux.

3. On résout l’inéquation :

60 + 20x < 25x

60 < 5x

x > 12

image

Le tarif B devient plus avantageux au-dessus de 12 m².

4.

image

❓ Questions fréquentes sur les fonctions linéaires et affines

  • Quelle est la différence entre fonction linéaire et fonction affine ?
  • Comment reconnaître une situation de proportionnalité ?
  • Qu'est-ce que le coefficient directeur d'une droite ?
  • Comment tracer la représentation graphique d'une fonction affine ?
  • Qu'est-ce que l'ordonnée à l'origine et comment la lire ?
  • Comment calculer l'image d'un nombre par une fonction ?
  • Comment résoudre un problème de tarifs avec les fonctions affines ?
  • Quand deux droites représentant des fonctions sont-elles parallèles ?

🔍 Recherches populaires en fonctions linéaires et affines

Définitions et concepts de base

  • fonction linéaire définition 3ème
  • fonction affine forme ax+b
  • coefficient proportionnalité tableau
  • ordonnée origine fonction affine
  • coefficient directeur pente droite

Représentation graphique

  • tracer fonction affine deux points
  • représentation graphique fonction linéaire origine
  • lire coefficient directeur graphique
  • droite passe origine fonction linéaire
  • parallèle même coefficient directeur

Calculs et applications

  • calculer image fonction affine
  • trouver antécédent fonction linéaire
  • résoudre équation fonction affine
  • tableau proportionnalité compléter
  • fonction notation f(x) flèche

Problèmes concrets type brevet

  • problème tarif forfait fonction affine
  • comparaison deux tarifs fonction
  • pourcentage augmentation fonction linéaire
  • vitesse constante fonction proportionnalité
  • échelle plan fonction linéaire

Propriétés et méthodes

  • fonction linéaire cas particulier affine
  • droite équation y=ax+b
  • proportionnalité graphique points alignés
  • coefficient directeur formule calcul
  • fonction affine croissante décroissante

Exercices et entraînement

  • exercices fonctions affines 3ème corrigés
  • problèmes proportionnalité brevet
  • fonction linéaire exercices avec graphiques
  • tarifs comparaison problème type
  • lecture graphique fonction affine
💡 Astuce : Toutes ces questions trouvent leurs réponses dans la leçon. Utilisez Ctrl+F pour rechercher rapidement un terme spécifique ! La distinction fonction linéaire/affine et les problèmes de tarifs sont particulièrement importants pour le brevet.

Contenus du programme

Compétences attendues en 3e

Commentaires officiels

La fonction linéaire s’appuie sur les notions de proportionnalité : multiplier par un coefficient a. On utilisera des tableaux de proportionnalité, des pourcentages (ex : +5% ⇨ ×1,05), et la représentation graphique (droite passant par l’origine).

On introduit la notation x → ax, et on interprète graphiquement le coefficient directeur a.

La fonction affine, de la forme x → ax + b, s’obtient par une translation de la fonction linéaire. Le coefficient a et l’ordonnée à l’origine b sont à interpréter graphiquement. On exploite deux points du graphique pour déterminer cette fonction affine.

Il est utile de confronter les fonctions linéaires et affines à d’autres formes de fonctions (ex : ) pour distinguer les cas particuliers.

Contextualisation pédagogique

La classe de 3e constitue le premier contact formel avec la notion de fonction. On évite toutefois une définition trop générale. L’accent est mis sur les fonctions linéaires et affines, en lien avec la proportionnalité, les grandeurs, et les représentations graphiques.

Les élèves sont amenés à passer d’un langage à un autre : formule, tableau, graphique. C’est l’occasion d’introduire les notations f(x), de distinguer les parenthèses dans ce contexte et d’interpréter les lettres comme variables ou constantes.

On veillera à préciser le domaine d’utilisation d’une fonction dans une situation réelle (par exemple, restreint à un intervalle).

La fonction linéaire est un cas particulier de la fonction affine, souvent rencontrée dans des problèmes de tarifs, de coûts, ou de proportions. Elle sert aussi à modéliser des situations concrètes dans d’autres disciplines (physique, chimie, éco-droit…).

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Référence au programme : Programme de mathématiques du cycle 4 (arrêté du 9 novembre 2015 modifié), encore en vigueur en classe de troisième ; le nouveau programme (arrêté du 18 février 2026) s'y appliquera à la rentrée 2028. Domaine : Organisation et gestion de données.

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