Équation d’une droite et fonction affine (à partir de deux points ou du coefficient directeur et d’un point)
Choisissez un mode, puis entrez les coordonnées de deux points (ou le coefficient directeur et les coordonnées d’un point). Si vous entrez aussi une valeur de x, la valeur de y correspondante est calculée.
Table des matières
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Ce que vous pouvez faire sur cette page
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À quoi sert ce calcul ?
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Mode d'emploi
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Formules et graphiques
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Symboles et termes
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Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
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Calculer avec Excel
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Calculer avec Google Sheets
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Calculer avec Python
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Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
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Faire faire le calcul par ChatGPT
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Les atouts de DataChef
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Fonctions connexes
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Liste des calculatrices NumberChef
Ce que vous pouvez faire sur cette page
- Trouvez tout de suite l’expression de la fonction affine \(y = ax + b\) dont la droite passe par deux points \((x_1\,;\,y_1)\) et \((x_2\,;\,y_2)\), en entrant simplement leurs coordonnées
- Vous pouvez aussi choisir un mode qui trouve l’expression à partir du coefficient directeur \(a\) et d’un point de la droite
- Le coefficient directeur (taux de variation) est calculé avec les étapes de \(a = \dfrac{\Delta y}{\Delta x}\). Les réponses sont données en fractions irréductibles (valeurs exactes)
- Le calculateur trouve aussi les points d’intersection avec l’axe des abscisses et l’axe des ordonnées, la valeur de \(y\) pour un \(x\) de votre choix, et trace la droite
- Si les deux points ont la même abscisse, la droite ne représente pas une fonction affine : le calculateur l’indique (droite verticale « x = constante ») et explique pourquoi
- Une explication simple des formules et des formules à copier-coller pour Excel, Google Sheets et Python se trouvent aussi sur cette page
À quoi sert ce calcul ?
Un prix de la forme « abonnement ou prise en charge + un montant par unité consommée » est exactement la fonction affine \(y = ax + b\) : l’ordonnée à l’origine \(b\) est la partie fixe et le coefficient directeur \(a\) le prix unitaire. Par exemple, un taxi à 4 € de prise en charge plus 1,50 € par kilomètre coûte \(y = 1{,}5x + 4\) : un trajet de 3 km revient à \(1{,}5 \times 3 + 4 = 8{,}5\), soit 8,50 €.
Retrouver le prix unitaire et la partie fixe à partir de deux factures (deux couples consommation-montant), c’est exactement « trouver l’expression à partir de deux points ».
Un ressort s’allonge proportionnellement à la masse qu’on y suspend (loi de Hooke) : la longueur totale du ressort, « longueur à vide + allongement », est donc une fonction affine. Par exemple, un ressort de 10 cm à vide qui s’allonge de 2 cm par masse a une longueur \(y = 2x + 10\) (\(x\) est le nombre de masses).
En déterminant l’expression à partir de deux mesures (deux points), on peut prévoir la longueur pour des masses qu’on n’a pas encore essayées. C’est un exemple classique qui relie la physique-chimie et les mathématiques au collège.
En moyenne, l’air se refroidit d’environ 0,6 °C chaque fois qu’on monte de 100 m (c’est le gradient thermique, une valeur moyenne indicative). Si l’on connaît la température en bas, une fonction affine donne une estimation de la température en haut. Par exemple, s’il fait 25 °C dans la vallée, la température à \(x\) km plus haut est d’environ \(y = 25 - 6x\) : à un sommet situé 2 km plus haut, il fait environ 13 °C.
La température réelle dépend aussi du temps et de l’humidité : ce n’est pas une formule exacte, mais une approximation pratique pour choisir ses vêtements avant une randonnée.
Les coûts d’une activité prennent souvent la forme « coûts fixes comme le loyer + un coût variable par article fabriqué », qui est aussi une fonction affine : l’ordonnée à l’origine correspond aux coûts fixes et le coefficient directeur au coût variable par article.
En comparant la droite des coûts et celle des recettes, on voit « combien d’articles il faut vendre pour faire un bénéfice » (le seuil de rentabilité). C’est une première étape très courante d’un business plan.
Les degrés Fahrenheit (°F), utilisés aux États-Unis, et les degrés Celsius (°C), utilisés en France, sont liés exactement par la fonction affine \(F = 1{,}8C + 32\). Avec un coefficient directeur de 1,8 et une ordonnée à l’origine de 32, c’est un exemple courant de relation exactement affine.
Par exemple, 20 °C correspondent à \(1{,}8 \times 20 + 32 = 68\) °F. Cette formule sert directement à lire une météo américaine ou la température de four d’une recette en anglais.
Formules et graphiques
Symboles et termes
Symboles
| \(y = ax + b\) | y égale a x plus b | La forme générale d’une fonction affine : \(a\) est le coefficient directeur et \(b\) l’ordonnée à l’origine. On écrit aussi \(f(x) = ax + b\). Pour l’équation réduite d’une droite, les manuels de lycée écrivent souvent \(y = mx + p\). |
| \(a\) | a | Le coefficient directeur (taux de variation) : de combien y augmente chaque fois que x augmente de 1. Par convention, on utilise les premières lettres de l’alphabet, \(a\), \(b\), \(c\), pour des nombres fixés. |
| \(b\) | b | L’ordonnée à l’origine : la valeur de y pour x = 0, c’est-à-dire la hauteur où la droite coupe l’axe des ordonnées. |
| \(x_1,\ y_1\) | x indice 1, y indice 1 | Les coordonnées du point 1. Le petit chiffre en bas à droite s’appelle un indice : c’est un numéro qui dit « de quel point il s’agit » (ce n’est ni une multiplication ni un exposant). |
| \(\Delta\) | delta | La lettre grecque delta majuscule, le D grec, comme dans « différence ». Elle désigne une variation : \(\Delta x\) est la variation de x et \(\Delta y\) la variation de y. |
| \(\left(-\dfrac{b}{a}\,;\,0\right)\) | moins b sur a, zéro | Le point d’intersection avec l’axe des abscisses. Son ordonnée vaut 0 et son abscisse est \(-\dfrac{b}{a}\), la solution de l’équation \(ax + b = 0\). |
| \((0\,;\,b)\) | zéro, b | Le point d’intersection avec l’axe des ordonnées. Son abscisse vaut 0 et son ordonnée est l’ordonnée à l’origine \(b\) elle-même. |
Termes
| fonction affine | Une fonction de la forme \(f(x) = ax + b\). Sa représentation graphique est une droite. Vue en 3e (14-15 ans). |
| fonction | Une règle qui, à chaque nombre qu’on lui donne, associe un seul nombre. Imaginez une machine : on y met \(x\) et il en sort \(y\). Par exemple, si on met 3 dans la machine \(y = 2x + 1\), il en sort 7. |
| coefficient directeur | Le nombre qui indique « de combien la droite monte ou descend chaque fois qu’on avance de 1 horizontalement » (sa pente). Positif, la droite monte de gauche à droite ; négatif, elle descend ; nul, elle est horizontale. |
| taux de variation | La variation de y divisée par la variation de x, \(\dfrac{\Delta y}{\Delta x}\). Pour une fonction affine, il est le même partout et il est égal au coefficient directeur \(a\). |
| ordonnée à l’origine | L’ordonnée du point où la droite coupe l’axe des ordonnées (la valeur de y pour x = 0). Pour la fonction affine \(y = ax + b\), c’est \(b\). |
| fonction linéaire | Une fonction de la forme \(y = ax\), qui traduit une situation de proportionnalité : quand x est multiplié par 2 ou par 3, y l’est aussi. C’est la fonction affine particulière dont l’ordonnée à l’origine \(b\) vaut 0 (sa droite passe par l’origine). |
| coordonnées | Le couple de nombres \((x\,;\,y)\) qui repère un point. La position horizontale est l’abscisse et la position verticale l’ordonnée. |
| repère | Deux droites graduées qui se coupent à angle droit : l’axe des abscisses (horizontal) et l’axe des ordonnées (vertical). C’est le quadrillage sur lequel on trace les graphiques. |
| origine | Le point \((0\,;\,0)\) où se coupent l’axe des abscisses et l’axe des ordonnées. On le note \(O\), comme « origine ». |
| point d’intersection | Le point où deux lignes se coupent. Sur cette page, on cherche les points où la droite coupe l’axe des abscisses et l’axe des ordonnées. |
| variation | De combien une valeur a changé, calculé par « valeur d’arrivée − valeur de départ ». Si la valeur a diminué, la variation est négative. |
| constante | Un nombre fixé, qui ne change pas. Dans une équation comme « x = 2 », 2 est une constante, et l’équation représente la droite verticale dont l’abscisse vaut toujours 2. |
| fonction constante | Une fonction dont la valeur de y est toujours la même, quel que soit x. Son expression est de la forme \(y = b\), et sa droite est horizontale, parallèle à l’axe des abscisses. C’est \(y = ax + b\) avec \(a = 0\) : en France, on la compte parmi les fonctions affines. |
Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
Voici ce qu’il est utile de savoir pour utiliser les calculs de cette page en comprenant ce qu’ils font.
En cas de difficulté, revoir ces notions est le chemin le plus court.
| Les nombres relatifs (5e-4e, 12-14 ans) |
|
| Le repère du plan (5e, 12-13 ans) |
|
| La proportionnalité et la fonction linéaire (6e-3e, 11-15 ans) |
|
| Le calcul littéral et les équations (5e-4e, 12-14 ans) |
|
| Le calcul avec les fractions (CM2-5e, 10-13 ans) |
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Calculer avec Excel
| Abscisse du point 1, x1 | 1 |
| Ordonnée du point 1, y1 | 3 |
| Abscisse du point 2, x2 | 4 |
| Ordonnée du point 2, y2 | 9 |
| Coefficient directeur a (taux de variation) | =(B4-B2)/(B3-B1) |
| Ordonnée à l’origine b | =B2-B5*B1 |
| Abscisse du point d’intersection avec l’axe des abscisses | =-B6/B5 |
| Coefficient directeur a | 2 |
| Abscisse du point, x1 | 3 |
| Ordonnée du point, y1 | 7 |
| Ordonnée à l’origine b | =B3-B1*B2 |
| Valeur de x pour calculer y | 5 |
| Valeur de y correspondante | =B1*B5+B4 |
| Coefficient directeur a | 2 |
| Ordonnée à l’origine b | 1 |
| Abscisse du point d’intersection avec l’axe des abscisses | =-B2/B1 |
| Ordonnée du point d’intersection avec l’axe des ordonnées | =B2 |
Le premier tableau trouve l’expression à partir des deux points (1 ; 3) et (4 ; 9) : le coefficient directeur a vaut 2, l’ordonnée à l’origine b vaut 1 (l’équation de la droite est y = 2x + 1), et l’abscisse du point d’intersection avec l’axe des abscisses vaut −0,5. « / » est la division et « * » la multiplication.
Le deuxième tableau part du coefficient directeur 2 et du point (3 ; 7) : l’ordonnée à l’origine b vaut 1, et y vaut 11 pour x = 5.
Le troisième tableau trouve seulement les points d’intersection avec les axes, à partir de l’équation (coefficient directeur et ordonnée à l’origine). Si les deux points ont la même abscisse, le diviseur vaut 0 et une erreur (#DIV/0!) s’affiche : cela correspond au fait que le coefficient directeur n’existe pas (la droite ne représente pas une fonction affine).
Calculer avec Google Sheets
| Abscisse du point 1, x1 | 1 |
| Ordonnée du point 1, y1 | 3 |
| Abscisse du point 2, x2 | 4 |
| Ordonnée du point 2, y2 | 9 |
| Coefficient directeur a (taux de variation) | =(B4-B2)/(B3-B1) |
| Ordonnée à l’origine b | =B2-B5*B1 |
| Abscisse du point d’intersection avec l’axe des abscisses | =-B6/B5 |
| Coefficient directeur a | 2 |
| Abscisse du point, x1 | 3 |
| Ordonnée du point, y1 | 7 |
| Ordonnée à l’origine b | =B3-B1*B2 |
| Valeur de x pour calculer y | 5 |
| Valeur de y correspondante | =B1*B5+B4 |
| Coefficient directeur a | 2 |
| Ordonnée à l’origine b | 1 |
| Abscisse du point d’intersection avec l’axe des abscisses | =-B2/B1 |
| Ordonnée du point d’intersection avec l’axe des ordonnées | =B2 |
Calculer avec Python
from fractions import Fraction
# Coordonnées des deux points (une fraction comme 3/4 s’écrit Fraction(3, 4))
x1, y1 = Fraction(1), Fraction(3)
x2, y2 = Fraction(4), Fraction(9)
slope = (y2 - y1) / (x2 - x1) # coefficient directeur a (taux de variation) = Δy ÷ Δx
intercept = y1 - slope * x1 # ordonnée à l’origine b = y1 − a×x1
print(f"Coefficient directeur a = {slope}")
print(f"Ordonnée à l’origine b = {intercept}")
print(f"Équation de la droite : y = {slope}x + {intercept}")
if slope != 0:
print(f"Intersection avec l’axe des abscisses : ({-intercept / slope}, 0)")
print(f"Intersection avec l’axe des ordonnées : (0, {intercept})")
x_value = Fraction(5) # la valeur de x pour calculer y
print(f"Pour x = {x_value}, y = {slope * x_value + intercept}")
Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
y = ax + b
y = ax + b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi><mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<mi>b</mi>
</mrow>
</math>
y = a x + b
y == a x + b
y := a*x + b;
y = a*x + b;
y = ax + b
a = (y₂ − y₁) ÷ (x₂ − x₁)
a = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
a = (y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)
(y2 - y1)/(x2 - x1)
a := (y2 - y1)/(x2 - x1);
a = (y2 - y1)/(x2 - x1);
a = (y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)
b = y₁ − ax₁
b = y_1 - a x_1
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>=</mo>
<msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>−</mo>
<mi>a</mi>
<msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub>
</mrow>
</math>
b = y_1 - a x_1
y1 - a x1
b := y1 - a*x1;
b = y1 - a*x1;
b = y_1 - a x_1
x = −b ÷ a
x = -\frac{b}{a}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo>
<mfrac><mi>b</mi><mi>a</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
x = -b/a
-b/a
x := -b/a;
x = -b/a;
x = −b/a
Faire faire le calcul par ChatGPT
Tu es un assistant de calcul mathématique spécialisé dans les fonctions affines. Fais le calcul suivant en exécutant réellement du code Python, et appuie ta réponse uniquement sur les nombres obtenus à l’exécution (ne réponds pas de tête ni au jugé). Trouve l’expression y = ax + b de la fonction affine dont la droite passe par les deux points (1 ; 3) et (4 ; 9). Donne : 1. Le coefficient directeur a (taux de variation), avec les étapes de Δy/Δx 2. L’ordonnée à l’origine b 3. L’expression y = ax + b 4. Les coordonnées des points d’intersection de la droite avec l’axe des abscisses et avec l’axe des ordonnées 5. La valeur de y pour x = 5 En Python, utilise le module fractions de la bibliothèque standard pour calculer de façon exacte, et montre les formules utilisées et les nombres obtenus à l’exécution. Si une réponse est une fraction, donne-la sous forme irréductible.
Mode d'emploi
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1Saisissez vos nombresTapez les nombres à calculer dans les champs de saisie
-
2CalculezAppuyez sur le bouton « Calculer »
-
3Lisez le résultatLe résultat s’affiche aussitôt. La même page explique aussi le raisonnement et la formule
Les atouts de DataChef
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