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Énoncé
On s'intéresse aux fonctions : c : x \mapsto x ^ { 2 } ; r : x \mapsto \sqrt { x } et a : x \mapsto | x |.
La première fonction est la fonction carré, la seconde est la fonction racine carrée et la dernière est la fonction valeur
absolue qui, à tout réel x , associe sa valeur absolue, c'est-à-dire sa distance à l'origine sur une droite graduée.
Par exemple : | 2 | = 2 ; |-3| = 3 ; |-1{,}5| = 1{,}5 et |\pi| = \pi.
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Objectif
Découvrir une relation simple entre les fonctions carré, racine carrée et valeur absolue en utilisant une des deux méthodes.
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2. Que remarque-t-on pour |x| lorsque x \geqslant 0 ? Lorsque x \lt 0 ?
3. Justifier alors que a ( x ) = \left\{ \begin{array} { l } { x } \text{\:\:\,\,\, si } x \geqslant 0, \\ { - x \text {\: si } x \lt 0.} \end{array} \right.
4. Est-il vrai que, pour tout x \in \mathbb { R }, \sqrt { x ^ { 2 } } = x ?
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Méthode 1
Geogebra
Nous allons tracer la courbe représentative de la fonction a puis la comparer avec la courbe représentative d'une fonction faisant intervenir c et r.
1. Tracer la courbe représentative de la fonction a.
Pour ce faire, on entrera la commande : a(x) = abs(x).
2. Vérifier que les valeurs trouvées dans la première
question préliminaire sont correctes en tapant : a(5), a(-6), etc.
3. Définir les fonctions c et r en tapant : c(x) = x ^ 2 et r(x) = sqrt(x).
4. Supprimer l'affichage des courbes représentatives
des fonctions c et r en cliquant sur les disques de couleur.
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5. Tracer la courbe représentative de la fonction définie sur Geogebra par f(x) = r(c(x)). Que remarque-t-on ? En déduire une nouvelle expression de |x|.
GeoGebra
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Méthode 2
Calculatrice
Dans cette partie, nous allons observer que l'on peut donner une expression de a à partir de c et de r en comparant deux tableaux de valeurs.
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1. À l'aide de l'outil abs de la calculatrice, vérifier que les résultats de la question préliminaire sont corrects.
2. Entrer la fonction a dans la calculatrice, ainsi que la fonction x \mapsto \sqrt { x ^ { 2 } }.
3. Avec les outils de la calculatrice, afficher un
tableau de valeurs en commençant à -2 avec un pas de 0{,}5 puis compléter le tableau suivant.
x
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
\sqrt { x ^ { 2 } }
4. Afficher la table des deux fonctions et en déduire
que l'on semble avoir | x | = \sqrt { x ^ { 2 } } pour tout x \in \mathbb { R }.
5. Renforcer cette conjecture en traçant le graphe
des deux fonctions.
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Pour aller plus loin
La fonction valeur absolue est étudiée en classe de première, spécialité maths.
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