Corrigé des 27 exercices sur les fonctions linéaires en 3ème : solutions détaillées à télécharger en PDF

Les fonctions linéaires – Corrigé d'exercices de maths niveau 3e sur Maths-pdf.fr Couverture : Cahier d'exercices corrigés de maths 3e en PDF Télécharger en PDF Le livre d'exercices corrigés en 3e PDF à imprimer Voir le livre › Couverture : Annales du brevet de maths corrigées en PDF Télécharger en PDF Les annales du brevet de maths corrigées Exercices rangés par thème, corrigés à la fin Voir le livre ›


Sommaire

Voici le corrigé exercices fonctions linéaires 3ème au complet : les 27 exercices de la fiche sont résolus et expliqués. Puis les dix premiers posent les bases de la notion : calculer une image et un antécédent avec \( f(x) = ax \), retrouver le coefficient à partir d’un couple de valeurs, le lire sur une droite passant par l’origine, et traduire une hausse ou une baisse en coefficient multiplicateur. Ensuite, la suite reprend ces savoir-faire sous d’autres formes : reconnaître une fonction linéaire parmi des expressions à réduire ou des programmes de calcul, compléter des tableaux de valeurs, distinguer une situation proportionnelle d’une situation affine (frais d’expédition, aire d’un disque), tracer deux droites dans un repère, puis déterminer des expressions à partir d’une image fractionnaire ou d’un graphique.

Par ailleurs, le dernier exercice relie à nouveau fonctions et pourcentages d’évolution, avec des arrondis à gérer. Chaque solution détaillée justifie les calculs, et les exercices avec repère ou tableau montrent la réponse tracée en rouge sur la figure. Puis cette correction s’adresse aux élèves de troisième qui préparent un contrôle ou le brevet, aux parents qui suivent les devoirs et aux enseignants. De plus, le bon réflexe : chercher d’abord au brouillon, puis comparer sa démarche avec la solution proposée. Ensuite, le sommaire permet d’aller directement à l’exercice voulu.

corrigé fonctions linéaires (suite)

Les énoncés se trouvent sur la fiche Fonctions linéaires : exercices de maths en 3ème corrigés en PDF.. Par ailleurs, cherchez d’abord chaque exercice au brouillon, puis comparez avec la correction.

Corrigé des exercices 1 à 10 sur les fonctions linéaires en 3ème

Exercice 1 : Fonctions linéaires

Revoir l’énoncé de l’exercice 1

Énoncé de l'exercice 1 sur les en 3ème : – corrigé

Enfin, situation 1. \( f(x) = 1{,}2x \).

Ensuite, a. Puis on multiplie chaque nombre par le coefficient 1,2 :

\[ f(5) = 1{,}2 \times 5 = 6 \qquad f(-1{,}2) = 1{,}2 \times (-1{,}2) = -1{,}44 \qquad f(0) = 0 \qquad f(100) = 120 \]

Par ailleurs, b. Ensuite, on cherche \( x \) tel que \( 1{,}2x = 2\,400 \) : \( x = \dfrac{2\,400}{1{,}2} = 2\,000 \). Puis \( 1{,}2x = -45 \) : \( x = \dfrac{-45}{1{,}2} = -37{,}5 \).

De même, situation 2. \( g(x) = -0{,}4x \).

Par conséquent, a. Puis le coefficient de \( g \) est \( -0{,}4 \).

De plus, b. \( g(10) = -0{,}4 \times 10 = -4 \) ; \( g(-5) = -0{,}4 \times (-5) = 2 \) ; \( g(1) = -0{,}4 \).

Ainsi, c. \( g(10) = -4 \) ; \( g(-5) = 2 \) ; et \( g(\ldots) = -0{,}4 \) : on résout \( -0{,}4x = -0{,}4 \), d’où \( x = 1 \). Donc \( g(1) = -0{,}4 \).

Enfin, situation 3. Si \( f \) était linéaire, on aurait \( f(x) = ax \) et le quotient \( \dfrac{f(x)}{x} \) serait toujours égal à \( a \). Or :

\[ \frac{23}{18} \approx 1{,}28 \qquad \text{et} \qquad \frac{14}{12} \approx 1{,}17 \]

Ensuite, les quotients sont différents : les images ne sont pas proportionnelles aux nombres de départ. \( f \) n’est pas une fonction linéaire.

Par ailleurs, situation 4. On cherche \( a \) dans \( f(x) = ax \).

  1. \( f(10) = -3 \) donne \( 10a = -3 \), donc \( a = -0{,}3 \) : \( f(x) = -0{,}3x \).
  2. \( f(-100) = -46 \) donne \( -100a = -46 \), donc \( a = 0{,}46 \) : \( f(x) = 0{,}46x \).
  3. Le coefficient est 2,5 : \( f(x) = 2{,}5x \).
Réponse : S1 : 6 ; −1,44 ; 0 ; 120 et antécédents 2 000 et −37,5. S2 : coefficient −0,4 ; g(10) = −4, g(−5) = 2, g(1) = −0,4. S3 : non linéaire. S4 : −0,3x ; 0,46x ; 2,5x.

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Exercice 2 : Fonctions linéaires (corrigé fonctions linéaires)

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Énoncé de l'exercice 2 sur les linéaires en 3ème : linéaires

Enfin, chaque droite passe par l’origine : c’est bien la représentation d’une fonction linéaire \( x \mapsto ax \). De plus, le quadrillage a pour unité un carreau (le « 3 » est écrit au 3e carreau). Ensuite, on choisit un point de la droite situé sur un nœud du quadrillage : si la droite passe par le point \( (x\,;\,y) \), alors \( a = \dfrac{y}{x} \).

  • Droite 1 : elle passe par \( (4\,;\,5) \). \( a = \dfrac{5}{4} = 1{,}25 \). Fonction \( x \mapsto 1{,}25x \).
  • Droite 2 : elle passe par \( (2\,;\,-1) \) (et par \( (-2\,;\,1) \)). \( a = \dfrac{-1}{2} = -0{,}5 \). Fonction \( x \mapsto -0{,}5x \).
  • Droite 3 : elle passe par \( (4\,;\,3) \). \( a = \dfrac{3}{4} = 0{,}75 \). Fonction \( x \mapsto 0{,}75x \).
  • Droite 4 : elle passe par \( (3\,;\,-2) \). \( a = -\dfrac{2}{3} \). Fonction \( x \mapsto -\dfrac{2}{3}x \).
0+4+5Droite 1 : a = 5/40+2−1Droite 2 : a = −1/20+4+3Droite 3 : a = 3/40+3−2Droite 4 : a = −2/3
Lecture du coefficient : on avance horizontalement (bleu) puis on monte ou on descend (rouge)

Ensuite, une droite qui « monte » a un coefficient positif, une droite qui « descend » a un coefficient négatif : cela permet de contrôler le signe.

Réponse : \( a_1 = \dfrac{5}{4} \), \( a_2 = -\dfrac{1}{2} \), \( a_3 = \dfrac{3}{4} \), \( a_4 = -\dfrac{2}{3} \).

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Exercice 3 : Fonctions linéaires, images et antécédents

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Énoncé de l'exercice 3 sur les en 3ème :, images et antécédents – corrigé

Ainsi, la fonction est \( f : x \mapsto -2x \) (coefficient \( -2 \)).

Ensuite, on a 1. \( f(3) = -2 \times 3 = -6 \) ; \( f(-2) = -2 \times (-2) = 4 \) ; \( f(7) = -2 \times 7 = -14 \).

Ainsi, on trouve 2. \( f(-1) = 2 \) ; \( f(6) = -12 \) ; \( f\left(\dfrac{3}{2}\right) = -2 \times \dfrac{3}{2} = -3 \).

Par conséquent, on obtient 3. Par ailleurs, on résout \( -2x = 7 \) : \( x = \dfrac{7}{-2} = -\dfrac{7}{2} = -3{,}5 \). Vérification : \( -2 \times (-3{,}5) = 7 \).

Réponse : f(3) = −6, f(−2) = 4, f(7) = −14 ; images −1 → 2, 6 → −12, 3/2 → −3 ; l’antécédent de 7 est −3,5.

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Exercice 4 : Pourcentages, augmentation et réductions (corrigé fonctions linéaires)

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Énoncé de l'exercice 4 sur les linéaires en 3ème : Pourcentages, augmentation et réductions

Enfin, augmenter de \( t\,\% \), c’est multiplier par \( 1 + \dfrac{t}{100} \) : c’est la fonction linéaire \( x \mapsto \left(1 + \dfrac{t}{100}\right)x \).

Par conséquent, on obtient 1. Hausse de 5 % : coefficient 1,05. \( 65 \times 1{,}05 = 68{,}25 \). Puis L’objet A coûte 68,25 €.

De plus, on obtient 2. Hausse de 10 % : coefficient 1,1. Si \( x \) est l’ancien prix, \( 1{,}1x = 88 \), donc \( x = \dfrac{88}{1{,}1} = 80 \). Ensuite, L’objet B coûtait 80 € (et non \( 88 – 8{,}80 \) : on n’enlève pas 10 % du nouveau prix !).

Ainsi, on a donc 3. Coefficient multiplicateur : \( \dfrac{50{,}40}{45} = 1{,}12 = 1 + \dfrac{12}{100} \). Puis L’augmentation est de 12 %. Contrôle : \( 45 \times 0{,}12 = 5{,}40 \) € de hausse.

Réponse : A : 68,25 € ; B : 80 € avant la hausse ; C : augmentation de 12 %.

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Exercice 5 : Pourcentages d'augmentation et baisse

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Énoncé de l'exercice 5 sur les fonctions linéaires en 3ème : Pourcentages d'augmentation et baisse – corrigé fonctions linéaires

Ensuite, si \( y = kx \) : quand \( k \gt 1 \), c’est une hausse de \( (k – 1) \times 100\,\% \) ; quand \( k \lt 1 \), c’est une baisse de \( (1 – k) \times 100\,\% \).

  • (1) \( y = 1{,}4x \) : \( 1{,}4 – 1 = 0{,}4 \), hausse de 40 %.
  • (2) \( y = 0{,}5x \) : \( 1 – 0{,}5 = 0{,}5 \), baisse de 50 % (le prix est divisé par 2).
  • (3) \( y = 0{,}9x \) : \( 1 – 0{,}9 = 0{,}1 \), baisse de 10 %.
  • (4) \( y = 1{,}05x \) : \( 1{,}05 – 1 = 0{,}05 \), hausse de 5 %.
Réponse : +40 % ; −50 % ; −10 % ; +5 %.

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Exercice 6 : Déterminer une fonction linéaire (corrigé fonctions linéaires)

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Énoncé de l'exercice 6 sur les fonctions linéaires en 3ème : Déterminer une fonction linéaire

Par conséquent, on obtient \( f \) est linéaire, donc \( f(x) = ax \) (pas de terme constant). De plus, la donnée \( f\left(\dfrac{12}{5}\right) = \dfrac{8}{5} \) s’écrit :

\[ \begin{aligned} a \times \frac{12}{5} &= \frac{8}{5} \\ a &= \frac{8}{5} \div \frac{12}{5} = \frac{8}{5} \times \frac{5}{12} = \frac{8}{12} = \frac{2}{3} \end{aligned} \]

Enfin, vérification : \( \dfrac{2}{3} \times \dfrac{12}{5} = \dfrac{24}{15} = \dfrac{8}{5} \).

Réponse : \( f(x) = \dfrac{2}{3}x \).

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Exercice 7 : Fonctions linéaires et volume d'un parallélépipède

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Énoncé de l'exercice 7 sur les fonctions linéaires en 3ème : Fonctions linéaires et volume d'un parallélépipède – corrigé fonctions linéaires

De plus, a. Sur la figure : \( AB = 4 \), \( AD = 10 \) (hauteur) et \( DH = x \) (profondeur, commune aux deux pavés). Ensuite, pour le pavé vert, \( GK = x \), la profondeur vaut aussi \( CG = x \) et la hauteur 10.

\[ V_1(x) = 4 \times 10 \times x = 40x \qquad V_2(x) = x \times x \times 10 = 10x^2 \]

De plus, on obtient \( V_1 \) est une fonction linéaire de coefficient 40 ; \( V_2 \) n’est pas linéaire (il y a un \( x^2 \)).

Enfin, b. Tableau de valeurs (dans le tableur, on peut saisir =40*A2 et =10*A2^2 puis étirer) :

\( x \) (cm) 0 1 2 3 4 5 6
\( V_1(x) \) (cm³) 0 40 80 120 160 200 240
\( V_2(x) \) (cm³) 0 10 40 90 160 250 360
x (cm)V (cm³)12345640801201602002402803203600(4 ; 160)V₁(x) = 40xV₂(x) = 10x²
Les deux courbes se coupent pour x = 0 et x = 4 (volume commun 160 cm³)

Ensuite, la courbe de \( V_1 \) est une droite passant par l’origine ; celle de \( V_2 \) est une courbe (une parabole), pas une droite.

Par ailleurs, c. Par ailleurs, on cherche \( x \) tel que \( 40x = 10x^2 \), c’est-à-dire \( 10x^2 – 40x = 0 \), soit \( 10x(x – 4) = 0 \). Puis un produit est nul si l’un de ses facteurs est nul : \( x = 0 \) ou \( x = 4 \). Ensuite, le tableau et le graphique le confirment : \( V_1(4) = V_2(4) = 160 \).

Réponse : \( V_1(x) = 40x \), \( V_2(x) = 10x^2 \) ; les nombres qui ont la même image sont 0 et 4 (pour \( x = 4 \) cm, les deux volumes valent 160 cm³).

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Exercice 8 : Quelles sont les fonctions linéaires (corrigé fonctions linéaires)

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Énoncé de l'exercice 8 sur les fonctions linéaires en 3ème : Quelles sont les fonctions linéaires

Enfin, une fonction est linéaire si elle s’écrit \( x \mapsto ax \), avec \( a \) un nombre fixé.

  • a) \( f : x \mapsto 3{,}5x \) : linéaire, coefficient 3,5.
  • b) \( g : x \mapsto 2 + x \) : non linéaire (il y a un terme constant 2 ; \( g(0) = 2 \neq 0 \)). C’est une fonction affine.
  • c) \( h : x \mapsto 7x^2 \) : non linéaire (\( x \) est au carré).
  • d) \( i : x \mapsto -x \) : linéaire, coefficient \( -1 \) car \( -x = -1 \times x \).
  • e) \( j : x \mapsto 5 \) : non linéaire (fonction constante, \( j(0) = 5 \neq 0 \)).
  • f) \( k : x \mapsto \dfrac{5x}{3} \) : linéaire, car \( \dfrac{5x}{3} = \dfrac{5}{3}x \) ; coefficient \( \dfrac{5}{3} \).
Réponse : f (3,5), i (−1) et k (5/3) sont linéaires ; g, h et j ne le sont pas.

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Exercice 9 : Calcul d'image par une fonction linéaire

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Énoncé de l'exercice 9 sur les fonctions linéaires en 3ème : Calcul d'image par une fonction linéaire – corrigé fonctions linéaires

Enfin, on a donc \( f(x) = -5x \). Puis on multiplie chaque nombre par \( -5 \), en respectant la règle des signes.

\[ \begin{aligned} f(0) &= -5 \times 0 = 0 \\ f(3) &= -5 \times 3 = -15 \\ f(-2) &= -5 \times (-2) = 10 \\ f\left(\frac{3}{7}\right) &= -5 \times \frac{3}{7} = -\frac{15}{7} \\ f(-\sqrt{3}) &= -5 \times (-\sqrt{3}) = 5\sqrt{3} \end{aligned} \]

Réponse : 0 ; −15 ; 10 ; \( -\dfrac{15}{7} \) ; \( 5\sqrt{3} \).

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Exercice 10 : Gérant de magasin de vêtements (corrigé fonctions linéaires)

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Énoncé de l'exercice 10 sur les fonctions linéaires en 3ème : Gérant de magasin de vêtements

De même, a. Baisser de 15 %, c’est multiplier par \( 1 – \dfrac{15}{100} = 0{,}85 \). De plus, la baisse est modélisée par la fonction linéaire \( f : x \mapsto 0{,}85x \), où \( x \) est l’ancien prix en euros.

Par conséquent, b. \( f(70) = 0{,}85 \times 70 = 59{,}5 \). Ensuite, le pantalon coûte maintenant 59,50 €.

De plus, c. Par ailleurs, on cherche l’antécédent de 50,12 : \( 0{,}85x = 50{,}12 \), donc

\[ x = \frac{50{,}12}{0{,}85} \approx 58{,}964\ldots \]

Ainsi, arrondi au centime, l’ancien prix du pull était d’environ 58,96 € (contrôle : \( 0{,}85 \times 58{,}96 \approx 50{,}12 \)).

Réponse : \( f(x) = 0{,}85x \) ; pantalon : 59,50 € ; pull : environ 58,96 € avant la baisse.

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Corrigé des exercices 11 à 20 sur les fonctions linéaires en 3ème

Exercice 11 : Expression algébrique d'une fonction linéaire (corrigé fonctions linéaires)

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Énoncé de l'exercice 11 sur les fonctions linéaires en 3ème : Expression algébrique d'une fonction linéaire – corrigé fonctions linéaires

Figure de l'exercice 11 : repère avec deux droites passant par l'origine, Cf passant par le point B(1 ; 3) et Cg passant par le point A(1 ; −4)
Figure de l’énoncé

Par conséquent, les deux droites passent par l’origine du repère : ce sont bien des représentations de fonctions linéaires, de la forme \( x \mapsto ax \). Puis pour trouver \( a \), on utilise le point marqué de chaque droite, d’abscisse 1 : l’image de 1 est directement le coefficient, car \( f(1) = a \times 1 = a \).

  • Fonction \( f \) : \( C_f \) passe par \( B(1\,;\,3) \), donc \( f(1) = 3 \) et \( a = 3 \). Ainsi \( f(x) = 3x \).
  • Fonction \( g \) : \( C_g \) passe par \( A(1\,;\,-4) \), donc \( g(1) = -4 \) et \( a = -4 \). Ainsi \( g(x) = -4x \).
Correction de l'exercice 11 : lectures en pointillés depuis l'abscisse 1, jusqu'à 3 sur la droite Cf (f(x) = 3x) et jusqu'à −4 sur la droite Cg (g(x) = −4x) – corrigé fonctions linéaires
La réponse sur la figure

De plus, cohérence : \( C_f \) monte (coefficient positif) et \( C_g \) descend (coefficient négatif), plus fortement car \( |-4| \gt 3 \).

Réponse : f(x) = 3x et g(x) = −4x.

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Exercice 12 : Image par une fonction linéaire

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Énoncé de l'exercice 12 sur les fonctions linéaires en 3ème : Image par une fonction linéaire

De même, L’image d’un nombre par une fonction linéaire \( x \mapsto ax \) s’obtient en multipliant ce nombre par le coefficient \( a \).

  1. \( g(5) = 3 \times 5 = 15 \) : l’image de 5 par \( g \) est 15.
  2. \( h(-3) = 6 \times (-3) = -18 \) : l’image de −3 par \( h \) est −18.
  3. \( k(2) = -4 \times 2 = -8 \) : l’image de 2 par \( k \) est −8.
Réponse : g(5) = 15 ; h(−3) = −18 ; k(2) = −8.

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Exercice 13 : Cultivateur de produits biologiques (corrigé fonctions linéaires)

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Énoncé de l'exercice 13 sur les fonctions linéaires en 3ème : Cultivateur de produits biologiques – corrigé fonctions linéaires

Figure de l'exercice 13 : tableau à compléter avec les masses 1 kg, 0,6 kg, 1,3 kg et x kg, le prix avant expédition et le prix total en euros
Figure de l’énoncé

1. Ensuite, le prix avant expédition est \( 30 \times \text{masse} \) ; le prix total ajoute les 5 € de frais d’envoi.

\[ 30 \times 0{,}6 = 18 \qquad 30 \times 1{,}3 = 39 \qquad 18 + 5 = 23 \qquad 39 + 5 = 44 \]

Correction de l'exercice 13 : tableau complété en rouge, prix avant expédition 30, 18, 39 et 30x euros, prix total 35, 23, 44 et 30x + 5 euros – corrigé fonctions linéaires
La réponse sur la figure

2. Par ailleurs, on compare les quotients prix total / masse :

\[ \frac{35}{1} = 35 \qquad \text{et} \qquad \frac{23}{0{,}6} \approx 38{,}3 \]

De même, les quotients ne sont pas égaux : le prix total n’est pas proportionnel à la masse (à cause des 5 € de frais fixes). Ensuite, en revanche, le prix avant expédition, lui, est proportionnel à la masse (coefficient 30).

3. Par conséquent, pour une masse \( x \) (en kg), le prix total est \( f(x) = 30x + 5 \). Puis cette fonction n’est pas linéaire : elle n’est pas de la forme \( ax \), et d’ailleurs \( f(0) = 5 \neq 0 \). C’est une fonction affine.

Réponse : prix totaux 35 €, 23 €, 44 € et 30x + 5 € ; pas de proportionnalité ; f(x) = 30x + 5, fonction affine mais non linéaire.

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Exercice 14 : Image, antécédent et courbe

Revoir l’énoncé de l’exercice 14

Énoncé de l'exercice 14 sur les fonctions linéaires en 3ème : Image, antécédent et courbe

Figure de l'exercice 14 : repère orthonormé vide sur quadrillage vert, avec une unité de 1 carreau sur chaque axe – corrigé fonctions linéaires
Figure de l’énoncé

Par ailleurs, ce que l’on peut dire de ces deux fonctions. Elles sont toutes les deux de la forme \( x \mapsto ax \) : ce sont des fonctions linéaires, de coefficient \( -2 \) pour \( f \) et \( 0{,}5 \) pour \( g \). Leurs représentations graphiques sont donc des droites passant par l’origine.

De même, image de 0. \( f(0) = -2 \times 0 = 0 \) et \( g(0) = 0{,}5 \times 0 = 0 \). Conséquence graphique : les deux droites passent par le point \( O(0\,;\,0) \), l’origine du repère.

Par conséquent, image de 1 par \( f \). \( f(1) = -2 \times 1 = -2 \). De plus, on place le point \( A(1\,;\,-2) \).

De plus, image de 2 par \( g \). \( g(2) = 0{,}5 \times 2 = 1 \). Ensuite, on place le point \( B(2\,;\,1) \).

Ainsi, tracés. \( (d_1) \) est la droite \( (OA) \) et \( (d_2) \) est la droite \( (OB) \) : deux points suffisent pour tracer une droite, et on connaît déjà O.

Correction de l'exercice 14 : le point A(1 ; −2) et la droite (d1) de f(x) = −2x tracés en rouge, le point B(2 ; 1) et la droite (d2) de g(x) = 0,5x tracés en bleu, toutes deux passant par l'origine
La réponse sur la figure
Réponse : f et g sont linéaires ; f(0) = g(0) = 0 donc les droites passent par l’origine ; f(1) = −2, point A(1 ; −2) ; g(2) = 1, point B(2 ; 1) ; (d1) = (OA) et (d2) = (OB).

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Exercice 15 : Fonction linéaire et coefficient directeur (corrigé fonctions linéaires)

Revoir l’énoncé de l’exercice 15

Énoncé de l'exercice 15 sur les fonctions linéaires en 3ème : Fonction linéaire et coefficient directeur – corrigé fonctions linéaires

Figure de l'exercice 15 : tableau vide à deux lignes, fonction linéaire et coefficient, avec cinq colonnes à remplir
Figure de l’énoncé

Par conséquent, une fonction est linéaire si, après réduction, son expression s’écrit \( ax \). Par ailleurs, on examine chaque fonction :

  • \( f(x) = 6x – 1 \) : il reste un terme constant \( -1 \), non linéaire (affine).
  • \( g(x) = \dfrac{x}{5} = \dfrac{1}{5}x \) : linéaire, de coefficient \( \dfrac{1}{5} = 0{,}2 \).
  • \( h(x) = \dfrac{5}{x} \) : \( x \) est au dénominateur, non linéaire (et 0 n’a même pas d’image).
  • \( j(x) = -3x^2 \) : \( x \) est au carré, non linéaire.
  • \( k(x) = -\dfrac{2}{7}x \) : linéaire, de coefficient \( -\dfrac{2}{7} \).
  • \( l(x) = 5x – 3{,}2x = 1{,}8x \) : linéaire, de coefficient \( 1{,}8 \).
  • \( m(x) = -3(x – 2) = -3x + 6 \) : terme constant 6, non linéaire (affine).
  • \( n(x) = 3(1 – x) – 3 = 3 – 3x – 3 = -3x \) : linéaire, de coefficient \( -3 \).

De plus, il y a donc quatre fonctions linéaires : la cinquième colonne du tableau reste vide.

Correction de l'exercice 15 : tableau complété en rouge avec g de coefficient 1/5, k de coefficient −2/7, l de coefficient 1,8, n de coefficient −3, et une colonne vide – corrigé fonctions linéaires
La réponse sur la figure
Réponse : fonctions linéaires g (1/5), k (−2/7), l (1,8) et n (−3) ; f, h, j et m ne sont pas linéaires.

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Exercice 16 : Tableau de valeurs

Revoir l’énoncé de l’exercice 16

Énoncé de l'exercice 16 sur les fonctions linéaires en 3ème : Tableau de valeurs

Figure de l'exercice 16 : tableau de valeurs de f avec x = −3, −0,5, 5 et 10 et f(x) = 0,5, 0 et −18, cases vides à compléter – corrigé fonctions linéaires
Figure de l’énoncé

De même, on a donc \( f \) est linéaire de coefficient \( -5 \) : \( f(x) = -5x \).

f. Par conséquent, pour une image, on multiplie par \( -5 \) ; pour un antécédent, on divise par \( -5 \).

\[ \begin{aligned} f(-3) &= -5 \times (-3) = 15 & f(-0{,}5) &= -5 \times (-0{,}5) = 2{,}5 \\ f(5) &= -5 \times 5 = -25 & f(10) &= -5 \times 10 = -50 \end{aligned} \]
\[ -5x = 0{,}5 \iff x = \frac{0{,}5}{-5} = -0{,}1 \qquad -5x = 0 \iff x = 0 \qquad -5x = -18 \iff x = \frac{-18}{-5} = 3{,}6 \]

Correction de l'exercice 16 : tableau complété en rouge, f(−3) = 15, f(−0,5) = 2,5, antécédents −0,1 et 0, f(5) = −25, antécédent 3,6 de −18 et f(10) = −50
La réponse sur la figure

g. De plus, C’est un tableau de proportionnalité : on passe de chaque valeur de \( x \) à son image en multipliant toujours par le même nombre, \( -5 \). Par exemple \( \dfrac{15}{-3} = -5 \) et \( \dfrac{-50}{10} = -5 \). Puis le coefficient de proportionnalité est le coefficient de la fonction linéaire.

Réponse : images 15 ; 2,5 ; −25 ; −50 et antécédents −0,1 ; 0 ; 3,6. C’est un tableau de proportionnalité de coefficient −5.

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Exercice 17 : Tableau de valeurs et fonction linéaire (corrigé fonctions linéaires)

Revoir l’énoncé de l’exercice 17

Énoncé de l'exercice 17 sur les fonctions linéaires en 3ème : Tableau de valeurs et fonction linéaire – corrigé fonctions linéaires

Figure de l'exercice 17 : tableau a, x = 0, 2, 10 et g(x) = 0, 5, 25 ; tableau b, x = −2, 0, 1 et h(x) = 4, 1, −2
Figure de l’énoncé

De même, le tableau d’une fonction linéaire est un tableau de proportionnalité : l’image de 0 est 0 et tous les quotients \( \dfrac{f(x)}{x} \) (pour \( x \neq 0 \)) sont égaux.

a. Ainsi, on trouve \( g(0) = 0 \), puis \( \dfrac{5}{2} = 2{,}5 \) et \( \dfrac{25}{10} = 2{,}5 \). Ensuite, les quotients sont égaux : ce tableau peut être celui d’une fonction linéaire, de coefficient 2,5, c’est-à-dire \( g(x) = 2{,}5x \).

b. Par conséquent, on obtient \( h(0) = 1 \neq 0 \). Or une fonction linéaire vérifie toujours \( h(0) = a \times 0 = 0 \). Puis ce tableau ne peut pas être celui d’une fonction linéaire.

Réponse : a. oui, coefficient 2,5 ; b. non, car h(0) = 1.

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Exercice 18 : Géométrie et problèmes

Revoir l’énoncé de l’exercice 18

Énoncé de l'exercice 18 sur les fonctions linéaires en 3ème : Géométrie et problèmes – corrigé fonctions linéaires

a. Par conséquent, le périmètre d’un triangle équilatéral de côté \( x \) est \( P(x) = x + x + x = 3x \). C’est de la forme \( ax \) : la situation est modélisée par une fonction linéaire de coefficient 3.

b. De plus, L’aire d’un disque de rayon \( r \) est \( A(r) = \pi r^2 \). De plus, le rayon est au carré : ce n’est pas de la forme \( ar \). Vérification : pour \( r = 1 \), \( A = \pi \) ; pour \( r = 2 \), \( A = 4\pi \). Quand le rayon double, l’aire est multipliée par 4 et non par 2 : il n’y a pas proportionnalité. Ensuite, la situation n’est pas modélisée par une fonction linéaire.

Réponse : a. oui, x ↦ 3x ; b. non, r ↦ πr² n’est pas linéaire.

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Exercice 19 : Donner le coefficient directeur (corrigé fonctions linéaires)

Revoir l’énoncé de l’exercice 19

Énoncé de l'exercice 19 sur les fonctions linéaires en 3ème : Donner le coefficient directeur

De même, on cherche les expressions de la forme \( ax \), sans terme constant :

  • a. \( x \mapsto 1 + x \) : terme constant 1, non linéaire.
  • b. \( x \mapsto 4x \) : linéaire, coefficient 4.
  • c. \( x \mapsto 1{,}8x \) : linéaire, coefficient 1,8.
  • d. \( x \mapsto x – 3 \) : terme constant \( -3 \), non linéaire.
  • e. \( x \mapsto \dfrac{2}{3}x \) : linéaire, coefficient \( \dfrac{2}{3} \).
  • f. \( x \mapsto 2x + 1 \) : terme constant 1, non linéaire (affine).
Réponse : linéaires b (4), c (1,8) et e (2/3) ; a, d et f ne sont pas linéaires.

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Exercice 20 : Programmes de calcul

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Énoncé de l'exercice 20 sur les fonctions linéaires en 3ème : Programmes de calcul – corrigé fonctions linéaires

Ensuite, on note \( x \) le nombre choisi et on écrit le résultat de chaque programme.

  • P1 : \( 7x + 2 \). Il y a un terme constant : pas de fonction linéaire (fonction affine).
  • P2 : \( \dfrac{7x}{2} = 3{,}5x \). Fonction linéaire de coefficient 3,5.
  • P3 : \( x + 4 \). Pas de fonction linéaire (le nombre 0 donne 4, pas 0).
  • P4 : \( \dfrac{x}{2} = 0{,}5x \). Fonction linéaire de coefficient 0,5.
Réponse : P2 (coefficient 3,5) et P4 (coefficient 0,5) ; P1 et P3 ne sont pas linéaires.

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Corrigé des exercices 21 à 27 sur les fonctions linéaires en 3ème

Exercice 21 : Déterminer l'antécédent et l'image

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Énoncé de l'exercice 21 sur les fonctions linéaires en 3ème : Déterminer l'antécédent et l'image

Par conséquent, on obtient \( g(x) = -2{,}4x \).

a. Enfin, on cherche \( x \) tel que \( g(x) = -8 \) :

\[ -2{,}4x = -8 \iff x = \frac{-8}{-2{,}4} = \frac{80}{24} = \frac{10}{3} \]

Ensuite, L’antécédent de −8 par \( g \) est \( \dfrac{10}{3} \) (environ 3,33 ; la valeur exacte est la fraction). Vérification : \( -2{,}4 \times \dfrac{10}{3} = -\dfrac{24}{3} = -8 \).

b. Ensuite, on a \( g(9) = -2{,}4 \times 9 = -21{,}6 \).

Réponse : a. antécédent de −8 : 10/3 ; b. g(9) = −21,6.

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Exercice 22 : Compléter le tableau de valeurs (corrigé fonctions linéaires)

Revoir l’énoncé de l’exercice 22

Énoncé de l'exercice 22 sur les fonctions linéaires en 3ème : Compléter le tableau de valeurs – corrigé fonctions linéaires

Figure de l'exercice 22 : tableau de valeurs de h avec x = −3, −1,5 et 0 et h(x) = 8, 2,4 et −16, cases vides à compléter
Figure de l’énoncé

Ensuite, on a donc \( h(x) = -3{,}2x \). Par ailleurs, on multiplie par \( -3{,}2 \) pour une image, on divise par \( -3{,}2 \) pour un antécédent.

\[ h(-3) = -3{,}2 \times (-3) = 9{,}6 \qquad h(-1{,}5) = -3{,}2 \times (-1{,}5) = 4{,}8 \qquad h(0) = 0 \]
\[ x = \frac{8}{-3{,}2} = -2{,}5 \qquad x = \frac{2{,}4}{-3{,}2} = -0{,}75 \qquad x = \frac{-16}{-3{,}2} = 5 \]

Correction de l'exercice 22 : tableau complété en rouge, h(−3) = 9,6, antécédent −2,5 de 8, h(−1,5) = 4,8, antécédent −0,75 de 2,4, h(0) = 0 et antécédent 5 de −16 – corrigé fonctions linéaires
La réponse sur la figure
Réponse : x = −3 ; −2,5 ; −1,5 ; −0,75 ; 0 ; 5 et h(x) = 9,6 ; 8 ; 4,8 ; 2,4 ; 0 ; −16.

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Exercice 23 : Vente de cerises

Revoir l’énoncé de l’exercice 23

Énoncé de l'exercice 23 sur les fonctions linéaires en 3ème : Vente de cerises

De plus, le prix est proportionnel à la masse, avec 5 € par kg : \( p(x) = 5x \).

a. Ensuite, on a \( p(1{,}5) = 5 \times 1{,}5 = 7{,}5 \). Puis l’image de 1,5 par \( p \) est 7,5.

b. Par conséquent, on cherche \( x \) tel que \( 5x = 30 \), donc \( x = \dfrac{30}{5} = 6 \). Ensuite, L’antécédent de 30 par \( p \) est 6.

c. De plus, interprétation : 1,5 kg de cerises coûtent 7,50 €, et avec 30 €, on achète 6 kg de cerises.

Réponse : a. p(1,5) = 7,5 ; b. antécédent de 30 : 6 ; c. 1,5 kg coûtent 7,50 € et 30 € permettent d’acheter 6 kg.

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Exercice 24 : Déterminer le coefficient directeur

Revoir l’énoncé de l’exercice 24

Énoncé de l'exercice 24 sur les fonctions linéaires en 3ème : Déterminer le coefficient directeur – corrigé fonctions linéaires

Ainsi, on trouve \( f \) est linéaire, donc \( f(x) = ax \). Puis la donnée \( f(10) = 12 \) s’écrit \( 10a = 12 \), d’où :

\[ a = \frac{12}{10} = 1{,}2 \]

Par conséquent, le coefficient est 1,2 et \( f(x) = 1{,}2x \). Vérification : \( 1{,}2 \times 10 = 12 \).

Réponse : coefficient 1,2 ; f(x) = 1,2x.

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Exercice 25 : Déterminer les expressions des fonctions

Revoir l’énoncé de l’exercice 25

Énoncé de l'exercice 25 sur les fonctions linéaires en 3ème : Déterminer les expressions des fonctions

Par ailleurs, pour chaque fonction linéaire, \( a = \dfrac{\text{image}}{\text{nombre de départ}} \).

  • \( f(6) = 5 \) : \( a = \dfrac{5}{6} \), donc \( f(x) = \dfrac{5}{6}x \).
  • \( g(-4) = \dfrac{8}{7} \) : \( a = \dfrac{8}{7} \div (-4) = \dfrac{8}{7} \times \left(-\dfrac{1}{4}\right) = -\dfrac{8}{28} = -\dfrac{2}{7} \), donc \( g(x) = -\dfrac{2}{7}x \).
  • \( h\left(\dfrac{2}{3}\right) = 5 \) : \( a = 5 \div \dfrac{2}{3} = 5 \times \dfrac{3}{2} = \dfrac{15}{2} = 7{,}5 \), donc \( h(x) = 7{,}5x \).

De même, vérification : \( -\dfrac{2}{7} \times (-4) = \dfrac{8}{7} \) et \( 7{,}5 \times \dfrac{2}{3} = 5 \).

Réponse : f(x) = (5/6)x ; g(x) = −(2/7)x ; h(x) = 7,5x.

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Exercice 26 : Courbes et expressions de fonctions linéaires

Revoir l’énoncé de l’exercice 26

Énoncé de l'exercice 26 sur les fonctions linéaires en 3ème : Courbes et expressions de fonctions linéaires – corrigé fonctions linéaires

Figure de l'exercice 26 : trois droites passant par l'origine, (d1) en rouge passant par le point (1 ; 3), (d2) en bleu par le point (3 ; 1) et (d3) en vert par le point (−4 ; 2)
Figure de l’énoncé

Par conséquent, les pointillés de la figure donnent, sur chaque droite, un point de coordonnées entières. De plus, pour une fonction linéaire, si la droite passe par \( (x\,;\,y) \), alors \( a = \dfrac{y}{x} \).

  • \( (d_1) \) passe par \( (1\,;\,3) \) : \( f(1) = 3 \), donc \( a = 3 \) et \( f(x) = 3x \).
  • \( (d_2) \) passe par \( (3\,;\,1) \) : \( g(3) = 1 \), donc \( a = \dfrac{1}{3} \) et \( g(x) = \dfrac{1}{3}x \).
  • \( (d_3) \) passe par \( (-4\,;\,2) \) : \( h(-4) = 2 \), donc \( a = \dfrac{2}{-4} = -0{,}5 \) et \( h(x) = -0{,}5x \).
Correction de l'exercice 26 : les points (1 ; 3), (3 ; 1) et (−4 ; 2) entourés sur les droites, avec les expressions f(x) = 3x, g(x) = x/3 et h(x) = −0,5x – corrigé fonctions linéaires
La réponse sur la figure

De plus, cohérence des signes : \( (d_1) \) et \( (d_2) \) montent (coefficients positifs, \( (d_1) \) plus raide car \( 3 \gt \dfrac{1}{3} \)), \( (d_3) \) descend (coefficient négatif).

Réponse : f(x) = 3x ; g(x) = (1/3)x ; h(x) = −0,5x.

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Exercice 27 : Fonctions linéaires et variations en pourcentage

Revoir l’énoncé de l’exercice 27

Énoncé de l'exercice 27 sur les fonctions linéaires en 3ème : Fonctions linéaires et variations en pourcentage

De même, le pourcentage de variation se calcule par \( \dfrac{\text{valeur finale} – \text{valeur initiale}}{\text{valeur initiale}} \times 100 \). Ensuite, la fonction qui associe la valeur finale à la valeur initiale est linéaire : son coefficient est le coefficient multiplicateur \( \dfrac{\text{valeur finale}}{\text{valeur initiale}} \).

Par conséquent, a. Pantalon (87,50 € → 67,50 €).

\[ \frac{67{,}50 – 87{,}50}{87{,}50} \times 100 = \frac{-20}{87{,}5} \times 100 \approx -22{,}86 \]

Par conséquent, on obtient 1. Par ailleurs, le prix baisse d’environ 23 %.
2. Coefficient \( \dfrac{67{,}5}{87{,}5} = \dfrac{27}{35} \approx 0{,}771 \) : \( f(x) = \dfrac{27}{35}x \), soit, avec le pourcentage arrondi, \( f(x) \approx (1 – 0{,}23)x = 0{,}77x \).

b. Thermomix (1 037 € → 789,60 €).

\[ \frac{789{,}60 – 1\,037}{1\,037} \times 100 = \frac{-247{,}4}{1\,037} \times 100 \approx -23{,}86 \]

1. Puis le prix baisse d’environ 24 %.
2. Coefficient \( \dfrac{789{,}6}{1\,037} \approx 0{,}761 \) : \( f(x) = \dfrac{789{,}6}{1\,037}x \approx 0{,}76x \) (avec le pourcentage arrondi : \( 1 – 0{,}24 = 0{,}76 \)).

c. Tonne de blé (340 € → 351,25 €).

\[ \frac{351{,}25 – 340}{340} \times 100 = \frac{11{,}25}{340} \times 100 \approx 3{,}31 \]

1. Ensuite, le prix augmente d’environ 3 %.
2. Coefficient \( \dfrac{351{,}25}{340} = \dfrac{281}{272} \approx 1{,}033 \) : \( f(x) = \dfrac{281}{272}x \approx 1{,}03x \) (avec le pourcentage arrondi : \( 1 + 0{,}03 = 1{,}03 \)).

Vérification : \( 87{,}5 \times \dfrac{27}{35} = 67{,}5 \) et \( 340 \times \dfrac{281}{272} = 351{,}25 \).

Réponse : a. −23 %, f(x) ≈ 0,77x ; b. −24 %, f(x) ≈ 0,76x ; c. +3 %, f(x) ≈ 1,03x.

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La méthode à retenir sur les fonctions linéaires

  • Une fonction linéaire s’écrit \( f(x) = ax \) : pour une image, on multiplie par \( a \) ; pour un antécédent, on divise par \( a \).
  • Pour trouver \( a \) connaissant une image : \( a = \dfrac{f(x)}{x} \) (avec \( x \neq 0 \)).
  • Sa représentation graphique est une droite passant par l’origine ; le coefficient se lit avec un point à coordonnées entières : \( a = \dfrac{y}{x} \).
  • Une hausse de \( t\,\% \) correspond au coefficient \( 1 + \dfrac{t}{100} \), une baisse au coefficient \( 1 – \dfrac{t}{100} \).
  • Pour retrouver un prix avant évolution, on divise par le coefficient multiplicateur.
  • Pour prouver qu’une fonction n’est pas linéaire, il suffit de trouver deux quotients \( \dfrac{f(x)}{x} \) différents, ou une image de 0 non nulle.

Les erreurs fréquentes

  • Recopier le coefficient sans son signe : \( g(x) = -0{,}4x \) a pour coefficient \( -0{,}4 \), pas 0,4.
  • Retrouver un prix initial en retirant le pourcentage du prix final (88 − 10 % de 88) au lieu de diviser par 1,1.
  • Lire un coefficient directeur en comptant les carreaux dans le mauvais sens : on avance d’abord horizontalement, puis on monte ou on descend.
  • Croire que \( x \mapsto 5 \) ou \( x \mapsto 2 + x \) est linéaire : une fonction linéaire vérifie toujours \( f(0) = 0 \).
  • Oublier la solution \( x = 0 \) dans une équation du type \( 40x = 10x^2 \) en divisant trop vite par \( x \).

Questions fréquentes

Quelle différence entre fonction linéaire et proportionnalité ?

C’est la même idée vue sous deux angles. Puis une situation de proportionnalité de coefficient \( a \) se modélise par la fonction linéaire \( x \mapsto ax \). De plus, le tableau de valeurs d’une fonction linéaire est donc toujours un tableau de proportionnalité.

Comment lire rapidement le coefficient sur un graphique ?

On part de l’origine, on avance d’une ou plusieurs unités vers la droite jusqu’à retomber sur un nœud du quadrillage, et on compte de combien on monte (coefficient positif) ou on descend (coefficient négatif). Ensuite, le coefficient est le quotient « déplacement vertical sur déplacement horizontal ».

Les pourcentages sont-ils vraiment au programme des fonctions linéaires ?

Oui : appliquer une hausse ou une baisse d’un pourcentage fixe revient à appliquer une fonction linéaire dont le coefficient est le coefficient multiplicateur. C’est un type de question très fréquent au brevet, souvent dans un problème concret (soldes, prix TTC, population).

Pour aller plus loin :

Réviser efficacement : corrigé fonctions linéaires

Avant tout, rédige ta propre réponse sur un brouillon. Puis contrôle tes calculs avant de passer à la suite. Ainsi, tu repères vite tes erreurs de méthode. Par ailleurs, en outre, quelques minutes par jour suffisent pour retenir l’essentiel.

Par exemple, refais un exercice raté deux jours plus tard. Enfin, si tu veux approfondir, consulte la page Fonction linéaire sur Wikipédia. Également, tu peux continuer avec scratch en 3ème : corrigé détaillé des exercices de programmation 1 à 8.

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