QCM : Fonctions et variations — 29 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que fait une fonction à chaque nombre x de son domaine ?

Elle lui associe un nombre indépendant de x
Elle lui associe un unique nombre appelé son image
Elle lui associe toujours plusieurs nombres différents
Elle lui associe uniquement un nombre entier positif

Elle lui associe un unique nombre appelé son image

Explication

Une fonction associe à chaque nombre x un unique nombre, appelé son image et noté f(x).

2. Si f(3)=7, quelle affirmation est correcte ?

7 est un antécédent de 3 par f
3 est l’image de 7 par f
7 est l’image de 3 par f
3 et 7 sont deux images de la même valeur

7 est l’image de 3 par f

Explication

Dans l’égalité f(3)=7, la valeur obtenue 7 est l’image de 3. Le nombre 3 est, lui, un antécédent de 7.

3. Si f(3)=7, quel nombre est un antécédent de 7 par f ?

f(7)
7
3
f(3)

3

Explication

Puisque f(3)=7, le nombre de départ 3 est un antécédent de 7 par la fonction f.

4. Comment calcule-t-on l’image f(a) d’un nombre a connaissant l’expression de f ?

On remplace a par f(a) dans l’expression
On lit l’abscisse correspondant à a dans un tableau
On pose f(x)=a et on résout une équation
On remplace x par a, puis on effectue le calcul

On remplace x par a, puis on effectue le calcul

Explication

Pour calculer une image, on substitue a à x dans l’expression de la fonction, puis on calcule le résultat. Résoudre une équation correspond plutôt à la recherche d’un antécédent.

5. Quel est l’antécédent de 11 par la fonction f définie par f(x)=2x+3 ?

11
25
5
4

4

Explication

Il faut résoudre 2x+3=11, d’où 2x=8 et x=4. Ainsi, 4 est l’antécédent de 11 et 11 est l’image de 4.

6. Comment définit-on la courbe représentative C_f d’une fonction f dans un repère ?

Comme l’ensemble des abscisses x pour lesquelles f(x) existe
Comme l’ensemble des points de coordonnées (f(x) ; x)
Comme l’ensemble des images f(x), sans leurs abscisses
Comme l’ensemble des points de coordonnées (x ; f(x))

Comme l’ensemble des points de coordonnées (x ; f(x))

Explication

La courbe C_f est constituée des points dont l’abscisse est x et dont l’ordonnée est f(x). L’ordonnée dépend donc de l’abscisse choisie.

7. Pour lire graphiquement l’image f(2), quelle démarche faut-il suivre ?

Partir de 2 sur l’axe des ordonnées, rejoindre la courbe, puis lire l’abscisse
Partir de 2 sur l’axe des abscisses, rejoindre la courbe, puis lire l’ordonnée
Lire directement la valeur située à l’origine du repère
Partir de l’ordonnée recherchée et rejoindre verticalement la courbe

Partir de 2 sur l’axe des abscisses, rejoindre la courbe, puis lire l’ordonnée

Explication

Pour déterminer une image, on part de l’abscisse 2, on monte jusqu’à la courbe, puis on lit l’ordonnée correspondante.

8. Quelle méthode permet de trouver graphiquement les antécédents de 3 ?

Partir de 3 sur l’axe des ordonnées, rejoindre horizontalement la courbe, puis lire les abscisses
Partir de l’origine et suivre la courbe jusqu’à obtenir une ordonnée égale à 3
Partir de 3 sur l’axe des abscisses, rejoindre verticalement la courbe, puis lire les ordonnées
Lire directement la valeur 3 comme une abscisse sur la courbe

Partir de 3 sur l’axe des ordonnées, rejoindre horizontalement la courbe, puis lire les abscisses

Explication

Pour rechercher les antécédents de 3, on repère 3 sur l’axe des ordonnées, puis on trace mentalement une horizontale jusqu’à la courbe et on lit les abscisses des points obtenus.

9. Quelle expression définit une fonction affine ?

f(x)=1/x, avec x non nul
f(x)=ax, avec a réel
f(x)=ax+b, avec a et b réels
f(x)=b, avec b réel

f(x)=ax+b, avec a et b réels

Explication

Une fonction affine s’écrit f(x)=ax+b, où a et b sont des nombres réels. La forme f(x)=ax correspond à une fonction linéaire, cas particulier des fonctions affines.

10. Dans une fonction affine f(x)=ax+b, quel rôle joue le coefficient a ?

Il fixe la valeur de f(0)
Il donne l’ordonnée à l’origine
Il rend la fonction constante
Il décrit l’évolution de la fonction quand x augmente

Il décrit l’évolution de la fonction quand x augmente

Explication

Le coefficient directeur a décrit l’évolution de la fonction lorsque x augmente et l’inclinaison de la droite. C’est b qui donne l’ordonnée à l’origine.

11. Pour la fonction f(x)=3x-4, en quel point la droite coupe-t-elle l’axe des ordonnées ?

(0;3)
(0;-4)
(3;0)
(-4;0)

(0;-4)

Explication

Dans une fonction affine, b=f(0) et la droite coupe l’axe des ordonnées en (0;b). Ici, f(0)=-4, donc le point est (0;-4).

12. Quelle condition caractérise une fonction linéaire parmi les fonctions affines ?

La courbe est une parabole
La fonction prend toujours la même valeur
Le terme constant est nul
Le coefficient directeur est nul

Le terme constant est nul

Explication

Une fonction linéaire s’écrit f(x)=ax, ce qui revient à avoir b=0 dans la forme affine f(x)=ax+b. Elle passe donc par l’origine.

13. La fonction f(x)=2x-7 est-elle croissante, décroissante ou constante ?

Elle est croissante
Elle est constante
Elle est décroissante
Elle n’a pas de variation

Elle est croissante

Explication

Pour une fonction affine, un coefficient directeur positif implique une fonction croissante. Ici, a=2>0.

14. Quel est le taux de variation d’une fonction entre deux nombres distincts a et b ?

\frac{f(b)-f(a)}{b-a}
\frac{f(a)-f(b)}{b+a}
\frac{b-a}{f(b)-f(a)}
\frac{f(b)+f(a)}{b+a}

\frac{f(b)-f(a)}{b-a}

Explication

Le taux de variation entre a et b est le quotient de la variation des images par la variation des antécédents : \frac{f(b)-f(a)}{b-a}, avec a≠b.

15. Quel est le taux de variation de f(x)=2x+1 entre 2 et 5 ?

1
6
3
2

2

Explication

On calcule \frac{f(5)-f(2)}{5-2}=\frac{11-5}{3}=2. Pour une fonction affine, ce résultat correspond aussi au coefficient directeur.

16. Quelle expression et quelle courbe correspondent à la fonction carré ?

f(x)=x^2, dont la courbe est une parabole
f(x)=b, dont la courbe est une droite horizontale
f(x)=1/x, dont la courbe est une hyperbole
f(x)=ax+b, dont la courbe est une droite

f(x)=x^2, dont la courbe est une parabole

Explication

La fonction carré est définie par f(x)=x² et sa représentation graphique est une parabole. La fonction 1/x est la fonction inverse, dont la courbe est une hyperbole.

17. Quelle propriété est vraie pour tout nombre réel x ?

x² est nul dès que x est négatif
x² peut être strictement négatif
x² est toujours positif ou nul
x² a toujours le même signe que x

x² est toujours positif ou nul

Explication

Le carré d’un nombre réel vérifie toujours x²≥0, même lorsque x est négatif. Il est nul uniquement lorsque x=0.

18. Comment la fonction carré varie-t-elle sur les intervalles de son domaine ?

Elle est croissante sur les deux intervalles
Elle est décroissante sur ]-∞;0] puis croissante sur [0;+∞[
Elle est décroissante sur les deux intervalles
Elle est constante sur ]-∞;0] puis décroissante sur [0;+∞[

Elle est décroissante sur ]-∞;0] puis croissante sur [0;+∞[

Explication

La fonction carré décroît jusqu’à x=0, où elle atteint son minimum 0, puis elle croît à partir de 0. Ces variations s’étudient séparément sur les deux intervalles.

19. Sur quel ensemble la fonction inverse f(x)=\frac{1}{x} est-elle définie ?

Sur ]-∞;0]
Sur [0;+∞[
Sur l’ensemble des réels
Sur ℝ\{0}

Sur ℝ\{0}

Explication

La fonction inverse est définie par 1/x, et x ne peut pas être nul puisque la division par zéro n’est pas définie. Son domaine est donc ℝ\{0}.

20. Que signifie résoudre l’équation f(x)=k ?

Chercher les antécédents de k par f
Déterminer la valeur de f(k)
Chercher les images de x par f
Calculer l’image de k par f

Chercher les antécédents de k par f

Explication

Résoudre f(x)=k consiste à trouver les nombres x dont l’image par f est k, c’est-à-dire les antécédents de k. Calculer f(k) revient au contraire à chercher l’image de k.

21. Pour résoudre graphiquement f(x)=k, que représentent les solutions ?

Les ordonnées des points où la courbe coupe y=k
Les valeurs de k situées sur la droite y=k
Les abscisses des intersections avec l’axe des ordonnées
Les abscisses des intersections de C_f avec y=k

Les abscisses des intersections de C_f avec y=k

Explication

Les solutions sont les abscisses des points d’intersection entre la courbe C_f et la droite horizontale d’équation y=k. Leur ordonnée commune vaut k.

22. Sur un graphique, comment déterminer les solutions de l’inéquation f(x)>k ?

Retenir les abscisses où la courbe est au-dessus de y=k
Retenir les ordonnées des intersections avec y=k
Retenir les abscisses où la courbe est en dessous de y=k
Retenir uniquement les points où la courbe touche y=k

Retenir les abscisses où la courbe est au-dessus de y=k

Explication

L’inégalité f(x)>k est vérifiée lorsque les points de la courbe ont une ordonnée supérieure à k, donc lorsque la courbe se situe au-dessus de la droite y=k.

23. Quelle caractérisation graphique correspond à un zéro d’une fonction f ?

La valeur de f(x) lorsque x appartient au domaine de définition
L’abscisse d’un point où C_f coupe ou touche l’axe des abscisses
L’ordonnée d’un point où C_f coupe l’axe des ordonnées
L’abscisse d’un point où C_f rencontre la droite y=1

L’abscisse d’un point où C_f coupe ou touche l’axe des abscisses

Explication

Un zéro est un nombre x tel que f(x)=0. Graphiquement, il correspond donc à l’abscisse d’un point où la courbe coupe ou touche l’axe des abscisses.

24. Quel est le rôle principal de la dérivée f'(x) dans l’étude d’une fonction ?

Donner systématiquement ses zéros
Déterminer directement toutes ses images
Étudier notamment le sens de ses variations
Remplacer la fonction dans toutes les équations

Étudier notamment le sens de ses variations

Explication

La dérivée est une fonction qui permet notamment d’étudier les variations de la fonction initiale. Il faut distinguer f'(x), fonction dérivée, de f'(a), sa valeur en un point précis.

25. Quelle est la dérivée de la fonction carré f(x)=x² ?

f'(x)=x²
f'(x)=2x
f'(x)=x
f'(x)=2

f'(x)=2x

Explication

La règle de dérivation de la fonction carré donne (x²)'=2x. Ainsi, la dérivée de f(x)=x² est f'(x)=2x.

26. Quel est le sens de variation de f(x)=x² sur les intervalles déterminés par 0 ?

Elle est décroissante sur x<0 et croissante sur x>0
Elle est croissante sur x<0 et décroissante sur x>0
Elle est décroissante sur les deux intervalles
Elle est croissante sur les deux intervalles

Elle est décroissante sur x<0 et croissante sur x>0

Explication

Pour f(x)=x², f'(x)=2x est négative si x<0 et positive si x>0. La fonction carré est donc décroissante avant 0, puis croissante après 0.

27. Quel coefficient directeur possède la tangente à la courbe de f au point d’abscisse a ?

f'(a)
a
f(a)
f'(x) pour tout x

f'(a)

Explication

Le coefficient directeur de la tangente au point d’abscisse a est la valeur de la dérivée en ce point, soit f'(a). La notation f'(x) désigne la fonction dérivée entière.

28. Quelle démarche convient pour déterminer un antécédent de a par une fonction f ?

Remplacer a par x dans f(a)
Calculer f(a)
Résoudre f(x)=a
Résoudre f(x)=0

Résoudre f(x)=a

Explication

Pour trouver un antécédent de a, on cherche la valeur de x telle que son image soit a, ce qui revient à résoudre f(x)=a. Résoudre f(x)=0 sert à trouver un zéro.

29. Pourquoi une expression contenant 1/x n’est-elle pas définie en x=0 ?

Parce que toute fonction exclut la valeur zéro
Parce que le carré de zéro n’est pas défini
Parce que zéro n’est pas un nombre réel
Parce que la division par zéro est impossible

Parce que la division par zéro est impossible

Explication

La valeur x=0 est exclue lorsqu’une expression contient 1/x, car elle nécessiterait une division par zéro. Cette restriction concerne la fonction inverse, contrairement à la fonction carré qui accepte x=0.

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Qu'est-ce qu'une fonction en mathématiques ?

Une fonction associe à chaque nombre x un unique nombre appelé son image.

Que représente l'image de 3 si f(3)=7 ?

L'image de 3 est 7 par la fonction f.

Quel est un antécédent de 7 si f(3)=7 ?

3 est un antécédent de 7 par la fonction f.

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