Trouver la règle d'une fonction racine carrée

Fiche | Mathématiques
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On distingue 2 cas différents lorsqu’on cherche la règle d’une fonction racine carrée sous la forme canonique : soit son sommet est situé à l’origine du plan cartésien, soit son sommet est situé ailleurs.

Dans les deux cas, on peut utiliser la forme simplifiée de la règle. De cette façon, le paramètre |\color{#EC0000}{b}| prend seulement |\color{#EC0000}{-1}| ou |\color{#EC0000}{1}| comme valeur.

Le sommet est à l’origine
||a\sqrt{\color{#EC0000}{b}x}\Rightarrow a\sqrt{\color{#EC0000}{\pm}x}||

Le sommet n’est pas à l’origine
||a\sqrt{\color{#EC0000}{b}(x-h)}+k\Rightarrow a\sqrt{\color{#EC0000}{\pm}(x-h)}+k||

Démonstration de la forme simplifiée

Le sommet est à l’origine

Voici la démarche à suivre pour trouver la règle d’une fonction racine carrée lorsque son sommet est à l’origine du plan cartésien et que l’on connait les coordonnées d’un autre point de la fonction.

Règle
  1. Déduire la valeur de |\color{#EC0000}{b}| en se basant sur le rôle des paramètres. Si la courbe se trouve à droite du sommet, alors |\color{#EC0000}{b}=\color{#EC0000}{1}.| Autrement, si la courbe se trouve à gauche du sommet, alors |\color{#EC0000}{b}=\color{#EC0000}{-1}.|

  2. Remplacer |\color{#3A9A38}{x}| et |\color{#3A9A38}{f(x)}| par les coordonnées d’un point autre que le sommet pour former une équation.

  3. Calculer la valeur du paramètre |\color{#3b87CD}{a}.|

  4. Donner la règle de la fonction.

Exemple

Détermine la règle de la fonction racine carrée ci-dessous.

Une fonction racine carrée, dont le sommet est à l’origine, et un point.
  1. Déduire si |b| vaut |1| ou |-1|
    Le point |(\color{#3A9A38}{-9},\color{#3A9A38}{15})| est à gauche du sommet, ce qui implique que |\color{#EC0000}{b}| est négatif.||\begin{align}f(x)&=a\sqrt{\color{#EC0000}{b}x}\\f(x)&=a\sqrt{\color{#EC0000}{-1}x}\\f(x)&=a\sqrt{-x}\\\end{align}||

  2. Remplacer |x| et |f(x)| par les coordonnées d’un point
    ||\begin{align}\color{#3A9A38}{f(x)}&=a\sqrt{-\color{#3A9A38}{x}}\\\color{#3A9A38}{15}&=a\sqrt{-\color{#3A9A38}{-9}}\end{align}||

  3. Calculer la valeur du paramètre |a|
    ||\begin{align}15&=\color{#3b87CD}{a}\sqrt{--9}\\15&=\color{#3b87CD}{a}\sqrt{9}\\15&=3\color{#3b87CD}{a}\\\color{#3b87CD}{5}&=\color{#3b87CD}{a}\end{align}||

  4. Donner la règle
    La règle de cette fonction racine carrée est |f(x)=5\sqrt{-x}.|

Comment trouver la règle d'une fonction racine carrée dont le sommet est à l’origine?

Comment trouver la règle d'une fonction racine carrée dont le sommet est à l’origine?

Moments dans la vidéo :

  • 00:00-Rappel du rôle des paramètres a et b
  • 01:31-Déterminer le signe de b
  • 01:56-Calculer le paramètre a

Le sommet n’est pas à l’origine

Voici la démarche à suivre pour trouver la règle d’une fonction racine carrée lorsque son sommet n’est pas à l’origine du plan cartésien et qu’on connait les coordonnées d’un autre point de la fonction.

Règle
  1. Remplacer |\color{#51B6C2}{h}| et |\color{#FA7921}{k}| dans la règle par les coordonnées du sommet.

  2. Déduire la valeur de |\color{#EC0000}{b}| en se basant sur le rôle des paramètres. Si la courbe se trouve à droite du sommet, alors |\color{#EC0000}{b}=\color{#EC0000}{1}.| Autrement, si la courbe se trouve à gauche du sommet, alors |\color{#EC0000}{b}=\color{#EC0000}{-1}.|

  3. Remplacer |\color{#3A9A38}{x}| et |\color{#3A9A38}{f(x)}| par les coordonnées d’un point autre que le sommet pour former une équation.

  4. Calculer la valeur du paramètre |\color{#3b87CD}{a}.|

  5. Donner la règle de la fonction.

Exemple

Détermine la règle de la fonction racine carrée ci-dessous.

Une fonction racine carrée, dont le sommet n’est pas à l’origine, et un point.
  1. Remplacer |h| et |k| par les coordonnées du sommet
    ||\begin{align}f(x)&=a\sqrt{b(x-\color{#51B6C2}{h})}+\color{#FA7921}{k}\\f(x)&=a\sqrt{b(x-\color{#51B6C2}{-1})}+\color{#FA7921}{-3}\\f(x)&=a\sqrt{b(x+1)}-3\end{align}||

  2. Déduire si |b| vaut |1| ou |-1|
    Le point |(\color{#3A9A38}{-5},\color{#3A9A38}{1})| est à gauche du sommet, ce qui implique que |\color{#EC0000}{b}| est négatif.||\begin{align}f(x)&=a\sqrt{\color{#EC0000}{b}(x+1)}-3\\f(x)&=a\sqrt{\color{#EC0000}{-1}(x+1)}-3\\f(x)&=a\sqrt{-(x+1)}-3\end{align}||

  3. Remplacer |x| et |f(x)| par les coordonnées d’un point
    ||\begin{align}\color{#3A9A38}{f(x)}&=a\sqrt{-(\color{#3A9A38}{x}+1)}-3\\\color{#3A9A38}{1}&=a\sqrt{-(\color{#3A9A38}{-5}+1)}-3\end{align}||

  4. Calculer la valeur du paramètre |a|
    ||\begin{align}1&=\color{#3b87CD}{a}\sqrt{-(-5+1)}-3\\1&=\color{#3b87CD}{a}\sqrt{4}-3\\1&=2\color{#3b87CD}{a}-3\\4&=2\color{#3b87CD}{a}\\\color{#3b87CD}{2}&=\color{#3b87CD}{a}\end{align}||

  5. Donner la règle
    La règle de la fonction racine carrée est |f(x)=2\sqrt{-(x+1)}-3.|

Comment trouver la règle d'une fonction racine carrée dont le sommet n’est pas à l’origine?

Comment trouver la règle d'une fonction racine carrée dont le sommet n’est pas à l’origine?

Moments dans la vidéo :

  • 00:00-Rappel du rôle des paramètres a, b, h et k
  • 01:47-Déduire la valeur de h, k et b
  • 02:22-Calculer la valeur de a

Il arrive parfois qu’une des coordonnées du sommet ne soit pas connue. Dans cette situation, on a besoin des coordonnées d’un deuxième point sur la courbe afin de former un système de 2 équations à 2 inconnues. L’exemple suivant montre comment résoudre ce genre de problème.

Exemple

Détermine la règle de la fonction racine carrée ci-dessous.

Une fonction racine carrée, dont le sommet n’est pas à l’origine, et deux points.
  1. Remplacer |h|
    ||\begin{align}f(x)&=a\sqrt{b(x-\color{#51B6C2}{h})}+\color{#FA7921}{k}\\f(x)&=a\sqrt{b(x-\color{#51B6C2}{5})}+\color{#FA7921}{k}\end{align}||

  2. Déduire si |b| vaut |1| ou |-1|
    Les deux points fournis sont à droite du sommet, ce qui implique que |\color{#EC0000}{b}| est positif.||\begin{align}f(x)&=a\sqrt{\color{#EC0000}{b}(x-5)}+k\\f(x)&=a\sqrt{\color{#EC0000}{1}(x-5)}+k\\f(x)&=a\sqrt{x-5}+k\end{align}||

  3. Remplacer |x| et |f(x)| par les coordonnées de 2 points
    Puisque les paramètres |\color{#3B87CD}{a}| et |\color{#FA7921}{k}| sont inconnus, on doit former un système de 2 équations.

Première équation
||\begin{align}\color{#3A9A38}{f(x)}&=a\sqrt{\color{#3A9A38}{x}-5}+k\\ \color{#3A9A38}{-8}&=a\sqrt{\color{#3A9A38}{9}-5}+k\end{align}||

Deuxième équation
||\begin{align}\color{#3A9A38}{f(x)}&=a\sqrt{\color{#3A9A38}{x}-5}+k\\ \color{#3A9A38}{-15}&=a\sqrt{\color{#3A9A38}{14}-5}+k\end{align}||

  1. Résoudre le système d’équations pour trouver la valeur de |a| et |k|
    On peut maintenant résoudre le système d’équations. On isole |\color{#FA7921}{k}| dans la première équation pour ensuite utiliser la méthode de substitution.||\begin{align}-8&=\color{#3B87CD}{a}\sqrt{9-5}+\color{#FA7921}{k}\\-8&=\color{#3B87CD}{a}\sqrt{4}+\color{#FA7921}{k}\\-8&=2\color{#3B87CD}{a}+\color{#FA7921}{k}\\\color{#FA7921}{-8-2a}&=\color{#FA7921}{k}\\\end{align}||En substituant |\color{#FA7921}{k}| dans la deuxième équation, on a :||\begin{align}-15&=\color{#3B87CD}{a}\sqrt{14-5}+\color{#FA7921}{k}\\-15&=\color{#3B87CD}{a}\sqrt{9}\color{#FA7921}{-8-2a}\\-7&=3\color{#3B87CD}{a}-2\color{#3B87CD}{a}\\\color{#3B87CD}{-7}&=\color{#3B87CD}{a}\\\end{align}||Finalement, en remplaçant |\color{#3B87CD}{a}| dans la première équation, on obtient la valeur de |\color{#FA7921}{k}| :||\begin{align}-8-2\color{#3B87CD}{a}&=\color{#FA7921}{k}\\-8-2(\color{#3B87CD}{-7})&=\color{#FA7921}{k}\\\color{#FA7921}{6}&=\color{#FA7921}{k}\end{align}||

  2. Donner la règle
    La règle de cette fonction racine carrée est |f(x)=-7\sqrt{x-5}+6.|

Comment trouver la règle d'une fonction racine carrée avec une seule coordonnée du sommet?

Comment trouver la règle d'une fonction racine carrée avec une seule coordonnée du sommet?

Moments dans la vidéo :

  • 00:00-Déduire la valeur de h et b
  • 00:58-Construire un système de 2 équations
  • 02:11-Calculer la valeur de a et k