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Composition

La vidéo explique le concept de la composition de deux fonctions. L'exemple utilisé est la fonction "racine de x² plus 7". La fonction est décomposée en trois étapes : passer de x à x², puis de x² à x² plus 7, et enfin prendre la racine de x² plus 7. Les trois fonctions appliquées à x sont : la fonction carré, la fonction qui ajoute 7, et la fonction racine. Cette décomposition permet de composer la fonction en trois étapes. 

Ensuite, la vidéo donne une définition théorique de la composition de fonctions. Elle explique que la composition de deux fonctions est associative (c'est-à-dire que (UV)W est égal à U(VW)), mais elle n'est pas commutative (c'est-à-dire que UV est en général différent de VU). Elle donne l'exemple de deux fonctions, l'une étant une parabole et l'autre une exponentielle, pour illustrer cette non-commutativité.

Finalement, la vidéo conseille de se rappeler que la composition de fonctions n'est pas commutative et encourage les spectateurs à poser des questions dans le forum.

Bienvenue dans cette vidéo expliquant ce que c'est la composition de deux fonctions. Alors, j'ai pas mal de slides et d'exemples pour vous montrer. On va commencer direct avec ça, c'est mieux un exemple que de la théorie comme d'hab. Partons directement avec une fonction et faisons-en un jeu. Alors, en combien d'étapes est-ce qu'on peut décomposer la fonction suivante ? Essayez de répondre. Racine de x² plus 7. Quand je dis étapes, c'est-à-dire étapes de construction en partant de x. A votre avis, en combien d'opérations je vais pouvoir faire sur x pour construire petit à petit cette quantité racine de x² plus 7 ? C'est une vraie question. La première transformation, tout bêtement si je vous fais la liste, c'est on passe de x à x². Première étape, passer de x à x². Très bien. On pourrait ensuite prendre ce x² et le faire passer, le faire transformer en x² plus 7. Voilà ce qui serait une deuxième étape. Vous avez compris l'idée, ce n'est pas compliqué ce que je fais. Je décompose juste en mini blocs d'action. Partir de x² plus 7, tout ce que j'ai à faire maintenant c'est l'opération prendre la racine. Voilà, on a réussi à décomposer cette fonction en briques assez élémentaires. On pourrait dire qu'on a fait subir à x trois transformations. On pourra dire qu'on a composé x par trois fonctions simples pour arriver à la racine finale, racine de x² plus 7. Quelles sont les trois fonctions qu'on a appliquées à notre variable x ? La première fonction que ce x a subi c'est la fonction qui donne à chose la chose au carré. Donc ici il y a x, x². La deuxième transformation, je l'ai appelée g, c'est la transformation, donc la fonction qui a truc, donne truc plus 7. J'ai mis v ici pour mettre quelque chose qui n'est pas x. Chose, c'est x². Qu'est-ce que j'ai fait avec ? J'ai pris chose et je l'ai fait plus 7. Je fais exprès de bien décomposer pour qu'on comprenne ce que j'applique en fait la fonction g à x². Mon chose ici, ou ma chose ou mon truc, c'est x². Et enfin j'applique la transformation racine, donc h de quelque chose, h de chose égal racine de chose. En effet, chose ici étant x de plus 7, je l'applique racine comme ça. Donc on pourrait dire qu'on a composé en trois étapes. J'aurais pu faire un chemin qui était x donne x² plus 7 donne racine de x² plus 7. Dans ce cas-là, on aurait pu dire que x a subi deux transformations. On a composé par deux fonctions pour arriver au résultat final. La première fonction étant la fonction qui a truc associé truc au carré plus 7, que j'appelle k ici. Et ensuite, la même qu'avant, je prends chose, mon objet, et je lui applique la racine. Il se trouve que x² plus 7, ça avait le bon goût d'être positif strictement. Et donc j'ai pas eu de problème de définition, notamment quand j'ai pris une fonction un peu spéciale, qui est la racine. La racine, rappelez-vous, on peut pas la prendre pour un nombre négatif. Mais heureusement, x² plus 7, c'était simple, j'avais même pas de question à me poser. Après, si je prends la racine de 1 sur 1 moins x, par exemple, là, ça se complique un peu. Faut faire vachement plus attention, il faudra faire attention à l'ensemble de définition, etc. Définition générale. Maintenant qu'on a fait un exemple, on passe à la définition théorique. Normalement, elle devrait être beaucoup plus digeste, maintenant qu'on a vu un exemple très concret. Soit V et U de fonction, tel que U est défini sur l'intervalle i, à valeur dans l'intervalle j. C'est-à-dire que, par exemple, si je prends la fonction racine, je peux prendre n'importe quelle réelle dans l'intervalle i qui serait R+. Elle est à valeur dans l'intervalle j, ça veut dire que c'est l'intervalle dans lequel arrivent toutes les valeurs. C'est-à-dire que si je prends racine, où arrivent les valeurs de la racine, dans quel ensemble sont les valeurs de la racine ? Racine de 1, racine de 2, racine de 8,5, tout ça c'est dans l'ensemble R+. On prend ensuite V qui est défini sur j, donc l'intervalle d'arrivée de la fonction précédente, mais qui lui est à valeur dans k. Donc j'ai bien U qui prend un x dans i et qui l'envoie dans l'intervalle j, puis V, elle, une fonction qui, il se trouve, prend sa chose, son truc si vous voulez, dans j et l'envoie dans k. On va noter alors dans ce cas là, VU, on met un petit rond entre les deux, la fonction qui est définie par VU2x, c'est en fait une écriture pour V2U2x. Donc l'idée c'est qu'on prend un x dans i et on l'envoie avec VU dans k directement. En fait si vous réfléchissez, avec U, U2x arrive dans j, et ça tombe bien parce que U2x, si c'est dans j, je peux lui appliquer V, c'est-à-dire que je peux venir le récupérer par V et faire V2U2x, V d'un truc dans j, comme j'ai vu ici, V d'un truc dans j, va arriver dans k. C'est ça qu'on fait ici. Quelques petites propriétés, associativité, la composée de fonctions est associative. Donc en gros si on a UV et W3, fonctions qui vérifient les bonnes conditions de définition, et bien je n'ai qu'une racine, des inverses, il faut faire attention, alors on a W rond V rond U qui est égal à W rond V rond U. En fait c'est assez intuitif, il n'y a pas trop de problèmes là-dessus. Commutativité, là par contre il y a un problème. Ce n'est pas commutatif, V rond U en général est différent du U rond V. Pourquoi ? Prenons un exemple, ça veut dire que d'abord on applique à X U puis V, ou on applique d'abord en V puis U. Ça par exemple ça va être faux les trois quarts du temps. Si on prend un exemple, si U c'est la fonction qui a X associé X carré moins 7, espèce de parabole, et si V c'est la fonction qui a X associé l'exponentiel, tout bête. On a d'un côté, si je commence par imposer à X U, je fais V de U de X, donc c'est V rond U qu'on écrit V rond U de X qui en fait vaut V de U de X, j'ai une jolie écriture. V de U de X c'est U de X, X carré moins 7, on applique V dessus, donc c'est l'exponentiel de X carré moins 7. Très bien, faisons le contraire. Cette fois-ci on prend X, on applique à X V, donc ça fait E de X. On applique ensuite à ce E de X, U, donc ça devient E de X, le tout au carré, moins 7. Ça fait E de 2X moins 7. Clairement, ces deux fonctions sont différentes. Pour vous montrer qu'elles sont différentes d'ailleurs, une manière simple, c'est de prendre la valeur en 0. Celle-ci elle vaut E de moins 7, celle-ci elle vaut moins 6. Voilà, rien à voir. Voilà ce que j'avais à dire sur la composition. Le plus important c'est de se rappeler que ce n'est pas commutatif. J'espère que c'était clair avec l'exemple et que la définition formelle vous a pas trop fait peur. Si vous avez des questions, comme d'habitude, c'est dans le forum, et je vous dis à la prochaine.

Composition : Déf

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