Vidéo 6 : Fonctions composées · 3 min 21 s · sous-titres en français
Le cours écrit
6.1 Définition (rappel de Seconde)
Définition. Soit u une fonction définie sur Du et v une fonction définie sur Dv. La composée de u suivie de v est la fonction notée v∘u (on lit « v rond u ») définie par
(v∘u)(x)=v(u(x)).
Elle est définie pour les réels x tels que x∈Duetu(x)∈Dv :
Dv∘u={x∈Du∣u(x)∈Dv}=u−1(Dv).
Ordre des calculs. Dans v∘u, on applique d'abord u, puis v : x⟼u(x)⟼v(u(x)).
Exemple 24. Soit u(x)=x−1 et v(x)=x.
(v∘u)(x)=x−1, définie si x−1≥0 : Dv∘u=[1;+∞[.
(u∘v)(x)=x−1, définie sur [0;+∞[.
Pour x=5 : (v∘u)(5)=4=2, mais (u∘v)(5)=5−1≈1,24. En général, v∘u=u∘v : l'ordre compte.
Exemple 25. Soit u(x)=4−x2 et v(x)=x. La composée (v∘u)(x)=4−x2 est définie si 4−x2≥0, soit x2≤4 : Dv∘u=[−2;2].
Exemple 26. Soit u(x)=x2+1 et v(x)=x1. Comme x2+1=0 pour tout x, (v∘u)(x)=x2+11 est définie sur R. En revanche, (u∘v)(x)=x21+1 est définie sur R∖{0}.
6.2 Décomposer une fonction
Décomposer une fonction h, c'est trouver deux fonctions u et v telles que h=v∘u. On cherche le calcul fait en premier (c'est u), puis celui fait ensuite (c'est v).
Exemple 27.
h1(x)=x2+1 : u(x)=x2+1 et v(t)=t.
h2(x)=(3x−1)5 : u(x)=3x−1 et v(t)=t5.
h3(x)=x2−41 : u(x)=x2−4 et v(t)=t1.
h4(x)=cos(2x+1) : u(x)=2x+1 et v(t)=cost.
6.3 Les fonctions associées sont des composées
Les fonctions des leçons 4 et 5 sont des composées de f avec des fonctions très simples :
f(x−a)=(f∘τ)(x) avec τ(x)=x−a ;
f(x)+b=(σ∘f)(x) avec σ(t)=t+b ;
∣f(x)∣=(v∘f)(x) et f(∣x∣)=(f∘v)(x), avec v(t)=∣t∣.
On voit encore que l'ordre compte : ∣f(x)∣ et f(∣x∣) sont deux fonctions différentes.