Leçon 1
Image directe, image réciproque
Le cours écrit
1.1 Ce que tu sais déjà (Seconde)
- Une fonction associe à chaque réel de son ensemble de définition un unique réel , appelé image de . Si , on dit que est un antécédent de . Un réel peut avoir plusieurs antécédents, ou aucun.
- La courbe est l'ensemble des points tels que et .
- Lecture graphique. L'image de est l'ordonnée du point de d'abscisse . Les antécédents de sont les abscisses des points d'intersection de avec la droite horizontale d'équation .
Exemple 1 (ensembles de définition).
- existe si et seulement si , soit : .
- existe si et seulement si : .
1.2 Image directe d'un ensemble
Définition. Soit une partie de . L'image directe de par est l'ensemble des images des éléments de . On la note :
Lecture graphique. On repère la partie de formée des points d'abscisse dans , puis on la projette sur l'axe des ordonnées : on obtient .
Exemple 2. Soit et .
Quand parcourt , la courbe descend du point au point , puis monte jusqu'au point . Sa projection sur l'axe des ordonnées est le segment de à : Piège à éviter. Ce n'est pas : la valeur est atteinte entre les deux bornes.
Méthode. Pour trouver quand est un intervalle, on lit sur la courbe (ou sur le tableau de variation) la plus petite et la plus grande valeur prises par sur . En particulier, si la courbe est tracée sans lever le crayon sur :
- si est croissante sur , alors ;
- si est décroissante sur , alors .
La condition « sans lever le crayon » sera précisée au chapitre 2 : c'est la continuité.
Exemple 3. La fonction inverse est décroissante sur , et sa courbe y est tracée sans lever le crayon. Donc .
1.3 Image réciproque d'un ensemble
Définition. Soit une partie de . L'image réciproque de par est l'ensemble des réels de dont l'image appartient à . On la note :
Lecture graphique. On trace la bande horizontale formée des points dont l'ordonnée est dans . On repère les points de situés dans cette bande, puis on les projette sur l'axe des abscisses : on obtient .
Attention à la notation. a un sens pour toute fonction , même si n'a pas de fonction réciproque. Ce n'est pas « puissance moins un ».
Exemple 4. Avec :
- , car si et seulement si ;
- : ce sont les antécédents de ;
- , car un carré n'est jamais négatif.
Exemple 5. Soit . On remarque que .
Image directe. Sur , décroît de à , puis croît jusqu'à . Donc .
Image réciproque. La bande coupe la courbe en deux arcs, au-dessus de et de . Par le calcul : Donc .
Lien avec les inéquations. Chercher , c'est résoudre « ». Par exemple, est l'ensemble des solutions de l'inéquation .
Exercices 1 et 2
- Exercice 1 : lecture graphique
- Exercice 2 : par le calcul
Corrigés
Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.