Première non-spécialité

Fonctions affines et variation linéaire — 10 exercices corrigés

Dix exercices progressifs : lecture de données, calculs inverses, comparaison, justification et synthèse, avec un corrigé spécifique à chaque question.

L'essentiel à retenir

  • Une fonction affine s’écrit ax+b ; a est une variation par unité et b la valeur en zéro.
  • Deux points distincts donnent a=(y₂−y₁)/(x₂−x₁).
  • Le domaine, les unités et les indices entiers restreignent les solutions.

Exercice 1 — Taxi : forfait, distance et budget

Un taxi facture 4 € puis 1,80 €/km. 1. Donner P(x), interpréter les coefficients et calculer pour 12 km. 2. Quelle distance maximale avec 31 € ?
Corrigé détaillé
1. P(x)=1,80 x+4 pour x≥0 ; 4 € sont fixes et 1,80 € dus par km. P(12)=25,60 €. 2. 1,80 x+4≤31 donne x≤15. Le maximum est 15 km.

Exercice 2 — Comparer deux ateliers

A facture 8 € puis 3 €/séance ; B, 26 € puis 1,50 €/séance. 1. Comparer pour 8 séances et trouver l’égalité. 2. Conseiller selon le nombre entier n.
Corrigé détaillé
1. A(n)=8+3 n ; B(n)=26+1,50 n. A(8)=32 €, B(8)=38 €. Égalité : 1,50 n=18, soit n=12, coût commun 44 €. 2. A−B=1,50 n−18 ; A est moins chère jusqu’à 11 séances, égalité en 12, B dès 13.

Exercice 3 — Conversion des températures

F=1,8 C+32 relie les degrés Fahrenheit et Celsius. 1. Convertir 25 °C et retrouver C pour 14 °F. 2. Quelle hausse de F pour +10 °C ?
Corrigé détaillé
1. F(25)=77 °F. 14=1,8 C+32 donne C=−10 °C. 2. F(C+10)−F(C)=1,8 × 10=18 °F. Le terme fixe 32 disparaît dans une différence ; +10 °C ne donne pas +50 °F.

Exercice 4 — Vidange et domaine physique

Une réserve contient 600 L et perd 25 L/min jusqu’à être vide. 1. Donner V(t), son domaine et V(8). 2. Quand reste-t-il au plus 150 L ?
Corrigé détaillé
1. V(t)=600−25 t ; zéro est atteint en 24 min, domaine [0;24]. V(8)=400 L. 2. −25 t≤−450 donne t≥18, en inversant le signe à la division par −25. La réponse dans le domaine est [18;24] minutes.

Exercice 5 — Étalonnage inverse

Un capteur affine donne les mesures suivantes.
x28
y719
1. Trouver y=ax+b et prévoir en x=5. 2. Retrouver x pour y=16.
Corrigé détaillé
1. a=(19−7)/(8−2)=2 ; b=7−2 × 2=3. y=2 x+3 ; en 5, y=13. 2. 2 x+3=16 donne x=6,5, entre les mesures d’étalonnage.

Exercice 6 — Seuil de rentabilité et entier

Une association paie 280 € fixes et 11 €/objet ; elle vend tout à 18 €/objet. 1. Donner coût, recette, bénéfice. 2. Trouver les seuils sans perte et avec bénéfice strict, puis B(65).
Corrigé détaillé
1. C=280+11 n ; R=18 n ; B=7 n−280 euros. 2. B≥0 donne n≥40 ; en 40, équilibre. B>0 exige au moins 41 objets. B(65)=455−280=175 €.

Exercice 7 — Une fausse proportionnalité

x025
A3713
B0615
1. Proposer et vérifier deux modèles affines. 2. Quelle série est proportionnelle ? Comparer x=4 au double de x=2.
Corrigé détaillé
1. A=2 x+3 redonne 3,7,13 ; B=3 x redonne 0,6,15. 2. B seule est proportionnelle : terme fixe nul. A(4)=11≠2 A(2)=14 ; B(4)=12=2 B(2).

Exercice 8 — Prévision hors du trajet

Il reste 180 km au départ et 120 km après 3 h. Le modèle suppose une vitesse constante. 1. Trouver d(t), d(5) et l’arrivée. 2. Critiquer d(10)=−20 km.
Corrigé détaillé
1. Pente −60/3=−20 km/h ; d(t)=180−20 t. d(5)=80 km ; arrivée en 9 h. 2. Le calcul est juste mais hors domaine [0;9]. Une distance restante ne peut pas être négative ; après l’arrivée, ce modèle n’est plus utilisable.

Exercice 9 — Concentration d’un mélange

On mélange x litre de B à 13 g/L et 1−x litre de A à 3 g/L, volumes additifs, 0≤x≤1. 1. Donner la masse M(x) et M(0,35). 2. Quels volumes pour 8 g de sel ?
Corrigé détaillé
1. M=13 x+3(1−x)=10 x+3 g ; M(0,35)=6,5 g dans le litre obtenu. 2. 10 x+3=8 donne x=0,5. Il faut 0,5 L de chaque : 6,5+1,5=8 g.

Exercice 10 — Contrôler un modèle énergétique

t (h)0246
Mesure (kWh)15,18,913,2
Modèle E(t)=2 t+1. 1. Donner prévisions et écarts mesure−prévision. Critère : écart absolu ≤0,25 kWh. 2. Prévoir à 5 h et qualifier.
Corrigé détaillé
1. Prévisions 1,5,9,13 ; écarts 0 ; 0,1 ; −0,1 ; 0,2 kWh. Le critère est respecté sans exactitude parfaite. 2. E(5)=11 kWh, interpolation car 5 appartient à [0;6].