Rappels sur les fonctions usuelles et leurs propriétés
Fonctions affines et polynômes du second degré
Ces fonctions sont parmi les plus simples mais aussi les plus utilisées.
Définition et représentation graphique
-
Fonction affine : Une fonction est affine si elle peut s'écrire sous la forme , où et sont des nombres réels.
- est le coefficient directeur (ou pente) et est l'ordonnée à l'origine.
- Sa représentation graphique est une droite.
- Exemple : . La droite monte (pente positive) et coupe l'axe des ordonnées en -3.
-
Polynôme du second degré (ou fonction quadratique) : Une fonction est un polynôme du second degré si elle peut s'écrire sous la forme , où , , sont des nombres réels et .
- Sa représentation graphique est une parabole.
- Si , la parabole est ouverte vers le haut (forme de "U").
- Si , la parabole est ouverte vers le bas (forme de "∩").
- Le sommet de la parabole a pour coordonnées .
- Exemple : . Ici , donc la parabole est ouverte vers le haut.
Sens de variation
-
Fonction affine :
- Si , la fonction est strictement croissante.
- Si , la fonction est strictement décroissante.
- Si , la fonction est constante ().
-
Polynôme du second degré : Le sens de variation dépend du signe de et de la position par rapport au sommet.
- Si : la fonction est décroissante jusqu'au sommet, puis croissante.
- Si : la fonction est croissante jusqu'au sommet, puis décroissante.
- Le sommet est un extremum (minimum si , maximum si ).
| Variation de | (si ) |
| (si ) |
Résolution d'équations et inéquations
-
Fonction affine :
- (si ).
- Pour les inéquations, on utilise le signe de . Par exemple, : si , ; si , .
-
Polynôme du second degré :
- : On calcule le discriminant .
- Si , deux solutions réelles : et .
- Si , une unique solution réelle : .
- Si , pas de solution réelle.
- Pour les inéquations (ou , , ), on étudie le signe du trinôme en fonction de et du signe de .
- Si , le trinôme est du signe de à l'extérieur des racines et du signe opposé de entre les racines.
- Si , le trinôme est toujours du signe de (sauf en où il est nul).
- Si , le trinôme est toujours du signe de .
- : On calcule le discriminant .
Fonctions exponentielle et logarithme népérien
Ces fonctions sont essentielles pour modéliser des croissances ou décroissances rapides.
Définition et propriétés algébriques
-
Fonction exponentielle : Notée ou .
- C'est l'unique fonction dérivable sur telle que et .
- pour tout .
- Propriétés : , , .
- , .
- La fonction exponentielle est strictement croissante sur .
-
Fonction logarithme népérien : Notée .
- C'est la réciproque de la fonction exponentielle. Elle est définie sur .
- .
- , .
- Propriétés : , , .
- La fonction logarithme népérien est strictement croissante sur .
Dérivées et primitives
-
Fonction exponentielle :
- Dérivée : Si , alors .
- Plus généralement, si , alors .
- Primitive : Une primitive de est .
-
Fonction logarithme népérien :
- Dérivée : Si , alors .
- Plus généralement, si , alors (pour ).
- Primitive : Une primitive de est (pour ).
Croissance comparée
Il est important de savoir qui "gagne" quand tend vers .
- pour tout . (L'exponentielle l'emporte sur les puissances)
- pour tout . (Les puissances l'emportent sur le logarithme)
- pour tout .
Ces croissances comparées sont très utiles pour le calcul de limites complexes.
Fonctions puissances et racines
Ces fonctions sont également des outils de base en modélisation.
Définition et domaine de validité
- Fonctions puissances : , où est un entier relatif.
- Si (ex: ): définies sur .
- Si (ex: , ): définies sur .
- Fonction racine carrée : .
- Définie sur .
- .
- Fonction racine n-ième : .
- Si est pair, définie sur .
- Si est impair, définie sur .
Propriétés et opérations
- (pour )
- (pour )
Étude de variations
- Fonction puissance :
- Si est pair et positif (): décroissante sur et croissante sur . Minimum en .
- Si est impair et positif (): strictement croissante sur .
- Si est négatif (): le sens de variation dépend de la parité de .
- : décroissante sur et sur .
- : croissante sur et décroissante sur .
- Fonction racine carrée :
- Strictement croissante sur .
- Dérivée : pour .


