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Math SN5, secondaire 5 • Complément québécois

Exercices corrigés : la fonction partie entière (math SN5)

Voici une série d'exercices corrigés de mathématiques SN5 sur la fonction partie entière (fonction en escalier), calibrés sur le niveau réel des évaluations à Montréal. Ils conviennent aux élèves du secondaire québécois comme aux élèves du Lycée Marie de France et du Collège Stanislas qui préparent le complément québécois SN5.

Faites chaque exercice au complet avant d'ouvrir la correction : c'est en cherchant qu'on apprend, pas en lisant la solution.

Rappel de cours

  • La partie entière x\lfloor x\rfloor est le plus grand entier inférieur ou égal à xx. Attention aux négatifs : 2,3=3\lfloor -2{,}3\rfloor=-3.
  • Forme canonique : f(x)=ab(xh)+kf(x)=a\lfloor b(x-h)\rfloor+k. La contremarche (saut vertical) vaut a|a| et la marche (largeur) vaut 1b\frac{1}{|b|}.
  • Si b>0b>0, les marches sont fermées à gauche ; si b<0b<0, fermées à droite. Le point plein (h, k)(h,\ k) est un repère.
  • La fonction est croissante si ab>0ab>0 et décroissante si ab<0ab<0.

Exercice 1 : Calculs de parties entières

Calculez la valeur numérique de chaque expression. Attention aux nombres négatifs.

  • a) 3,5\lfloor 3{,}5\rfloor
  • b) 2,3\lfloor -2{,}3\rfloor
  • c) 4\lfloor 4\rfloor
  • d) 240,22\lfloor -4-0{,}2\rfloor
  • e) 3,51,1\lfloor 3{,}5\rfloor-\lfloor -1{,}1\rfloor
  • f) 2(3)+0,9999-\lfloor 2(-3)+0{,}9999\rfloor
Voir la correction

a) 3,5=3\lfloor 3{,}5\rfloor=3.

b) 2,3=3\lfloor -2{,}3\rfloor=-3.

c) 4=4\lfloor 4\rfloor=4.

d) 4,2=5\lfloor -4{,}2\rfloor=-5, donc 2×(5)=102\times(-5)=-10.

e) 3(2)=53-(-2)=5.

f) 2(3)+0,9999=5,00012(-3)+0{,}9999=-5{,}0001, donc 5,0001=6\lfloor -5{,}0001\rfloor=-6 et (6)=6-(-6)=6.

Exercice 2 : La fonction partie entière de base

On considère la fonction f(x)=xf(x)=\lfloor x\rfloor.

  • a) Donnez le domaine et l'image de f.
  • b) Calculez f(2,7)f(2{,}7), f(1,5)f(-1{,}5) et f(3)f(3).
  • c) Donnez la longueur de la marche et la hauteur de la contremarche.
  • d) Tracez la fonction sur [3, 3][-3,\ 3] dans le repère du corrigé.
Voir la correction

a) Dom =R=\mathbb{R} ; Ima =Z=\mathbb{Z} (les entiers).

b) f(2,7)=2f(2{,}7)=2 ; f(1,5)=2f(-1{,}5)=-2 ; f(3)=3f(3)=3.

c) Marche =1=1 ; contremarche =1=1.

d) Voir le tracé en escalier ci-dessous.

-3-2-11234-3-2-11234

Exercice 3 : Forme canonique

On considère la fonction f(x)=2x1+3f(x)=2\lfloor x-1\rfloor+3.

  • a) Donnez la contremarche et la longueur de la marche.
  • b) Calculez f(0)f(0), f(1,5)f(1{,}5) et f(3,2)f(3{,}2).
  • c) La fonction est-elle croissante ou décroissante ? Justifiez.
  • d) Donnez les coordonnées du point plein situé le plus près de l'origine (le repère (h, k)(h,\ k)).
Voir la correction

a) Contremarche a=2|a|=2 ; marche 1b=1\frac{1}{|b|}=1.

b) f(0)=21+3=2(1)+3=1f(0)=2\lfloor -1\rfloor+3=2(-1)+3=1 ; f(1,5)=20,5+3=3f(1{,}5)=2\lfloor 0{,}5\rfloor+3=3 ; f(3,2)=22,2+3=7f(3{,}2)=2\lfloor 2{,}2\rfloor+3=7.

c) ab=2×1>0ab=2\times 1>0 : croissante.

d) (h, k)=(1, 3)(h,\ k)=(1,\ 3).

Exercice 4 : Retrouver la règle depuis un graphique

La fonction en escalier ci-dessous est de la forme f(x)=ab(xh)+kf(x)=a\lfloor b(x-h)\rfloor+k. Déterminez ses paramètres et sa règle.

-6-5-4-3-2-11234567-4-3-2-1123456
  • a) Donnez la hauteur de la contremarche et la longueur de la marche.
  • b) Les marches sont-elles fermées à gauche ou à droite ? Que vaut alors le signe de b ?
  • c) Donnez la règle de la fonction sous la forme f(x)=ab(xh)+kf(x)=a\lfloor b(x-h)\rfloor+k.
Voir la correction

a) Contremarche =2=2 ; marche =3=3, donc b=13|b|=\frac{1}{3}.

b) Fermées à gauche : b>0b>0, donc b=13b=\frac{1}{3}. Le point plein est en (0, 1)(0,\ 1), donc h=0h=0 et k=1k=1.

c) Les marches montent (ab>0ab>0), donc a=2a=2. Règle : f(x)=213x+1f(x)=2\lfloor \frac{1}{3}x\rfloor+1.

Exercice 5 : Problème : le tarif d'un stationnement

Un stationnement facture 4 $ pour la première heure ou fraction d'heure entamée, puis 3 $ par heure ou fraction d'heure supplémentaire. Le tarif maximal de la journée est de 16 $.

  • a) Combien coûte un stationnement de 40 minutes ? de 2 h 30 min ?
  • b) Écrivez la règle de la fonction coût C(t)C(t) (t en heures), en tenant compte du tarif maximal.
  • c) Quel est le coût maximal, et à partir de quelle durée est-il atteint ?
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a) 40 min appartient à ]0, 1]]0,\ 1] : C=4C=4 $. 2 h 30 appartient à ]2, 3]]2,\ 3] : C=1+3(3)=10C=1+3(3)=10 $.

b) C(t)=1+3tC(t)=1+3\lceil t\rceil pour 0<t40<t\leq 4, et C(t)=16C(t)=16 pour t>4t>4 (où t\lceil t\rceil est l'arrondi à l'entier supérieur).

c) Coût maximal : 16 $, atteint dès que la durée dépasse 4 heures.

Vous préférez travailler sur papier ? Cette série existe aussi en version PDF imprimable, avec le corrigé complet. Écrivez-moi et je vous l'envoie.

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