Fonctions, image, antécédent

Image d'un nombre par une fonction

Image d’un nombre par une fonction

 

Notion intuitive d’image

 

Considérons la courbe de température suivante :

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L‘ensemble de définition de la fonction est $[0, 24]$, c’est à dire que l’étude se fait sur une journée complète à partir de minuit. 

L’ordonnée est la température, il s’agit donc de la représentation graphique de la température en fonction du temps.

Ainsi, le temps est sur l’axe des abscisses. 

 

Question : quelle température faisait-il à 3h du matin ?

On lit graphiquement que la température à 3h du matin est 9°C. 

Ainsi, on dira que l’image de 3 par la fonction $f$ vaut 9 : il n’y a plus d’unité. On notera aussi $f(3) = 9$

 

Définition

 

Soit $f$ une fonction et $a$ et $b$ deux réels vérifiants $f(a)=b$.

On dit que $b$ est l’image de $a$ par $f$.

Ou encore :  l’image de $a$ par $f$ vaut $b$.

 

Autre exemple :

Pour trouver l’image de 15, on se place sur l’axe des abscisses à $t = 15$ puis on trace la droite perpendiculaire à cet axe et on regarde l’ordonnée du point d’intersection entre cette droite et la courbe de $f$ :

On lit $f(15) = 15$.

Antécédent d'un nombre par une fonction

Antécédent d’un nombre par une fonction

 

Définition

 

Soit $f$ une fonction et deux réels $a$ et $b$ vérifiant $f(a)=b$

On dit que $b$ est l’image de $a$ par $f$. (c’est une valeur unique)

On dit que $a$ est un antécédent par $f$ de $b$. (il peut y en avoir plusieurs)

 

Exemples

 

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Cherchons le ou les antécédents, s’ils existent de $14$

Cela revient à chercher l’heure à laquelle la température était de 14°C.

 

Pour ce faire, on se place sur l’axe des ordonnées (l’axe des températures ici) et on trace la droite perpendiculaire à cet axe puis on regarde les points d’intersection entre la droite et la courbe de température et finalement, on lit leur abscisse.

Ici, il y a deux points d’intersections pour lesquels la température est de 14°C et donc deux heures différentes : 12h et 18h.  

Il se peut que dans certains cas il n’y ait aucune solution

 

Mathématiquement, le fait qu’il ait fait 14°C à 12h et 18h se traduit par :

Les antécédents de 14 par la fonction $f$ sont 12 et 18.

 

Ou encore :  les solutions de l’équation $f(t) = 14$ sont $S = {12; 18}$.

 

Considérons l’équation $f(t) = 10$ : on cherche donc les antécédents de 10 par $f$.

Les solutions sont donc $S = {0; 6; 24}$. 

 

Considérons l’équation $f(t) = 16$ : on cherche donc les antécédents de 16 par $f$.

La température de 16°C n’étant jamais atteinte, cette équation n’admet pas de solution : 

$S = varnothing$.