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Mathématiques (enseignement scientifique, tronc commun) · PremièreÉpreuve anticipée de mathématiques

Fonctions affines et modèle linéaire : cours de 1re

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Une fonction affine s'écrit f(x)=ax+bf(x)=ax+b ; sa courbe est une droite, aa est le coefficient directeur et bb l'ordonnée à l'origine.
  • Elle modélise une grandeur dont le taux d'accroissement est constant : quand xx augmente de 1, f(x)f(x) varie toujours de aa 1.
  • Les suites arithmétiques jouent le même rôle pour des grandeurs discrètes : la raison est l'équivalent du coefficient directeur 1.
  • Offre et demande modélisées par deux fonctions affines : le point d'équilibre est leur intersection ; un barème d'impôt est une fonction affine par morceaux 1.
  • Sur des données, l'ajustement affine cherche la droite qui décrit au mieux yy comme fonction affine de xx 3 ; un modèle reste une approximation.

Pourquoi modéliser par une fonction

Dans la vie courante, une grandeur dépend souvent d'une autre : le prix d'un abonnement dépend du nombre de mois, la quantité de pluie dépend de l'altitude, l'impôt dépend du revenu. Pour étudier ces liens, on exprime une grandeur en fonction d'une autre : c'est ce que le programme de collège appelle modéliser une situation par une fonction 2.

Ce cours part de ce que tu connais déjà. Les fonctions affines ont été vues en seconde, et le programme de première les reprend sous l'angle de la modélisation 1. L'objectif n'est donc plus seulement de calculer une image, mais de décider quand un modèle affine est raisonnable, de le construire à partir d'un énoncé, puis d'interpréter le résultat dans le contexte.

Le programme précise aussi qu'un outil de calcul (calculatrice, tableur, logiciel de géométrie) sert à se libérer des contraintes techniques pour mieux se concentrer sur la modélisation et sur l'interprétation des résultats 1. Tu peux donc utiliser un tableur pour tracer une droite ou résoudre une équation : ce qui compte, c'est de savoir ce que le résultat signifie.

La fonction affine : définition et vocabulaire

Représentation graphique et coefficient directeur

Démonstration · Pourquoi le quotient vaut $a$

Soit f(x)=ax+bf(x)=ax+b et deux réels x1≠x2x_1\neq x_2. On calcule

f(x2)−f(x1)=(ax2+b)−(ax1+b)=a(x2−x1).f(x_2)-f(x_1)=(ax_2+b)-(ax_1+b)=a(x_2-x_1).

On divise par x2−x1x_2-x_1, non nul : le quotient vaut aa. Le nombre bb disparaît dans la soustraction, ce qui explique que la pente ne dépende que de aa.

Deux droites qui se coupentDeux droites : f croissante de pente 2 passant par (0 ; 1), et g décroissante de pente -1 passant par (0 ; 4). Elles se coupent au point (1 ; 3).-2-11234-224680fg(0 ; 1)I(1 ; 3)
Deux droites qui se coupent · f(x) = 2x + 1 et g(x) = -x + 4 : le point d'intersection est (1 ; 3).

Taux d'accroissement constant et suites arithmétiques

D'après le programme de première, deux outils décrivent les grandeurs dont la variation reste identique d'une unité à l'autre : les suites arithmétiques et les fonctions affines. Les premières s'appliquent aux grandeurs discrètes, les secondes aux grandeurs continues 1. Une grandeur est continue quand elle peut prendre toutes les valeurs d'un intervalle (une durée, une masse) ; elle est discrète quand elle ne prend que des valeurs isolées (un nombre de mois entiers, un nombre d'élèves).

« Les suites arithmétiques et les fonctions affines modélisent des grandeurs discrètes ou continues dont le taux d'accroissement est constant. » 1

Le programme suggère de rapprocher la façon dont varient les fonctions affines et celle dont varient les suites arithmétiques 1. Voici le parallèle, que tu peux construire toi-même :

Fonction affine Suite arithmétique
Variable xx réel nn entier
Écriture f(x)=ax+bf(x)=ax+b un=u0+nru_n=u_0+nr
Ce qui est constant aa (pente) rr (raison)
Croissante si a>0a>0 r>0r>0
Décroissante si a<0a<0 r<0r<0

Du texte à la fonction : la méthode de modélisation

Exprimer une grandeur en fonction d'une autre est une compétence travaillée depuis le collège 2. Parmi les situations de référence, le programme cite les abonnements, qui conduisent à des fonctions linéaires ou affines 2. Voici une démarche en quatre temps.

Modéliser en quatre tempsQuatre étapes : choisir la variable, repérer la part fixe, repérer la part par unité, écrire et interpréter la fonction.1VariableChoisir ce qui varie : mois, kilomètres, objets2Part fixeCe qu'on paie pour x = 0 : c'est b3Part par unitéCe qui s'ajoute pour chaque unité de x : c'est a4Écrire et interpréterf(x) = ax + b, avec unités et domaine
  1. VariableChoisir ce qui varie : mois, kilomètres, objets
  2. Part fixeCe qu'on paie pour x = 0 : c'est b
  3. Part par unitéCe qui s'ajoute pour chaque unité de x : c'est a
  4. Écrire et interpréterf(x) = ax + b, avec unités et domaine
Modéliser en quatre temps

Offre, demande et point d'équilibre

En première, on représente par des fonctions affines ce que les producteurs proposent et ce que les clients achètent, puis on cherche le point d'équilibre du marché 1. Un produit se vend à un prix pp. Plus le prix est élevé, plus les producteurs souhaitent en vendre : l'offre augmente avec pp. Plus le prix est élevé, moins les clients achètent : la demande diminue quand pp augmente.

Fonction affine par morceaux : le barème de l'impôt

Certains phénomènes ne suivent pas une seule droite. Le calcul de l'impôt sur le revenu en est un exemple : la somme à payer s'obtient avec une expression affine qui change selon la tranche où se situe le revenu. Le programme de première en fait un modèle, appelé fonction affine par morceaux, et y distingue le taux marginal du taux moyen 1. Concrètement, une telle fonction est définie par des expressions affines différentes sur des intervalles consécutifs : la courbe est formée de segments ou de demi-droites mises bout à bout.

Barème fictif : impôt selon le revenu
Revenu (€)Impôt (€)Taux moyen
10 00000 %
20 0001 0005 %
25 0001 5006 %
30 0002 0006,7 %
Barème fictif : impôt selon le revenu · Barème fictif : 0 % jusqu'à 10 000 €, puis 10 % au-delà.

Ajustement affine : le modèle linéaire sur des données

Jusqu'ici, la fonction était donnée par l'énoncé. En statistique, c'est l'inverse : on dispose de mesures et on cherche une fonction qui les résume. Dans la famille des régressions linéaires, le cas le plus élémentaire est l'ajustement affine : on cherche une droite qui permette de décrire une variable statistique yy comme une fonction affine d'une autre variable xx 3.

Limites du modèle et lien avec la suite du programme

Un modèle affine est une simplification. Il convient quand le taux d'accroissement est constant ou presque, sur un intervalle limité. Il convient mal quand la grandeur accélère ou ralentit : une population qui double à intervalles réguliers, ou une trajectoire qui monte puis redescend.

Le modèle affine en un coup d'œilCarte mentale autour du modèle affine : forme, pente, applications, données.f(x) = ax + bCourbe : droitef(0) = bFormeTaux constanta > 0 croîta < 0 décroîtPente aAbonnementOffre / demandeImpôt par tranchesApplicationsAjustement affinePrévision prudenteDonnéesModèle affine

Modèle affine

  • Forme
    • f(x) = ax + b
    • Courbe : droite
    • f(0) = b
  • Pente a
    • Taux constant
    • a > 0 croît
    • a < 0 décroît
  • Applications
    • Abonnement
    • Offre / demande
    • Impôt par tranches
  • Données
    • Ajustement affine
    • Prévision prudente
Le modèle affine en un coup d'œil

Cette notion ouvre sur la suite : les fonctions du second degré permettent de modéliser des phénomènes où le taux d'accroissement lui-même varie, et la variation exponentielle décrit les croissances par pourcentage. Savoir pourquoi le modèle affine ne suffit pas est la meilleure introduction à ces notions.

Exercices corrigés

Exercice 1 Un abonnement de salle de sport

★☆☆Environ 8 min

Une salle de sport demande 15 € de frais d'inscription puis 22 € par mois. On note f(x)f(x) le coût total, en euros, après xx mois.

  1. Écris l'expression de f(x)f(x).
  2. Calcule le coût total après 8 mois.
  3. Que représente le nombre 22 dans le modèle ?
Indice 1

La part fixe est payée même au mois 0.

Indice 2

Remplace xx par 8 dans l'expression trouvée.

Voir la correction pas à pas
  1. Les frais d'inscription sont fixes : b=15b=15. Le prix mensuel s'ajoute à chaque mois : a=22a=22.

  2. On obtient f(x)=22x+15f(x)=22x+15.

  3. Pour 8 mois : f(8)=22×8+15=176+15=191f(8)=22\times8+15=176+15=191 €.

  4. Le nombre 22 est le coefficient directeur : c'est le coût d'un mois supplémentaire, en euros par mois.

Après 8 mois, le coût total est de 191 €. Le coefficient directeur se lit toujours comme la variation de yy pour une unité de plus sur xx.

Exercice 2 Retrouver une droite par deux points

★★☆Environ 10 min

La droite dd passe par A(2 ; 5)A(2\ ;\ 5) et B(6 ; 17)B(6\ ;\ 17) et représente une fonction affine ff.

  1. Calcule le coefficient directeur de dd.
  2. Détermine l'expression de f(x)f(x).
  3. Calcule l'antécédent de 41 par ff.
Indice 1

Utilise a=yB−yAxB−xAa=\dfrac{y_B-y_A}{x_B-x_A}.

Indice 2

Un antécédent de 41 est une solution de f(x)=41f(x)=41.

Voir la correction pas à pas
  1. Coefficient directeur : a=17−56−2=124=3a=\dfrac{17-5}{6-2}=\dfrac{12}{4}=3.

  2. Avec AA : 5=3×2+b5=3\times2+b, donc b=−1b=-1 et f(x)=3x−1f(x)=3x-1.

  3. Vérification avec BB : 3×6−1=173\times6-1=17, correct.

  4. Antécédent de 41 : 3x−1=413x-1=41, donc 3x=423x=42 et x=14x=14.

L'antécédent de 41 est 14. On vérifie : f(14)=3×14−1=41f(14)=3\times14-1=41.

Exercice 3 Prix d'équilibre d'un marché

★★☆Environ 12 min

Sur un marché de miel, l'offre hebdomadaire (en pots) est O(p)=4p−10O(p)=4p-10 et la demande D(p)=50−6pD(p)=50-6p, où pp est le prix du pot en euros.

  1. Calcule le prix d'équilibre.
  2. Calcule la quantité échangée à l'équilibre.
  3. Pour un prix de 8 €, l'offre est-elle supérieure à la demande ? De combien ?
Indice 1

Pose O(p)=D(p)O(p)=D(p).

Indice 2

Pour la quantité, remplace pp dans OO puis vérifie avec DD.

Voir la correction pas à pas
  1. On résout 4p−10=50−6p4p-10=50-6p : on regroupe, 10p=6010p=60, donc p=6p=6.

  2. Quantité : O(6)=4×6−10=14O(6)=4\times6-10=14 et D(6)=50−6×6=14D(6)=50-6\times6=14.

  3. À 8 € : O(8)=22O(8)=22 et D(8)=50−48=2D(8)=50-48=2.

  4. L'offre dépasse la demande de 22−2=2022-2=20 pots.

Le prix d'équilibre est 6 € et 14 pots sont échangés. À 8 €, il y a 20 pots en excédent.

Exercice 4 Un impôt par tranches (barème fictif)

★★★Environ 15 min

Un barème fictif taxe à 0 % la part de revenu jusqu'à 10 000 €, puis à 10 % la part de revenu au-delà. On note RR le revenu annuel et I(R)I(R) l'impôt.

  1. Exprime I(R)I(R) pour R≥10 000R\geq 10\,000.
  2. Calcule l'impôt pour R=25 000R=25\,000 €.
  3. Calcule le taux moyen correspondant et compare-le au taux marginal.
Indice 1

Seule la part au-delà de 10 000 € est taxée.

Indice 2

Taux moyen = impôt divisé par revenu.

Voir la correction pas à pas
  1. Pour R≥10 000R\geq10\,000, la part taxée est R−10 000R-10\,000 : I(R)=0,10 (R−10 000)=0,10 R−1 000I(R)=0{,}10\,(R-10\,000)=0{,}10\,R-1\,000.

  2. Pour R=25 000R=25\,000 : I=0,10×15 000=1 500I=0{,}10\times15\,000=1\,500 €.

  3. Taux moyen : 1 50025 000=0,06\dfrac{1\,500}{25\,000}=0{,}06, soit 6 %.

  4. Le taux marginal est 10 %, supérieur au taux moyen de 6 %, car la première tranche n'est pas taxée.

L'impôt est de 1 500 €, soit un taux moyen de 6 % contre un taux marginal de 10 %.

Quiz

8 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Laquelle de ces fonctions est affine ?

  2. Dans f(x)=3−2xf(x)=3-2x, quel est le coefficient directeur ?

  3. Une fonction affine a un coefficient directeur négatif. Elle est strictement croissante.

  4. Une droite passe par A(1 ; 3)A(1\ ;\ 3) et B(4 ; 9)B(4\ ;\ 9). Quel est son coefficient directeur ?

  5. Que signifie « taux d'accroissement constant » pour une grandeur yy dépendant de xx ?

  6. Offre O(p)=4p−10O(p)=4p-10 et demande D(p)=50−6pD(p)=50-6p. Quel est le prix d'équilibre ?

  7. Dans un barème d'impôt par tranches, passer dans une tranche supérieure applique le nouveau taux à l'ensemble du revenu.

  8. Parmi ces affirmations sur l'ajustement affine, lesquelles sont justes ?

    Plusieurs réponses possibles.

Les questions qu'on se pose

Quelle différence entre fonction linéaire et fonction affine ?

Une fonction linéaire s'écrit f(x)=axf(x)=ax : sa droite passe par l'origine et les valeurs sont proportionnelles à xx 2. Une fonction affine s'écrit f(x)=ax+bf(x)=ax+b : si b≠0b\neq0, elle n'est pas proportionnelle. Toute fonction linéaire est affine, mais la réciproque est fausse.

Comment savoir si une situation se modélise par une fonction affine ?

Cherche un taux d'accroissement constant 1 : chaque unité supplémentaire de xx doit ajouter ou retirer la même quantité à yy. Avec un tableau de valeurs, calcule plusieurs quotients ΔyΔx\dfrac{\Delta y}{\Delta x} : s'ils sont tous égaux, le modèle affine est adapté. Avec un nuage de points, regarde s'ils sont à peu près alignés.

À quoi servent les fonctions affines dans la vie réelle ?

Elles servent à modéliser des abonnements ou des tarifs 2, l'offre et la demande d'un produit avec son point d'équilibre, le barème d'un impôt par tranches 1, ou à résumer des mesures par une droite d'ajustement 3. Dans chaque cas, le coefficient directeur donne la variation pour une unité de plus.

Quelle est la différence entre taux marginal et taux moyen ?

Le taux marginal est celui de la dernière tranche atteinte, le taux moyen est le rapport entre l'impôt total et le revenu total 1. Avec un barème dont la première tranche est à 0 %, le taux moyen reste inférieur au taux marginal.

Peut-on faire confiance à une droite d'ajustement pour prévoir l'avenir ?

Seulement avec prudence. La droite décrit bien les mesures dans l'intervalle étudié, mais une prévision loin de ces mesures (extrapolation) peut être fausse. Une droite qui colle aux points ne prouve pas non plus que xx cause yy 3.

Sources

Programme visé : Programme de mathématiques intégré à l'enseignement scientifique en classe de première générale · education.gouv.fr

  1. Programme de mathématiques intégré à l'enseignement scientifique en classe de première générale, education.gouv.fr. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. MATHÉMATIQUES Organisation et gestion de données, fonctions, eduscol.education.fr. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Régression linéaire, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Forme linéaire, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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