Applications affines
Objectifs pédagogiques
- Identifier et distinguer applications affines et linéaires
- Déterminer l'expression d'une application affine à partir de sa représentation graphique
- Utiliser le sens de variation pour comparer des images
- Traduire des situations de proportionnalité par des applications linéaires
Situation d'apprentissage
Pour la kermesse organisée par les élèves de troisième du Lycée Félix Houphouët-Boigny de KORHOGO, le comité d'organisation décide de louer du matériel de sonorisation pour une journée. Le premier fournisseur propose deux tarifs : Tarif 1 - 5 000 F CFA l'heure avec une caution de 10 000 F CFA ; Tarif 2 - forfait de 50 000 F CFA pour toute la manifestation. Le deuxième fournisseur propose : 7 000 F CFA l'heure. Les élèves de troisième 4 doivent déterminer le tarif le plus avantageux selon la durée de la manifestation.
Le cours
1. Définition des applications affines\n\nUne application affine est une fonction de la forme $f(x) = ax + b$ où $a$ et $b$ sont des nombres réels.\n- $a$ est le coefficient directeur (pente)\n- $b$ est l'ordonnée à l'origine\n\nExemple : Tarif du premier fournisseur : $f(x) = 5000x + 10000$\n\n## 2. Applications linéaires\n\nUne application linéaire est un cas particulier d'application affine avec $b = 0$ : $f(x) = ax$\nElle modélise les situations de proportionnalité.\n\nExemple ivoirien : Prix du riz au marché de Bouaké : $P(x) = 350x$ (350 FCFA/kg)\n\n## 3. Représentation graphique\n\nmathgraph\n{\n "type": "function",\n "title": "Comparaison des tarifs de location",\n "xRange": [0, 12],\n "yRange": [0, 100000],\n "functions": [\n { "expression": "5000*x + 10000", "color": "#3b82f6", "name": "Tarif 1: 5000x+10000" },\n { "expression": "7000*x", "color": "#ef4444", "name": "Tarif unique: 7000x" },\n { "expression": "50000", "color": "#10b981", "name": "Forfait: 50000", "lineStyle": "dashed" }\n ],\n "showGrid": true,\n "showAxes": true,\n "xLabel": "Durée (heures)",\n "yLabel": "Coût (FCFA)",\n "points": [\n { "x": 8, "y": 50000, "color": "#f59e0b", "label": "Égalité à 8h" }\n ]\n}\n\n\n## 4. Sens de variation\n\n| Valeur de $a$ | Sens de variation | Représentation graphique |\n|---------------|-------------------|--------------------------|\n| $a > 0$ | Croissante | Droite montante |\n| $a < 0$ | Décroissante | Droite descendante |\n| $a = 0$ | Constante | Droite horizontale |\n\n## 5. Propriétés de linéarité\n\nPour une application linéaire $f(x) = ax$ :\n- $f(x + y) = f(x) + f(y)$\n- $f(kx) = kf(x)$ pour tout $k \\in \\mathbb{R}$\n\n## 6. Détermination d'une application affine\n\nPour trouver $a$ et $b$ connaissant deux points $(x_1, y_1)$ et $(x_2, y_2)$ :\n- $a = \\frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$\n- $b = y_1 - a x_1$\n\nExemple : Une application affine passe par A(2, 5) et B(4, 9) :\n$a = \\frac{9-5}{4-2} = 2$, $b = 5 - 2 \\times 2 = 1$ donc $f(x) = 2x + 1$\n\n## 7. Lecture graphique\n\n- Image d'un nombre : Lire l'ordonnée du point de la droite d'abscisse donnée\n- Antécédent d'un nombre : Lire l'abscisse du point de la droite d'ordonnée donnée\n\n## 8. Application à la situation de Korhogo\n\n1. Premier fournisseur, Tarif 1 : $f_1(x) = 5000x + 10000$\n2. Premier fournisseur, Tarif 2 : $f_2(x) = 50000$ (constant)\n3. Deuxième fournisseur : $f_3(x) = 7000x$\n\nComparons $f_1$ et $f_3$ : $5000x + 10000 = 7000x \\Rightarrow 2000x = 10000 \\Rightarrow x = 5$\n- Pour $x < 5$ h : $f_3$ est plus avantageux\n- Pour $x > 5$ h : $f_1$ est plus avantageux\n\nComparons $f_2$ et $f_1$ : $50000 = 5000x + 10000 \\Rightarrow 40000 = 5000x \\Rightarrow x = 8$\n- Pour $x < 8$ h : $f_1$ est plus avantageux que le forfait\n- Pour $x > 8$ h : le forfait est plus avantageux
Points clés à retenir
- Une application affine a pour forme $f(x) = ax + b$
- Une application linéaire est un cas particulier avec $b = 0$
- Le coefficient directeur $a$ détermine le sens de variation
- L'ordonnée à l'origine $b$ est l'image de 0
Quiz d'auto-évaluation
Quelle est la forme générale d'une application affine ?
- $ax^2 + bx + c$
- $ax + b$
- $\\frac{a}{x} + b$
- $a^x + b$
Réponse
$ax + b$
Une application linéaire est :
- Toujours croissante
- De la forme $ax + b$ avec $b=0$
- De la forme $ax^2$
- Toujours décroissante
Réponse
De la forme $ax + b$ avec $b=0$
Si $f(x) = -2x + 3$, alors $f$ est :
- Croissante
- Décroissante
- Constante
- Nulle
Réponse
Décroissante
L'ordonnée à l'origine de $f(x) = 4x - 5$ est :
- 4
- -5
- 5
- -4
Réponse
-5
Vidéos pour approfondir
Ouvrir dans l'application (suivi de progression, quiz interactifs)