Cours-Generalites-sur-les-Fonctions-et-Application

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COURS DE MATHÉMATIQUES - PREMIÈRE S
APPLICATION ET GÉNÉRALITÉS SUR LES
FONCTIONS
Monsieur DIAGNE 1
Dernière version : 26 décembre 2021
Document diffusé via le site SUNUMATHS 2
1. Professeur de Mathématiques en service au lycée de Dimath
2. www.sunumaths.com
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Table des matières
1 Rappels sur les fonctions 5
1.1 Définition, vocabulaire et notations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Ensemble de définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Courbe représentative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4 Image directe, image réciproque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.5 Restriction et prolongement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Application 8
2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.1 Illustration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Application injective ou injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.1 Illustration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.2 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 Application surjective ou surjection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.1 Illustration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.2 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4 Application bijective ou bijection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4.1 Illustration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4.2 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.5 Bijection réciproque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.5.1 Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.5.2 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3 Fonctions bornées 14
3.1 Fonctions minorées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2 Fonctions majorées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3 Fonctions bornées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3.1 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3.2 Exercice d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4 Composée de fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4.1 Domaine de définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4.2 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4 Parité et éléments de symétrie 16
4.1 Parité d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.1 Fonction paire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.2 Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.3 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.4 Fonction impaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.1.5 Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.1.6 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2 Éléments de symétrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2
4.2.1 Formules de changement de repère par translation . . . . . . . . . . . . . 17
4.2.2 Axe de symétrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2.3 Propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2.4 Propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2.5 Propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2.6 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2.7 Centre de symétrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2.8 Propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2.9 Propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.10 Propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.11 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5 Fonctions associées 21
5.1 Propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.2 fonction du type : x7→ f(xa). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.2.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.3 fonction du type : x7→ f(x)+b. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.3.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.4 fonction du type : x7→ f(xa)+b. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.4.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.5 fonction du type : x7→f(x). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.5.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.6 fonction du type : x7→ f(x). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.6.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.7 fonction du type : x7→f(x). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.7.1 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.8 fonction du type : x7→|f(x)|. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.9 fonction du type : x7→ f(|x|). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3
GÉNÉRALITÉS SUR LES FONCTIONS.
COMPÉTENCES EXIGIBLES
Déterminer graphiquement l’image directe et l’image réciproque d’une partie d’un
ensemble.
Reconnaître graphiquement une application bijective.
Déterminer l’application réciproque.
Déterminer et reconnaitre la restriction d’une application
Déterminer graphiquement l’image ou l’image réciproque d’un intervalle.
Construire, à partir de la représentation graphique d’une fonction, celles des fonc-
tions qui lui sont associées.
Démontrer qu’un point est centre de symétrie de la représentation graphique d’une
fonction.
Démontrer qu’une droite est axe de symétrie de la représentation graphique d’une
fonction.
Construire la représentation graphique de la réciproque d’une fonction bijective.
4
1 Rappels sur les fonctions
1.1 Définition, vocabulaire et notations
Définition (Fonction)
Soient Aet Bdeux ensemble et fune relation (une correspondance).
f:AB(lire fdéfinie de Avers B) est une fonction si pour tout élément de A, on lui
associe au plus un élément de B. ( i.e 0 ou 1)
Si Aet Bsont des parties de Ralors on dit que que fest une fonction numérique d’une
variable réelle et on la note :
f:AB
x7→ f(x)=y
On lit : (fla fonction définie de Avers Bqui, à chaque x, associe f(x))
Aest appelé ensemble de départ,Best appelé ensemble d’arrivé,xest l’antécédent de y
par fet yest l’image de xpar f
1.2 Ensemble de définition
Soit fune fonction numérique, le domaine de définition est l’ensemble des réels xpour
lesquels on peut calculer f(x) (i.e : f(x) existe). Autrement dit, le domaine de définition est
l’ensemble des réels possédant une image par f
On le note : Df
Df={xR/f(x) existe}
Retenons : Soit fune fonction numérique d’une variable réelle, Uet Vdes polynômes :
Si fest un polynôme alors Df=R
Si f(x)=U(x)
V(x)alors f(x) existe si et seulement si V(x)6=0
Si f(x)=pV(x) alors f(x)si et seulement si V(x)0
Si f(x)=sU(x)
V(x)alors f(x)si et seulement si U(x)
V(x)0 et V(x)6=0
Si f(x)=pU(x)
pV(x)alors f(x)si et seulement si U(x)0 et V(x)>0
Si f(x)=U(x)
pV(x)alors f(x)si et seulement si V(x)>0
Si f(x)=pU(x)±pV(x) alors f(x)si et seulement si U(x)0 et V(x)0
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