Chapitre 8 — Mathématiques S4

Équations de droites

4 périodes et 6 périodes

1Fonctions affines et droites

Cours

On a vu dans le chapitre 5 que la représentation graphique d'une fonction est l'ensemble des points de coordonnées $(x;y)$ tels que $y=f(x)$.

Pour une fonction affine de la forme $f(x)=m\cdot x+p$, c'est donc l'ensemble des points de coordonnées $(x;y)$ tels que $y=m\cdot x+p$. On peut démontrer que cet ensemble est une droite. On dit alors que c'est la droite d'équation $y=m\cdot x+p$.

Exemples
Fonction définie par… Représentation graphique
$f(x)=4x-3$ Droite $d_1$ d'équation $y=4x-3$
$g(x)=1{,}5x$ Droite $d_2$ d'équation $y=1{,}5x$ — passe par l'origine
$h(x)=-\dfrac{7}{2}$ Droite $d_3$ d'équation $y=-\dfrac{7}{2}$ — horizontale

Exercices

8.1 — Plusieurs fonctions affines🔍
Exercice 8.1
8.2 — Visualiser le rôle de $m$ et $p$ (TICE)🔍
Exercice 8.2

2Vocabulaire des équations de droites

Cours

Pour une droite d'équation $y=m\cdot x+p$ :

  • le nombre $m$ est appelé coefficient directeur ;
  • le nombre $p$ est appelé ordonnée à l'origine.
Exemple

Pour $y=3x-5$ : coefficient directeur $m=3$, ordonnée à l'origine $p=-5$.

Soit $d$ la droite représentative d'une fonction affine $f$.

  • Le zéro de $f$ est l'abscisse du point d'intersection de $d$ avec l'axe des abscisses.
  • L'ordonnée à l'origine $p$ est l'ordonnée de l'intersection de $d$ avec l'axe des ordonnées.
  • Si la différence entre les abscisses de deux points de $d$ est $1$, la différence $\Delta y$ entre leurs ordonnées est le coefficient directeur $m$.
  • Droite parallèle à l'axe des abscisses : équation $y=p$, coefficient directeur $m=0$.
  • Droite parallèle à l'axe des ordonnées : équation $x=c$, pas de coefficient directeur ni d'ordonnée à l'origine.

Un point appartient à une droite quand ses coordonnées vérifient l'équation de la droite.

Exemples

$A(5;3)$ appartient à $y=x-2$ car $3=5-2$.
$B(1;-4)$ n'appartient pas à $y=x-2$ car $-4\neq 1-2$.

Exercices

8.3 — Identifier des courbes🔍
Exercice 8.3
8.4 — Associer droites et équations🔍
Exercice 8.4
8.5 — Lire graphiquement des informations🔍
Exercice 8.5
8.6 — Lire une équation🔍
Exercice 8.6
8.7 — Méthode : Tracer une droite🔍
Méthode 8.7
8.8 — Tracer des droites🔍
Exercice 8.8
8.9 — Deux cas particuliers🔍
Exercice 8.9
8.10 — Droites parallèles aux axes🔍
Exercice 8.10
8.11 — Méthode : Appartenance à une droite🔍
Méthode 8.11
8.12 — Une droite et plusieurs points🔍
Exercice 8.12
8.13 — Un point et plusieurs droites🔍
Exercice 8.13
8.14 — Méthode : Tracer une droite — 2🔍
Méthode 8.14
8.15 — Tracer des droites🔍
Exercice 8.15
8.16 — Méthode : Déterminer une équation🔍
Méthode 8.16
8.17 — Déterminer des équations — Cas 1🔍
Exercice 8.17
8.18 — Déterminer des équations en connaissant $p$🔍
Exercice 8.18
8.19 — Résoudre un problème🔍
Exercice 8.19

3Calcul du coefficient directeur (6p uniquement)

Cours

Soit $d$ la droite représentative d'une fonction affine $f$. Si $A(x_A, y_A)$ et $B(x_B, y_B)$ sont deux points distincts appartenant à $d$, alors le coefficient directeur $m$ de $d$ est :

$$m = \frac{y_B - y_A}{x_B - x_A} = \frac{\Delta y}{\Delta x}$$

Exercices (6p)

8.20 — Activité : Une formule pour le coeff. directeur🔍
Activité 8.20
8.21 — Méthode : Déterminer une équation🔍
Méthode 8.21
8.22 — Déterminer des équations🔍
Exercice 8.22
8.23 — Avec un paramètre🔍
Exercice 8.23
8.24 — À partir d'une droite🔍
Exercice 8.24
8.25 — Un cas particulier🔍
Exercice 8.25

4Droites parallèles et perpendiculaires (6p uniquement)

Cours

Deux droites $d$ et $d'$, d'équations $y=m\cdot x+p$ et $y=m'\cdot x+p'$, sont parallèles si et seulement si $m=m'$.

Exemples

$y=4x-5$ et $y=4x+1$ sont parallèles (même $m=4$).
$y=4x-5$ et $y=-5x+4$ ne sont pas parallèles ($4\neq-5$).

Deux droites $d$ et $d'$ sont perpendiculaires si et seulement si $m\cdot m'=-1$.

Exemples

$y=4x-5$ et $y=-0{,}25x+1$ sont perpendiculaires car $4\cdot(-0{,}25)=-1$.
$y=4x-5$ et $y=-5x+4$ ne sont pas perpendiculaires car $4\cdot(-5)\neq-1$.

Exercices (6p)

8.26 — Activité : Droites parallèles et perpendiculaires🔍
Activité 8.26
8.27 — Reconnaître des droites parallèles🔍
Exercice 8.27
8.28 — Utiliser des droites parallèles🔍
Exercice 8.28
8.29 — Utiliser des droites parallèles🔍
Exercice 8.29
8.30 — Des droites passant par l'origine🔍
Exercice 8.30
8.31 — Déterminer des droites parallèles🔍
Exercice 8.31
8.32 — Interpréter des consignes🔍
Exercice 8.32
8.33 — Reconnaître des droites perpendiculaires🔍
Exercice 8.33
8.34 — Des droites par l'origine ⊥🔍
Exercice 8.34
8.35 — Déterminer des droites perpendiculaires🔍
Exercice 8.35
8.36 — Interpréter des consignes ⊥🔍
Exercice 8.36
8.37 — Utiliser des droites perpendiculaires🔍
Exercice 8.37
8.38 — Parallèles et perpendiculaires — carré🔍
Exercice 8.38

5Forme générale d'une équation de droite

Cours

Toute droite admet une infinité d'équations de la forme $$ax+by+c=0,$$ où $a$, $b$ et $c$ sont des nombres réels.

Exemples

Plusieurs équations de $y=4x-5$ : $4x-y-5=0$, $8x-2y-10=0$, $-2x+0{,}5y+2{,}5=0$.

Exercices

8.39 — Activité : Des équations d'une autre forme🔍
Activité 8.39
8.40 — Différentes équations pour une même droite🔍
Exercice 8.40
8.41 — Passer d'une forme à l'autre🔍
Exercice 8.41
8.42 — Équations et droites parallèles (6p)🔍
Exercice 8.42
8.43 — Tracer des droites (6p)🔍
Exercice 8.43
8.44 — Intersections de droites (6p)🔍
Exercice 8.44

6Exercices de révision

Révision

8.45 — Révision🔍
Exercice 8.45
8.46 — Révision (6p)🔍
Exercice 8.46
8.47 — Révision (6p)🔍
Exercice 8.47
8.48 — Révision (6p)🔍
Exercice 8.48