Comprendre l’Utilité des Fonctions

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Théorie


Les mathématiques ont le pouvoir de décrire le monde qui nous entoure. Dans la vie de tous les jours, on rencontre souvent des situations où une quantité dépend d’une autre quantité. Voici quelques exemples :

  • Le prix à payer pour des pommes dépend du nombre de pommes achetées.
  • La distance parcourue par une étoile filante dépend de la durée du trajet.
  • Le salaire d’un employé dépend du nombre d’heures travaillées.

Les fonctions permettent de modéliser ces situations. Il est alors plus facile de les comprendre et de les analyser.

Situation Modélisée par une Fonction

Imaginons une boulangerie qui vend des croissants à 2 € l’unité. C’est une situation de proportionnalité dans laquelle le prix à payer dépend du nombre de croissants que l’on souhaite dévorer :

  • Pour 1 croissant, on paye 2 €.
  • Pour 2 croissants, on paye 4 €.
  • Pour 5 croissants, on paye 10 €.
Tableau en 2 colonnes illustrant le prix à payer selon le nombre de croissants achetés.

Le prix à payer dépend du nombre de croissants achetés.

Le calcul pour obtenir le prix à payer est toujours identique. Comme chaque croissant coûte 2 €, il suffit de multiplier le nombre de croissants par 2 pour obtenir le prix à payer. On peut donc créer la formule suivante : « nombre de croissants × 2 = prix ».

Cette formule peut être enregistrée dans un objet mathématique appelé fonction. Cette fonction peut ensuite être utilisée pour calculer le prix à payer. Pour cela, on indique à la fonction le nombre de croissants que l’on souhaite dévorer. La fonction applique la formule et nous renvoie le prix à payer.

L’utilisation d’une fonction peut se résumer en trois étapes :

  1. On indique à la fonction une valeur de départ (un nombre de croissants).
  2. La fonction effectue un calcul à partir de cette valeur (une multiplication par 2).
  3. La fonction renvoie une valeur finale (le prix).
Machine représentant une fonction qui transforme 3 croissants en 6 €.

Une fonction agit comme une machine : on y introduit un nombre, elle le transforme en effectuant un calcul et renvoie le résultat.

Les Avantages des Fonctions

Les fonctions sont très utilisées en mathématiques, car elles offrent de nombreux avantages. On peut par exemple définir une fonction au sein d’une calculatrice graphique afin de :

  • Effectuer rapidement des calculs.
  • Générer un tableau listant l’ensemble des valeurs finales obtenues selon la valeur de départ.
  • Tracer une représentation graphique pour visualiser la relation entre valeur de départ et valeur finale.
Calculatrice graphique affichant la représentation graphique d’une fonction.

Les calculatrices graphiques révèlent l’incroyable pouvoir des fonctions.

Une fois la fonction enregistrée au sein d’une calculatrice, on peut la réutiliser facilement autant de fois que l’on souhaite. Chaque fonction est unique et permet de modéliser une situation bien particulière. Avec un peu d’imagination, les possibilités deviennent illimitées !

Les Fonctions Sont Partout

Les fonctions sont utilisées dans de très nombreux domaines pour décrire des situations variées :

  • En physique, pour décrire la position d’un objet en fonction du temps.
  • En économie, pour étudier l’évolution du prix d’un produit en fonction de la demande.
  • En biologie, pour modéliser la croissance d’une population en fonction du temps.
  • En médecine, pour suivre l’évolution de la concentration d’un médicament dans le sang.
  • En informatique, pour programmer des algorithmes qui transforment des données.
Courbe d’une fonction représentant la position d’un objet en fonction du temps.

Cette fonction décrit un phénomène physique : la position d’un objet varie en fonction du temps.

Dès que deux quantités sont liées entre elles par un calcul, on peut utiliser une fonction pour décrire cette relation. C’est ce qui fait des fonctions un outil indispensable, aussi bien en mathématiques que dans de nombreux domaines de la vie.

à propos de l’auteur
Photo de Benoit Baudoin, professeur particulier de mathématiques
Benoit Baudoin
Professeur particulier de mathématiques
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Quiz


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Question 1

Exercice 1 : Trouver une formule pouvant être modélisée par une fonction

Cette étoile filante parcourt 30 km chaque seconde. Quelle formule pouvant être modélisée par une fonction permet de calculer la distance parcourue ?

Question 2

Si l’on souhaite utiliser une fonction pour modéliser le prix à payer selon le nombre de croissants achetés, quelle valeur de départ doit-on indiquer à la fonction ?

Question 3

Exercice 3 : Situation modélisée par une fonction

Un employé est payé 12 € par heure travaillée. Pourquoi cette situation peut-elle être modélisée par une fonction ?