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Niveau seconde
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comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeffs

Posté par
mathchim
12-07-18 à 10:16

Bonjour,


Soit f la fonction définie pour tout réel x par f(x) =a x² + b x + c où a,b,c sont trois réels
Le tableau de valeurs de la fonction est :

comment calculer l\'image sans connaitre la valeur des coeffs

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 12-07-18 à 10:16

1_L'affirmation suivante :  le minimum de la fonction est égale à -4 est-elle vraie ?

2_Quel est l'image de 3?

3_Résoudre l'équation f(x) = 2 ?

f(-2) = 8
f(-1) = 2
f(0) = -2
f(1) = -4
là, je vois que f décroît.
f(2) = -4
f(5) = 8
f croît
j'en déduis que forcément le sommet de la parabole est entre 1 et 2
Alors affirmer que : le minimum de f est -4 n'est pas vraie.

Puis-je avoir de l'aide pour la 2)
je ne vois pas comment calculer l'image si je n'ai pas la valeur des coefficients...

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 12-07-18 à 10:55

Bonjour,

l'astuce est d'utiliser l'axe de symétrie de la courbe représentative de f
ceci permet de répondre bien plus précisément à la question 1

et aux autres dans la foulée.

Posté par
ZEDMAT
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 12-07-18 à 22:24

Bonsoir,

Ainsi parla Geogebra

De quoi VERIFIER tes réponses

comment calculer l\'image sans connaitre la valeur des coeff

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 12-07-18 à 23:30

Bonsoir ZEDIMAT

Je pense que tu as placé les points
(-2; f(-2))

(-1;f(-1))

(0;f(0))

(1;f(1))

(2;f(2))

(5;f(5))

cela avec l'icône point
mais comment fais-tu pour tracer une parabole avec Géogebra ?

c'est l'énoncé d'un contrôle que nous avons eut cette année et auquel je me suis planté.
--> on a pas Geogebra dans un contrôle

malou edit

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 12-07-18 à 23:41

il n'y a pas besoin de Geogebra pour faire l'exo !!
par contre comprendre qu'une parabole est symétrique par rapport à la verticale qui passe par son sommet, si.
(c'est du cours)

quant au tracé de la parabole avec Geogebra (en dehors de l'exo) il suffit de trois points pour trouver les trois inconnues a,b,c, coefficients de y = ax²+bx+c
par un calcul très simple, à la main, sur papier. (en dehors de cet exo ci)
ou de demander à Geogebra avec sa fonction "Polynome[ ], 3 points suffisant pour une parabole,

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 12-07-18 à 23:48

Bonsoir,

Comment utilisez vous la fonction Polynôme [liste de points]

Dans la barre de saisie, j'ai effectivement Polynôme [liste de points]

j'ai compris

j'ai défini un point A (-2;8)
puis un point B (-1;2)
et ensuite un point C (0;-2)
et dans la barre de saisie: Polynôme (A,B,C)
il faut juste que les points soient séparés par une virgule

malou edit

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 00:08

c'est ça.

ça permet (dans d'autres exos où on demande de trouver l'équation) de vérifier ses calculs vu que l'équation calculée par Geogebra est dans la fenêtre Algèbre.

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 00:12

oui, j'ai vu que l'équation apparaît dans la fenêtre Algèbre.

Vous avez parlé d'un calcul à la main pour trouver l'équation ?

malou edit

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 00:23

le point A (-2, 8) appartient à la courbe y = ax^2 + bx + c si et seulement si (évidence, définition même de "courbe représentative)

8 = a(-2)^2 + b(-2) + c
c'est à dire 4a -2b+c = 8

on fait pareil avec deux autres points
et on résout le système des équations en les inconnues a,b,c :

\left\{\begin{array}l 4a -2b+c = 8
 \\ ...
 \\ ...\end{array}

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 00:26

PS : totalement inutile dans cet exo ci, hein ... c'est juste "pour la culture"

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 00:51

Le point (-1;2) appartient à la courbe y = a x² + bx + c si et seulement si ..

2 = a (-1)² + b (-1) +c
soit a - b + c = 2

Le point  (1;-4) appartient à  la courbe y = ax² + bx + c
-4 = a(1)² + b (1) +c
soit a + b + c = -4

J'ai un système de 3 équations à  3 inconnues =

4a - 2b+c = 8
a -b+c =2
a+b+c = -4
  
je multiplie la deuxième équation par 4
4a - 2b + c = 8
4a - 4b + 4c = 8
=> 2b -3c = 0

a - b+c = 2
a+b+c = -4
<=>2b = 6 <=> b = -3

je reprends 2b - 3c = 0 avec b = -3
2b - 3c = 0
2(-3) - 3c =0 <=> -6 - 3c = 0 <=> - 3c = 6 <=> c = 6/3 = 2

Pour trouver a
a-b+c = 2
a -(-3) + 2 = 2 <=> a +5= 4 <=> a = -1

et je devrais trouver a =1

Posté par
cocolaricotte
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 02:54

Je n'ai rien lu de ta résolution.  

Pourquoi ne pas exploiter f(0) ? Cela donne la valeur de c !

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 09:36

erreur de signe là :
... <=> - 3c = 6 <=> c = 6/3 = 2

en tout cas parmi les 6 points donnés, le choix des trois que l'on utilise simplifie ou pas les calculs
il faut faire preuve d'un peu d'astuce : choisir les points d'abscisses -1, 0 et 1 donne des équations plus simples
(dont l'une "tout résolue" comme le dit cocolaricotte )

le choix de ton A(-2; 8) n'était qu'à titre d'exemple et parce que tu avais choisi ce point là au départ.

en toute logique, une fois qu'on a utilisé 3 des 6 points pour obtenir les valeurs de a,b,c, il faudrait vérifier que les trois autres satisfont effectivement à l'équation obtenue.
(en fait c'est une vérification de l'énoncé , que les points donnés sont effectivement sur une parabole)

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 09:38

PS :

Citation :
c'est une vérification de l'énoncé
c'est aussi une vérification de ses propres calculs !

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 10:46

f(x) = a x² + bx + c

f(-1) = 2 <=>a(-1)² + (-1)b + c  = 2 <=> a - b +c = 2
f(0)=-2 <=> a(0)² + (0)b + c = -2 <=> c = -2
f(1)=-4 <=>  a(1)² + (1)b + c = -4<=> a + b + c = -4

Ainsi, j'obtiens un système de deux équations à 2 inconnues
a - b + c = 2
  a + b + c = -4
(j'additionne les deux équations)

2a + 2c = -2 avec c = -2 <=> 2a -4 = -2 <=> 2a = -2 + 4  <=> a = 1

Pour avoir b, je prends l'une des 2 équations :
a + b + c = -4 avec a = 1 et c = -2 <=> 1 +b -2 = -4 <=> b = -3

f(x) = a x² + bx + c

a = 1
b=-3
c =-2

 f(x) =  x²- 3x -2

Posté par
alb12
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:03

salut,
pourquoi ne pas suivre la consigne du titre ?

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:16

Bonjour lb

pour répondre à l'affirmation : le minimum de f est égale à -4 est-elle vraie ?

f(-2) = 8
f(-1)= 2
f(0)=-2
f(1) =-4
f décroit
f(2) = -4
f(5) = 8
puis f croit
j'en déduis que le sommet est entre 1 et 2
par conséquent
- 4 n'est pas la valeur minimale

après pour la 2 )
je vois pas

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:27

ça fait 3 fois qu'on le dit :
ces calculs là sont inutiles dans cet exo.

mathafou 12-07-18 à 10:55 : utiliser la symétrie (et rien d'autre)
mathafou 12-07-18 à 23:41 : ces calculs et Geogebra sont inutiles pour cet exo.

mathafou @ 13-07-2018 à 00:26

PS : totalement inutile dans cet exo ci, hein ... c'est juste "pour la culture"

ils ne sont fait que "en plus", "pour la culture générale", histoire de savoir le faire pour d'autres exos.
mon insistance à ce sujet était pourtant claire !!

il est vrai que suite à la "dérive" de ZEDMAT exhibant la courbe, mathchim n'a plus jamais répondu sur le fond de l'exo lui même, entrainé dans cette digression, au lieu de répondre effectivement aux questions de l'énoncé et rien d'autre.
quitte à revenir ensuite sur la digression de l'utilisation de Geogebra et du calcul des coefficients, calcul sans aucun rapport avec cet exo-ci.

j'ai supposé (à tort ?) que mathchim, au vu de l'illustration de ZEDMAT et de mon insistance à parler de la symétrie avait terminé l'exo proprement dit
qui sait ...

en tout cas tu as eu raison de "recentrer le débat".
on attend donc la vraie résolution rédigée par mathchim comme elle doit l'être, sans "à côtés" hors sujet.

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:34

la preuve que mathchim n'a rien compris du tout à ce mot clé important et qui est l'unique propriété à utiliser ici :

\Large \text{\red SYMETRIE}

toute parabole est symétrique par rapport à son axe qui passe par le sommet.

et rien d'autre. (aucun calcul à part des additions ou soustractions pour savoir quels points sont symétriques de quels autres)

et on est revenu exactement au même point que

mathafou @ 12-07-2018 à 10:55 ma toute première réponse

l'astuce est d'utiliser l'axe de symétrie de la courbe représentative de f
ceci permet de répondre bien plus précisément à la question 1

et aux autres dans la foulée.

sans avoir avancé d'un iota.

Posté par
alb12
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:36

@mathchim
complete le tableau de valeurs en ajoutant les images de 3 et 4

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:43

la question est surtout pour mathchim de dire comment il complèterait ce tableau ...

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:45

f(3) = a(3)² + b (3)+ c <=> 9a + 3b + c = ??

f(4) = a(4)² + b (4) + c <=> f(4) = 16a + 4b + c = ??

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:53

tu mets toutes tes histoires de coefficients et de calculs à la poubelle
ils n'ont aucun rapport avec cet exo

il faut le dire en quelle langue et combien de fois ??

Citation :
l'unique propriété à utiliser ici :

\Large \text{\red SYMETRIE}

toute parabole est symétrique par rapport à son axe qui passe par le sommet.


et observer le tableau pour trouver quel est l'axe de symétrie etc etc. et rien d'autre.

Posté par
alb12
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 11:55

mathchim @ 12-07-2018 à 23:33

c'est l'énoncé d'un contrôle que nous avons eut cette année et auquel je me suis planté.

alors suis les conseils de mathafou, il faut resoudre cet exercice en 5 minutes

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 12:06

Pour des raisons de symétrie, l'absisse du sommet est la moyenne de deux points de la parabole
ayant même ordonnée

si f(x1) = f(x2)   alors \frac{x_1+x_2}{2} = x_S

J'observe que dans le tableau :  f(-2) = f(5) = 8

x_S = \frac{-2 + 5}{2} = \frac{3}{2}

La parabole admet un axe de symétrie d'équation x = 3/2

oui, ça doit prendre 5 minutes
j'ai su faire que la 1)

malou edit

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 12:12

oui. !!!!
l'abscisse du sommet est donc précisément en xs = 3/2
ce qui comme annoncé dès le départ permet de préciser la question 1 au lieu de dire "entre" dans le flou

et donc ensuite quel est le point symétrique de (3; ??) cherché ?
ce point est il dans le tableau donné ? etc

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 12:31

Le symétrique de (3;??) est (-3.??)

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 12:35

non
l'axe n'est pas x = 0 mais x = 3/2

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 12:41

\frac{3}{2} est le milieu du segment  avec 3 pour extrémité

\frac{x + 3}{2} = 1,5 <=> x+ 3 = 1,5*2 <=> x = 3 - 3 = 0

Le symétrique de (3;??) est ( 0;??)

Par lecture du tableau de valeurs, je vois que f(0) = -2

J'ai démontré par le calcul que les points d'abscisse x = 3 et x = 0 sont symétriques par rapport à l'axe de symétrie de la parabole.

malou edit > j'ai regroupé tous ces messages à quelques minutes d'intervalle



Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 12:44

Posté par
carpediem
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 12:52

salut

bon je n'ai pas tout lu vers la fin ...

JFF :

mathchim @ 13-07-2018 à 00:13

Vous avez parlé d'un calcul à la main pour trouver l'équation ?


d'après le tableau : f(x) + 4 = a(x - 1)(x - 2) \iff f(x) = a(x - 1)(x - 2) - 4

f(0) = -2 \iff 2a - 4 = -2 \iff a = ...


autrement plus fun que le calcul bourrin de trois inconnues ... puisque j'en n'ai qu'une seule ...




mais mathafou a raison : il n'y a besoin de rien d'autre que de savoir ce qu'est la courbe d'une fonction trinome ... et de se servir de sa cervelle ...

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:01

La moyenne de ces deux points correspond à l'absisse du sommet de la parabole.
Pour des raisons de symétrie, ces deux points ont la meme ordonnée

f(0) = -2
Or f(0) = f(3)
Donc f(0) = f(3) = -2

Bonjour Carpe Diem
Comment Trouves-tu  : f(x) + 4

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:08

oui. (pour f(3))

sans calculs lourdingues

5 minutes c'est pour la rédaction
la solution c'est quelque secondes, au pire quelques dizaines de secondes de réflexion (!! réflexion, symétries )

comment calculer l\'image sans connaitre la valeur des coeff

carpediem;
on ne va certainement pas relancer la digression du calcul des coefficients maintenant !!

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:09

carpediem et mathchim : digression hors sujet
terminer l'exo d'abord.

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:11

oK
on termine l'exo, mais j'espère que Carpediem m'en dira un peu plus sur f(x) = 4

D'après le tableau où vous avez encadré en rouge les valeurs de  - 4 et de 8
j' en déduis :

f(1) = f(2) = - 4

f(-2)=f(5)=8

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:23

oui ça on le sait depuis longtemps, c'est dans l'énoncé, le tableau !!
et c'est ce qui t'a permis de déterminer l'axe de symétrie

l'important est d'utiliser maintenant cette symétrie pour compléter le tableau (déja dit alb12)

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:35

et bien j'ai trouvé que f(3) = f(0) = -2
en disant que si deux points de la parabole ont la meme ordonnée, la moyenne des abscisses est l'abscisse du sommet

\frac{x_1+x_2}{2} = x_S => f(x_1) = f(x_2)

\frac{x_1+3}{2} = 1,5 => f(x_1) = f(2)

comme f(3) = f(0)
j'en ai déduis f(3) = -2

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:41

oui ça c'est fait (depuis plusieurs messages déja)

mais si tu complètes effectivement et réellement le tableau complètement (avec les valeurs de f(3) et de f(4) obtenues par symétrie et rien d'autre) tu vas pouvoir répondre "instantanément"à la question suivante.
(à condition d'ouvrir les yeux ce que tu sembles avoir des difficultés à faire, privilégiant le calcul plutôt que la réflexion)

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 13:57

\begin{array} {|c|cccccccccccccccccccc|} x & -\infty & & -2 & & -1 & & 0 & & 1 & & 2 & & 3 & & 4 & & 5 & & +\infty & \\ {f(x)} & & & 8 & & 2 & & -2 & & -4 & & -4 & & -2 & & & & 0 & & & \\ {} & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & \end{array}

Quel est le symétrique de 4 ?

\frac{x + 4}{2} = 1,5 <=> x + 4 = 3 <=> x = - 1

Maintenant Résoudre f(x) = 2

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 14:09

euh, non
x = -1 puisque f(-1) = 2
et  x  = 4

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 14:11


oui (bof) et donc f(4) = ?? c'est ça compléter complètement le tableau
tu y as encore un trou.
(et n'ont rien à y faire, sans doute un reste du tableau standard LaTeX ?,
on ne met que les valeurs qui nous intéressent : celles données et leurs symétriques)

bien y a qu'à lire le tableau pour résoudre f(x) = 2 !!

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 14:24

\begin{array} {|c|cccccccccccccccccccc|} x & & & -2 & & -1 & & 0 & & 1 & & 2 & & 3 & & 4 & & 5 & & & \\ {f(x)} & & & 8 & & \textbf{2} & & -2 & & -4 & & -4 & & -2 & & \textbf2{}& & 8 & & & \\ {} & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & \end{array}

Posté par
mathafou Moderateur
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 14:30

bon, le passage à la page suivante pour cause de dizaines de messages sans aucun rapport, de tergiversations, de calculs filandreux etc n'arrange pas les choses;

oui, f(-1) = 2 donc -1 est une solution de f(x) = 2 par simple lecture de l'énoncé.
et l'autre est donc le symétrique de x = -1, c'est à dire x = 4

terminé.

pour le coup de f(x) + 4 c'est vraiment tout bête
d'après le tableau donné on peut calculer le tableau de la fonction g(x) = f(x) + 4 :
comment calculer l\'image sans connaitre la valeur des coeff
sur lequel il est évident que les solutions de g(x) = 0 sont x = 1 et x = 2 et donc que g(x) peut s'écrire (équation produit nul)
g(x) = a(x-1)(x-2)
c'est à dire
f(x) + 4 = a(x-1)(x-2)

tout ceci de tête bien entendu sans avoir besoin d'écrire explicitement tout ça...
ensuite il ne reste plus qu'à trouver a en écrivant que f(0) = -2 :
c'est à dire que -2+4 = a(0-1)(0-2), ce qui est "instantané"

on termine en développant f(x) = a(x-1)(x-2) + 4

de même que tes calculs de symétriques s'obtiennent avec des calculs infiniment plus simples que ce que tu fais

si les points d'abscisses 1 et 2 sont symétriques par rapport à l'axe de la parabole
alors tous les points d'abscisse 1-n et 2+n sont symétriques (trivialement évident si on comprend ce que veut dire "symétrique")
en prenant n = 1, 2, etc on obtient (de tête !!) que :
le point d'abscisse
1-1 = 0 est symétrique du point d'abscisse 2+1 = 3
que celui d'abscisse 1-2 = -1 est symétrique du point d'abscisse 2+2 = 4
etc
en bref que la symétrie de la courbe se traduit exactement par une symétrie du tableau lui-même autour de la droite que j'avais dessinée en pointillé !

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 19:58

Merci Mathafou
Excellente soirée !!

Posté par
carpediem
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 20:22

une autre façon de dire ce que répètes mathafou (quelle persévérance )

tu sais que si g est la fonction carrée : g(x) = x^2 alors g(-x) = g(x) par symétrie de la courbe par rapport à l'axe des ordonnées ...

ce qui s'écrit encore g(0 - x) = g(0 + x)

donc si s est l'abscisse du sommet de la parabole représentative de f tu as par symétrie à nouveau f(s - x) = f(s + x)

or ici f(1) = f(2) = 4

donc

s - x = 1 et s + x = 2 => 2s = 3 <=> s = 3/2

...

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 20:45

pour g(x) = x²
un point de coordonnée (x ; g(x) ) est le symétrique de (-x; g(-x))

Posté par
malou Webmaster
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 20:52

mathchim, évite de mettre plein de petits messages successifs qui fait qu'on se retrouve très vite en 2e page...j'ai regroupé tous tes messages qui étaient successifs à quelques minutes

Posté par
mathchim
re : comment calculer l'image sans connaitre la valeur des coeff 13-07-18 à 20:57

Bonsoir Malou ( je vais faire attention à cela )
et merci d'avoir regroupé les messages ....



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