Fonction cube

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Fonction cube : définition, méthode et exemple corrigé (Seconde) – Maths PDF


En bref : La fonction cube associe à tout réel x le nombre x³ : elle est croissante sur tout l’ensemble des réels et sa courbe est symétrique par rapport à l’origine du repère.

SecondeFonctions

Définition : Fonction cube

La fonction cube est définie sur \(\mathbb{R}\) par \(f(x)=x^3=x\times x\times x\). Elle donne le volume d’un cube d’arête \(x\), mais elle accepte aussi les nombres négatifs.

Contrairement au carré, le cube garde le signe du nombre de départ : \((-2)^3=-8\). Sa courbe passe par l’origine, par \((1\,;\,1)\) et par \((-1\,;\,-1)\), et elle est symétrique par rapport au point \(O\), car \((-x)^3=-x^3\). Surtout, la fonction ne change jamais de sens : elle est croissante sur \(\mathbb{R}\) tout entier, donc l’ordre des nombres est toujours conservé.

Comment le reconnaître

  • Un volume de cube dépend d’une arête variable, ou le nombre est élevé à la puissance trois.
  • L’énoncé demande de comparer des cubes, y compris de nombres négatifs.
  • La courbe monte de la gauche vers la droite en traversant l’origine avec un aplatissement net.
  • On cherche un nombre dont le cube est donné, par exemple \(x^3=343\).

La méthode

  1. Pour comparer deux cubes, comparer simplement les nombres : si \(a<b\), alors \(a^3<b^3\), quels que soient leurs signes.
  2. Pour résoudre \(x^3=k\), chercher le nombre qui, multiplié trois fois par lui-même, donne \(k\) ; il n’y en a qu’un.
  3. Garder le signe de \(k\) : un cube négatif vient d’un nombre négatif.
  4. Vérifier en recalculant le cube du résultat.
(1 ; 1)(-1 ; -1)(2 ; 8)(-2 ; -8)Oy = x au cube
La courbe monte toujours et possède O pour centre de symétrie.

Fonction cube : exemple corrigé

Énoncé

Sans calculatrice, comparer \((-1{,}6)^3\) et \((-1{,}2)^3\). Puis trouver le nombre \(x\) tel que \(x^3=343\).

Corrigé

La fonction cube est croissante sur \(\mathbb{R}\). Comme \(-1{,}6<-1{,}2\), on garde le sens : \((-1{,}6)^3<(-1{,}2)^3\). Contrôle chiffré : \(-4{,}096<-1{,}728\).

Pour \(x^3=343\), on teste des entiers : \(6^3=216\) est trop petit, \(7^3=343\) convient. La fonction étant strictement croissante, il n’existe pas d’autre solution : \(x=7\).

À toi de jouer

Question 1

Résoudre \(x^3=-64\).

Voir la réponse

Le cube est négatif, donc \(x\) l’est aussi. Comme \(4^3=64\), la solution est \(x=-4\).

Question 2

Calculer l’ordonnée du point de la courbe dont l’abscisse est \(-2{,}5\).

Voir la réponse

\((-2{,}5)^3=-(2{,}5\times 2{,}5\times 2{,}5)=-15{,}625\).

Ne pas confondre Fonction cube et Fonction carré

Le carré rend tout nombre positif et sa courbe est une cuvette symétrique par rapport à l’axe vertical : elle redescend puis remonte. Le cube garde le signe du nombre, sa courbe est symétrique par rapport à l’origine et elle ne redescend jamais. Pour comparer, le carré demande de regarder les signes, le cube non.

Fonction carré

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Exercices et QCM

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