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Mathématiques 4ᵉ

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Fonctions : tableau, formule, graphique

Une grandeur en fonction d’une autre : rappels de 5e (formule, question inverse, tableau, points dans un repère, proportionnalité) ; produire une formule (variable, conventions du calcul littéral, programmes de calcul) ; image et antécédent d’un nombre, par le calcul (avec des nombres relatifs et des carrés) ; tableau de valeurs produit, lu dans les deux sens et construit au tableur ; représentation graphique : construire une courbe, lire images et antécédents, maximum, minimum, comparer deux courbes.

À propos de cette page
Des exercices corrigés de 4e classés par cas et par difficulté : calculer avec une formule et faire la question inverse, écrire la formule d’un programme de calcul ou d’une aire, calculer des images avec des nombres relatifs, résoudre une équation pour trouver un antécédent, compléter un tableau de valeurs, utiliser un tableur et lire une courbe.

15 exercices, classés par cas comme le cours. Écris ta réponse, puis « Vérifier ».

Cas 1Rappels : formule, question inverse et graphique

Réflexe — je remplace la lettre en respectant les priorités ; pour la question inverse, je défais à l’envers ; un point est sur le graphique si la formule calculée avec son abscisse donne son ordonnée. Revoir la méthode →

Exercice 1★★★Facile

Calcule avec la formule donnée.

  1. Avec V=50−4×t, pour t=7 : V=
    V=50−4×7=50−28=22.
  2. Avec A=3×c+12, pour c=2,5 : A=
    A=3×2,5+12=7,5+12=19,5.
  3. Avec y=6×(x+3), pour x=4 : y=
    Les parenthèses d’abord : 4+3=7, puis 6×7=42.
  4. « Le temps de cuisson d’un rôti dépend de sa masse. » La grandeur de départ est (écris « le temps » ou « la masse »)
    On choisit la masse du rôti, et on en déduit le temps de cuisson : la grandeur de départ est la masse.
Exercice 2★★★Moyen

Question inverse : trouve la valeur de départ.

  1. Une imprimante 3D coûte 9 € de préparation, puis 0,50 € par gramme de plastique : P=9+0,5×m. Avec 34 €, on imprime g
    On défait à l’envers : 34−9=25, puis 25÷0,5=50. Vérification : 9+0,5×50=9+25=34 ✓
  2. Avec y=7×x−10, pour y=39 : x=
    On défait à l’envers : 39+10=49, puis 49÷7=7. Vérification : 7×7−10=39 ✓
  3. Avec C=4×(n+5), pour C=64 : n=
    La dernière opération est « ×4 » : 64÷4=16, puis 16−5=11. Vérification : 4×(11+5)=4×16=64 ✓
Exercice 3★★★Difficile

Graphique et proportionnalité.

  1. Parmi A(2 ; 11), B(4 ; 20), C(0 ; 1) et D(6 ; 31), écris les points du graphique de y=5×x+1 : ; ;
    5×2+1=11 ✓ ; 5×4+1=21, pas 20 ✗ ; 5×0+1=1 ✓ ; 5×6+1=31 ✓. Les points A, C et D sont sur le graphique.
  2. (a) p=2,5×n ; (b) p=n+2,5 ; (c) p=n×n. Lettre de la seule situation de proportionnalité :
    Seule (a) multiplie toujours n par le même nombre, 2,5 : ses points sont alignés avec l’origine. (b) donne 2,5 pour n=0 ; (c) donne des points qui ne sont pas alignés.
  3. Le graphique de y=3×x+4 coupe l’axe des ordonnées au point d’ordonnée
    Sur l’axe des ordonnées, l’abscisse vaut 0 : 3×0+4=4. La droite passe par (0 ; 4), pas par l’origine.

Cas 2Produire une formule

Réflexe — je fais le calcul avec un nombre simple, puis je remplace ce nombre par la lettre ; je contrôle avec une autre valeur. Revoir la méthode →

Exercice 4★★★Facile

Écris la formule en complétant (forme réduite, sans signe ×).

  1. Un triangle a deux côtés de x cm et un côté de 9 cm. Périmètre : P= x+
    P=x+x+9=2x+9.
  2. Un rectangle mesure (x+3) cm sur 5 cm. Aire, développée : A= x+
    A=5×(x+3)=5x+15. Contrôle avec x=1 : 5×4=20 et 5+15=20 ✓
  3. On achète n croissants à 1,20 € et une baguette à 1,10 €. Prix : p= n+
    Chaque croissant coûte 1,20 €, la baguette se paie une fois : p=1,2n+1,1.
Exercice 5★★★Moyen

Programmes de calcul avec des nombres relatifs.

  1. « Choisir un nombre, l’élever au carré, puis ajouter le triple du nombre choisi. » Résultat pour −5 :
    En partant de x : x2+3x. Pour x=−5 : (−5)2=25 et 3×(−5)=−15, donc 25−15=10.
  2. « Choisir un nombre, lui ajouter 6, puis multiplier par le nombre choisi. » Résultat développé : x2+ x
    En partant de x : (x+6)×x=x2+6x.
  3. Avec ce même programme, résultat pour −6 :
    (−6+6)×(−6)=0×(−6)=0. Avec la forme développée : 36−36=0 ✓
Exercice 6★★★Difficile

Dans un carré de 10 cm de côté, on découpe au centre un carré de x cm de côté.

  1. Aire restante pour x=4 : cm²
    10×10−4×4=100−16=84 cm².
  2. Formule de l’aire restante : A= −x2
    Avec 4 : 100−4×4. On remplace 4 par x : A=100−x2.
  3. Côté du carré découpé quand l’aire restante vaut 19 cm² : x= cm
    Il faut 100−x2=19, donc x2=81 ; une longueur est positive et 9×9=81 : x=9 cm. Vérification : 100−81=19 ✓

Cas 3Image et antécédent

Réflexe — « image de » : je remplace et je calcule ; « antécédent de » : je résous une équation ou je défais à l’envers, puis je vérifie. Revoir la méthode →

Exercice 7★★★Facile

Vocabulaire et calcul d’images.

  1. Un programme transforme 7 en −2. Le nombre −2 est de 7 (écris « l’image » ou « un antécédent »)
    −2 est le résultat obtenu en partant de 7 : c’est l’image de 7.
  2. Un programme transforme 4 en 15. Le nombre 4 est de 15 (écris « l’image » ou « un antécédent »)
    4 est un nombre de départ qui donne 15 : c’est un antécédent de 15.
  3. Programme « multiplier par −2, puis ajouter 9 ». Image de −3 :
    (−3)×(−2)+9=6+9=15.
  4. Avec y=x2−6, image de −4 :
    (−4)2=16, puis 16−6=10.
  5. Avec y=(x+1)(x−2), image de −5 :
    (−5+1)×(−5−2)=(−4)×(−7)=28.
Exercice 8★★★Moyen

Antécédent par le calcul : résous l’équation, puis vérifie.

  1. Avec y=4x+7, antécédent de −5 :
    4x+7=−5, donc 4x=−12, donc x=−3. Vérification : 4×(−3)+7=−5 ✓
  2. Avec y=9−2x, antécédent de 20 :
    9−2x=20, donc −2x=11, donc x=−5,5. Vérification : 9−2×(−5,5)=9+11=20 ✓
  3. Avec y=6x−1, antécédent de 2 :
    6x−1=2, donc 6x=3, donc x=0,5. Vérification : 6×0,5−1=2 ✓
Exercice 9★★★Difficile

On considère y=x2+3.

  1. Nombre d’antécédents de 147 :
    Il faut x2=144 : 122=144 et (−12)2=144. Deux antécédents : 12 et −12.
  2. Nombre d’antécédents de 3 :
    Il faut x2=0 : seul 0 convient. Un seul antécédent.
  3. Nombre d’antécédents de −6 :
    Il faudrait x2=−9 : impossible, un carré n’est jamais négatif. Aucun antécédent.
  4. Le plus petit antécédent de 403 :
    Il faut x2=400 : les antécédents sont 20 et −20. Le plus petit est −20.

Cas 4Le tableau de valeurs

Réflexe — une colonne = un calcul avec la formule ; de bas en haut, je lis les antécédents sur toute la ligne. Revoir la méthode →

Exercice 10★★★Facile

Complète le tableau de valeurs de y=2x2−1.

  1. Pour x=−3 : y=
    Le carré d’abord : (−3)2=9, puis 2×9−1=17.
  2. Pour x=−1 : y=
    (−1)2=1, puis 2×1−1=1.
  3. Pour x=0 : y=
    2×0−1=−1.
  4. Pour x=0,5 : y=
    0,52=0,25, puis 2×0,25−1=0,5−1=−0,5.
  5. Pour x=2 : y=
    22=4, puis 2×4−1=7.
Exercice 11★★★Moyen

Voici un tableau de valeurs de y=x2−5.

x−3−2−10123
y4−1−4−5−4−14

  1. Image de −2 :
    Dans la colonne de −2, on lit −1.
  2. Antécédents de −4, dans l’ordre croissant : ;
    −4 apparaît deux fois sur la deuxième ligne, sous −1 et sous 1.
  3. Nombre d’antécédents de −5 dans le tableau :
    −5 n’apparaît qu’une fois, sous 0.
  4. Image de 6, avec la formule :
    6 n’est pas dans le tableau : 62=36, puis 36−5=31.
Exercice 12★★★Difficile

Dans un tableur, les nombres de départ sont sur la ligne 1, de B1 à H1. En B2, on a tapé =3*B1+4, puis on a recopié la formule vers la droite.

  1. Dans la cellule E2, la formule est =3*+4
    En recopiant vers la droite, le tableur remplace B1 par C1, D1, puis E1 : =3*E1+4.
  2. Si E1 contient −6, la cellule E2 affiche :
    3×(−6)+4=−18+4=−14.
  3. La cellule F2 affiche 25. La cellule F1 contient :
    Question inverse : 3x+4=25, donc 3x=21, donc x=7. Vérification : 3×7+4=25 ✓

Cas 5La représentation graphique

Réflexe — image : de l’axe des abscisses vers la courbe, puis je lis l’ordonnée ; antécédents : de l’axe des ordonnées vers la courbe, je lis toutes les abscisses. Revoir la méthode →

Exercice 13★★★Facile

Le graphique représente une fonction.0−112345−4−2246xy

  1. Image de 1 :
    Je monte de 1 jusqu’à la courbe et je lis 4 sur l’axe des ordonnées.
  2. Image de 5 :
    Je descends de 5 jusqu’à la courbe et je lis −4.
  3. Antécédents de 1, dans l’ordre croissant : ;
    L’horizontale d’ordonnée 1 coupe la courbe en deux points, d’abscisses 0 et 4.
  4. Valeur maximale : ; elle est atteinte pour x=
    Le point le plus haut de la courbe est (2 ; 5) : le maximum est 5, atteint pour x=2.
  5. Nombre d’antécédents de 6 :
    La courbe ne monte pas plus haut que 5 : l’horizontale d’ordonnée 6 ne la coupe pas. Aucun antécédent.
Exercice 14★★★Moyen

Points d’une courbe, par le calcul : on considère y=2x2−3.

  1. Parmi A(−2 ; 5), B(2 ; 1), C(3 ; 15) et D(−1 ; −5), écris les points de la courbe : ;
    2×4−3=5 ✓ ; 2×4−3=5, pas 1 ✗ ; 2×9−3=15 ✓ ; 2×1−3=−1, pas −5 ✗. Ce sont A et C.
  2. Ordonnée du point de la courbe d’abscisse −0,5 :
    (−0,5)2=0,25, puis 2×0,25−3=0,5−3=−2,5.
Exercice 15★★★Difficile

Le bassin A contient 900 L et se vide de 50 L par minute ; le bassin B contient 100 L et se remplit de 30 L par minute. Au bout de t minutes, ils contiennent 900−50t et 100+30t litres.024681012141618100200300400500600700800900Temps (min)Volume (L)bassin Abassin B

  1. Au bout de combien de minutes les deux bassins contiennent-ils le même volume ? min
    Les droites se coupent pour t=10. Par le calcul : 900−50×10=400 et 100+30×10=400 ✓
  2. Ce volume commun : L
    Le point d’intersection a pour ordonnée 400 : chaque bassin contient 400 L.
  3. Au bout de 4 min, de combien de litres le bassin A dépasse-t-il le bassin B ? L
    900−50×4=700 L et 100+30×4=220 L : 700−220=480 L.
  4. Au bout de combien de minutes le bassin A est-il vide ? min
    La droite du bassin A coupe l’axe des abscisses en 18 : 900−50×18=0 ✓
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