Mathématiques3ème★ Fiche Gold

Fonctions linéaires et affines : tableau de valeurs et représentation graphique

Maîtrise la représentation graphique des fonctions affines f(x)=ax+b en 3ème : méthode pas-à-pas, tableau de valeurs, coefficient directeur et ordonnée à l'orig

Une fonction affine s'écrit f(x) = ax + b et se représente par une droite.
Le coefficient directeur 'a' donne la pente de la droite (montante si a > 0, descendante si a < 0).
L'ordonnée à l'origine 'b' est le point où la droite coupe l'axe des y (en x=0).
Pour tracer une droite, calcule 2-3 points via un tableau de valeurs et relie-les.
Ne confonds pas 'b' avec un point : c'est une valeur de y, pas un couple (x ; y).

Fonctions linéaires et affines : tableau de valeurs et représentation graphique

🎯 L'essentiel en 30 secondes

  • Fonction affine : f(x) = ax + b (droite non verticale)

    • a = coefficient directeur (pente)
    • b = ordonnée à l’origine (point où la droite coupe l’axe des y)
  • Fonction linéaire : cas particulier où b = 0f(x) = ax (droite passant par l’origine)

  • Représentation graphique : toujours une droite

    • Si a > 0 : droite montante
    • Si a < 0 : droite descendante
    • Si a = 0 : droite horizontale (fonction constante)
  • Tableau de valeurs : calcule f(x) pour 2-3 valeurs de x pour tracer la droite

  • Formule clé :

    a = (f(x₂) - f(x₁)) / (x₂ - x₁)
    

💡 Le Concept Décrypté

Imagine que tu es en train de remplir une piscine avec un tuyau d’arrosage. Le débit d’eau est constant (par exemple, 5 litres par minute). Au début, la piscine est déjà à moitié pleine (100 litres).

  • Le débit (5 L/min) : c’est le coefficient directeur (a). Il te dit combien d’eau s’ajoute chaque minute.
  • Les 100 litres initiaux : c’est l’ordonnée à l’origine (b). Même si tu n’ajoutes pas d’eau, il y en a déjà !

La quantité totale d’eau dans la piscine après x minutes est donc : f(x) = 5x + 100.

À quoi ça sert ?

  • Prévoir la quantité d’eau à un moment donné (ex : après 30 min → f(30) = 250 L).
  • Tracer un graphique pour visualiser l’évolution (une droite qui monte).
  • Comparer deux situations (ex : deux piscines avec des débits différents).

En maths, les fonctions affines modélisent toutes les situations où une grandeur évolue de manière régulière (prix, distance, température…).


📐 La Méthode Pas-à-Pas

Exemple : Représenter graphiquement la fonction affine f(x) = 2x - 1.

Étape 1 : Identifier a et b

  • a = 2 (coefficient directeur)
  • b = -1 (ordonnée à l’origine)

Étape 2 : Construire un tableau de valeurs

Choisis 3 valeurs simples pour x (par exemple : -1, 0, 1) et calcule f(x) :

xf(x) = 2x - 1Calcul détaillé
-1f(-1) = 2*(-1) - 1 = -32*(-1) = -2 puis -2 -1 = -3
0f(0) = 2*0 - 1 = -12*0 = 0 puis 0 -1 = -1
1f(1) = 2*1 - 1 = 12*1 = 2 puis 2 -1 = 1

Étape 3 : Placer les points dans un repère

  • Point A : (-1 ; -3)
  • Point B : (0 ; -1)
  • Point C : (1 ; 1)

Étape 4 : Tracer la droite

  • Relie les points avec une règle : tu obtiens une droite montante (car a = 2 > 0).
  • La droite coupe l’axe des ordonnées (y) en -1 (valeur de b).
       y
       ^
       |        C(1;1)
       |       /
       |      /
       |     /
       |    B(0;-1)
       |   /
       |  /
-------+----------> x
       | A(-1;-3)

Étape 5 : Vérifier avec le coefficient directeur

  • Pour passer de B (0 ; -1) à C (1 ; 1) :
    • On avance de 1 en x (→)
    • On monte de 2 en y (↑) car a = 2

❌ Le Piège du Prof

Erreur classique : Confondre b (ordonnée à l’origine) avec un point de la droite.

Ce que fait l’élève :

  • Pour f(x) = 3x + 2, il place le point (2 ; 0) en pensant que b = 2 est un point.

Correction :

  • b = 2 signifie que la droite coupe l’axe des y en (0 ; 2).
  • Pour trouver un point, il faut calculer f(x) pour une valeur de x (ex : f(1) = 5 → point (1 ; 5)).

Pourquoi cette erreur ?

  • Le cerveau associe naturellement b à un point parce que c’est un nombre. Mais b est une valeur de y, pas un couple (x ; y) !
  • Astuce : Retiens que b est toujours sur l’axe des y (donc x = 0).

🛠️ Fiche Technique & Mots-clés

Définitions

  • Fonction affine : Fonction de la forme f(x) = ax + ba et b sont des nombres réels. Sa représentation graphique est une droite.
  • Fonction linéaire : Cas particulier de fonction affine où b = 0 (f(x) = ax). Sa droite passe par l’origine (0 ; 0).

Formules clés

  • Coefficient directeur (a) :

a = (y₂ - y₁) / (x₂ - x₁)

- Mesure la **pente** de la droite.
- Si `a > 0` : droite montante.
- Si `a < 0` : droite descendante.

- **Ordonnée à l’origine** (`b`) : Valeur de `f(0)`. Point où la droite coupe l’axe des `y` : `(0 ; b)`.

### Méthode pour tracer une droite
1. Identifier `a` et `b` dans `f(x) = ax + b`.
2. Construire un **tableau de valeurs** avec 2-3 points.
3. Placer les points dans un repère.
4. Relier les points avec une règle.

### Mots-clés à retenir
- `fonction affine`, `fonction linéaire`, `coefficient directeur`, `ordonnée à l'origine`, `représentation graphique`.

### Règle d’or
> *Une fonction affine est une droite. Pour la tracer, 2 points suffisent… mais 3 points permettent de vérifier !*
fonction affinefonction linéairecoefficient directeurordonnée à l'originereprésentation graphique
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