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#1 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 23:53:16

Effectivement, la nuance est importante : « après le chapitre sur le produit scalaire » ne signifie pas « en guise d'application du produit scalaire ».

Meilleurs vœux en retour, avec une corne d'abondance remplie d'échanges passionnants !

#2 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 23:18:39

Rebonsoir Cailloux,

Combien tu confirmes mes froncements de sourcils immédiats en lisant rapidement les réponses : je percevais que quelque chose dans le raisonnement cloche sur le fond.

J'ai effectivement tiqué sur le passage que tu mentionnes.
Rétrospectivement, je me rends compte que la conclusion est du même ordre de celle de Sganarelle dans le Médecin malgré lui lorsqu'il enfume Géronte par son discours pseudo-savant (acte II, scène 4) : « Voilà justement ce qui fait que votre fille est muette. ».

Pour répondre à ta question, contrairement aux deuxième et troisième questions, je ne pense pas avoir orienté la réponse.
Voici ma question :
« On considère un triangle ABC quelconque et un point M distinct de ces trois sommets.
On construit les projetés orthogonaux H et K de A respectivement sur la droite (MB) et sur la droite (MC).
Où faut-il placer le point M pour que la distance HK soit maximale ?

Important : Ce problème est posé à une classe de Première option maths. Selon le prof, il doit être résolu en utilisant le produit scalaire. »

#3 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 20:28:56

Bonsoir Cailloux, bonsoir à tous,

$AH = \left| \overrightarrow{MA} \cdot \frac{\overrightarrow{MB}}{|\overrightarrow{MB}|} \right|$
Ce n'est pas $AH$ mais  $MH = \left| \overrightarrow{MA} \cdot \frac{\overrightarrow{MB}}{|\overrightarrow{MB}|} \right|$

J'ai recopié sans véritablement comprendre car je devais partir faire des courses.

J'ai effectivement froncé les sourcils : comment peut-on déterminer AH, alors que le produit scalaire $\overrightarrow{MA} \cdot \overrightarrow{MB}$ ne dépend absolument pas de la distance AH ?
(J'ai à mon retour demandé d'expliquer. Les explications fournies n'expliquent en fait rien.)

Les voies pédagogiques que je mentionnais passent donc nécessairement par savoir impérativement distinguer le vrai du faux, de façon à ne pas être mené en bateau. Ce qui est en réalité une excellente formation !

Bonne soirée.


PS : Je pense qu'il doit y avoir une vraie solution via le produit scalaire. Mais elle ne se laisse pas facilement appréhender.

#4 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 18:14:03

Avec de tels outils, l'exercice consistera en fait à bien comprendre la solution proposée, et à savoir la redémontrer par soi-même.
Cela ouvre des voies pédagogiques passionnantes...

#5 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 18:10:57

J'ai continué par la question suivante :
« Comment alors démontrer que la longueur HK est égale au demi-périmètre du triangle ABC ? »

Voici la réponse :

Mistral AI a écrit :

Pour démontrer que la longueur \( HK \) est égale au demi-périmètre du triangle \( ABC \) lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \), nous devons utiliser les propriétés géométriques du cercle exinscrit et des projections orthogonales.

### Étapes de la démonstration :

1. **Définir le cercle exinscrit et ses propriétés :**
   - Le cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \) est tangent à la droite \( (BC) \) et aux prolongements des côtés \( (AB) \) et \( (AC) \).
   - Le centre de ce cercle est le point où les bissectrices extérieures des angles \( \widehat{B} \) et \( \widehat{C} \) se rencontrent.
   - Ce point est également sur la bissectrice de l'angle \( \widehat{A} \).

2. **Projections orthogonales :**
   - Lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit, les distances \( AH \) et \( AK \) sont maximisées car \( M \) est équidistant des côtés \( (AB) \) et \( (AC) \).
   - Les projections orthogonales de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) sont donc maximisées.

3. **Calcul de la distance \( HK \) :**
   - La distance \( HK \) est la distance entre les points \( H \) et \( K \), qui sont les pieds des perpendiculaires abaissés de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) respectivement.
   - Lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit, les distances \( AH \) et \( AK \) sont maximales, ce qui maximise également la distance \( HK \).

4. **Lien avec le demi-périmètre :**
   - Le demi-périmètre du triangle \( ABC \) est donné par \( s = \frac{a + b + c}{2} \), où \( a = BC \), \( b = AC \), et \( c = AB \).
   - Lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit, les distances \( AH \) et \( AK \) sont égales aux demi-périmètres des triangles formés par les projections orthogonales.

### Démonstration détaillée :

1. **Projections orthogonales et distances :**
   - Soit \( M \) le centre du cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \).
   - Les distances \( AH \) et \( AK \) sont les projections orthogonales de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) respectivement.
   - Ces distances peuvent être exprimées en termes des côtés du triangle \( ABC \).

2. **Utilisation des propriétés du cercle exinscrit :**
   - Le centre du cercle exinscrit est équidistant des côtés \( (AB) \), \( (AC) \), et \( (BC) \).
   - Les distances \( AH \) et \( AK \) sont donc égales aux demi-périmètres des triangles formés par les projections orthogonales.

3. **Calcul de la distance \( HK \) :**
   - La distance \( HK \) est la somme des distances \( AH \) et \( AK \).
   - Lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit, ces distances sont maximales et égales aux demi-périmètres des triangles formés par les projections orthogonales.

4. **Conclusion :**
   - La distance \( HK \) est donc égale au demi-périmètre du triangle \( ABC \).

### Conclusion :

Lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \), la longueur \( HK \) est égale au demi-périmètre du triangle \( ABC \). Cette position de \( M \) garantit que les projections orthogonales de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) sont maximisées, ce qui maximise la distance entre \( H \) et \( K \) et la rend égale au demi-périmètre du triangle.

#6 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 18:06:22

J'ai, en complément, posé la question suivante :
« Comment, de plus, démontrer que le maximum est atteint lorsque M est au centre du cercle exinscrit dans l'angle  ? »

Voici sa réponse :

Mistral AI a écrit :

Pour démontrer que le maximum de la distance \( HK \) est atteint lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \), nous devons montrer que cette position de \( M \) maximise les distances \( AH \) et \( AK \).

### Étapes de la démonstration :

1. **Définir le cercle exinscrit :**
   - Le cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \) est le cercle qui est tangent à la droite \( (BC) \) et aux prolongements des côtés \( (AB) \) et \( (AC) \).
   - Le centre de ce cercle est le point où les bissectrices extérieures des angles \( \widehat{B} \) et \( \widehat{C} \) se rencontrent.

2. **Propriétés du centre du cercle exinscrit :**
   - Le centre du cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \) est équidistant des côtés \( (AB) \), \( (AC) \), et \( (BC) \).
   - Ce point est également sur la bissectrice de l'angle \( \widehat{A} \).

3. **Projections orthogonales :**
   - Lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit, les distances \( AH \) et \( AK \) sont maximisées car \( M \) est équidistant des côtés \( (AB) \) et \( (AC) \).
   - Les projections orthogonales de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) sont donc maximisées.

4. **Calcul de la distance \( HK \) :**
   - La distance \( HK \) est la distance entre les points \( H \) et \( K \), qui sont les pieds des perpendiculaires abaissés de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) respectivement.
   - Lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit, les distances \( AH \) et \( AK \) sont maximales, ce qui maximise également la distance \( HK \).

### Conclusion :

Le maximum de la distance \( HK \) est atteint lorsque \( M \) est au centre du cercle exinscrit dans l'angle \( \widehat{A} \). Cette position de \( M \) garantit que les projections orthogonales de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) sont maximisées, ce qui maximise la distance entre \( H \) et \( K \).

#7 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 17:54:21

J'avoue : j'ai triché en posant la question à Mistral AI. (Je n'utilise plus Open AI du fait d'une insuffisance dans son SAV.)

Voici sa réponse :

Mistral AI a écrit :

Pour résoudre ce problème en utilisant le produit scalaire, nous devons trouver la position du point \( M \) qui maximise la distance \( HK \), où \( H \) et \( K \) sont les projetés orthogonaux de \( A \) sur les droites \( (MB) \) et \( (MC) \) respectivement.

### Étapes de la résolution :

1. **Définir les vecteurs et les projections :**
   - Soit \( \overrightarrow{MA} \) le vecteur de \( M \) à \( A \).
   - Soit \( \overrightarrow{MB} \) le vecteur de \( M \) à \( B \).
   - Soit \( \overrightarrow{MC} \) le vecteur de \( M \) à \( C \).
   - \( H \) est le projeté orthogonal de \( A \) sur \( (MB) \), donc \( \overrightarrow{AH} \) est perpendiculaire à \( \overrightarrow{MB} \).
   - \( K \) est le projeté orthogonal de \( A \) sur \( (MC) \), donc \( \overrightarrow{AK} \) est perpendiculaire à \( \overrightarrow{MC} \).

2. **Utiliser le produit scalaire pour trouver les distances :**
   - La distance \( AH \) peut être trouvée en utilisant la projection de \( \overrightarrow{MA} \) sur \( \overrightarrow{MB} \):
     \[
     AH = \left| \overrightarrow{MA} \cdot \frac{\overrightarrow{MB}}{|\overrightarrow{MB}|} \right|
     \]
   - De même, la distance \( AK \) peut être trouvée en utilisant la projection de \( \overrightarrow{MA} \) sur \( \overrightarrow{MC} \):
     \[
     AK = \left| \overrightarrow{MA} \cdot \frac{\overrightarrow{MC}}{|\overrightarrow{MC}|} \right|
     \]

3. **Calculer la distance \( HK \) :**
   - La distance \( HK \) est la distance entre les points \( H \) et \( K \), qui sont les pieds des perpendiculaires abaissés de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) respectivement.
   - Pour maximiser \( HK \), nous devons maximiser la différence entre les projections de \( \overrightarrow{MA} \) sur \( \overrightarrow{MB} \) et \( \overrightarrow{MC} \).

4. **Position optimale de \( M \) :**
   - Pour que la distance \( HK \) soit maximale, \( M \) doit être placé de manière à ce que les angles formés par \( \overrightarrow{MA} \) avec \( \overrightarrow{MB} \) et \( \overrightarrow{MC} \) soient égaux.
   - Cela signifie que \( M \) doit être sur la bissectrice de l'angle \( \widehat{BAC} \).

### Conclusion :

Pour maximiser la distance \( HK \), le point \( M \) doit être placé sur la bissectrice de l'angle \( \widehat{BAC} \). Cela garantit que les projections orthogonales de \( A \) sur \( (MB) \) et \( (MC) \) sont équilibrées, maximisant ainsi la distance entre \( H \) et \( K \).

#8 Re : Entraide (collège-lycée) » Optimisation avec le produit scalaire » 29-12-2024 17:46:32

Bonjour,

Intuitivement (intuitivement car je n'ai pas encore la solution), je pense qu'il faut partir de l'égalité
$\overrightarrow{MK} \cdot \overrightarrow {MH} = \dfrac 1 2 \left( MK^2 + MH^2 - HK^2 \right)$
qui mène à l'égalité
$HK^2 = MK^2 + MH^2 - 2 \overrightarrow{MK} \cdot \overrightarrow{MH}$

En introduisant le point A par relation de Chasles dans les deux vecteurs, l'égalité devient
$HK^2 = MK^2 + MH^2 - 2 \left( \overrightarrow{MA} + \overrightarrow{AK} \right) \cdot \left( \overrightarrow{MA} + \overrightarrow{AH} \right)$

soit
$HK^2 = MK^2 + MH^2 - 2 \left( MA^2 + \overrightarrow{MA} \cdot \overrightarrow{AH} + \overrightarrow{AK} \cdot \overrightarrow{MA} + \overrightarrow{AK} \cdot \overrightarrow{AH} \right)$

soit encore
$HK^2
= MK^2 + MH^2 - 2 \left( MA^2 - AH^2 - AK^2 + \overrightarrow{AK} \cdot \overrightarrow{AH} \right)$

Le problème est que $-2 \overrightarrow{AK} \cdot \overrightarrow{AH}$ est égal à
$- 2 \times \left( \dfrac 1 2 \left(AK^2 + AH^2 - HK^2 \right) \right) = - AK^2 - AH^2 + HK^2$

$HK^2$ à gauche de l'égalité, et à droite !!  :-(

Ce n'et donc pas la bonne solution, mais je pense qu'il faut aller dans cette direction et, effectivement, utiliser les possibilités de produits scalaires offertes par la figure.

#9 Entraide (collège-lycée) » Pourquoi ne pas expliquer la notion d'écart-type dès la 4ème ? » 19-12-2024 00:31:36

Borassus
Réponses : 2

Chers amis, bonsoir (ou plutôt bonjour) !

Comme le forum a tendance à s'assoupir un peu, je propose de le redynamiser par la question posée dans le titre :

J'ai eu aujourd'hui mon cours du mercredi avec mon élève de 4ème. Sa classe vient de voir les notions de moyenne et de médiane.

Je lui ai expliqué en guise de préambule que la moyenne seule apporte une information relativement pauvre, que c'est le couple moyenne - écart-type qui est vraiment significatif, et que l'écart-type est une notion importante, car les médias nous inondent de moyennes, sans jamais indiquer, ni a fortiori expliquer, l'écart-type associé à la moyenne mise en exergue.

Je lui ai donc introduit successivement la moyenne des écarts entre les valeurs et la moyenne, moyenne peu intéressante du fait des compensations entre les écarts négatifs et positifs, la moyenne des carrés de ces écarts (c'est-à-dire la variance) pour, justement, éviter les phénomènes de compensation, et la racine carrée de celle-ci, pour revenir à l'unité de la série. (Il a un peu bloqué sur la variance, mais à un moment a bien compris sa nécessité et sa logique de calcul.)

J'ai aussi introduit en passant, et bien sûr en simplifiant, les principaux intervalles de la loi normale : 50 % de la population entre moyenne moins $\dfrac 2 3 \sigma$ et moyenne plus $\dfrac 2 3 \sigma$ (intervalle qui correspond schématiquement à l'intervalle interquartile...) ; 68 % entre moyenne moins un $\sigma$ et moyenne plus un $\sigma$ ; 95 % entre moyenne moins $2 \sigma$ et moyenne plus $2 \sigma$ ; 99,7 % entre moyenne moins $3 \sigma$ et moyenne plus $3 \sigma$.

J'ai insisté sur le fait que la notion d'écart-type devrait être enseignée dès le collège (et non en Première et en Terminale option maths) conjointement à celle de moyenne afin de former les futurs citoyens à mieux appréhender les moyennes dont les médias nous abreuvent, exemples tirés de la presse à l'appui.
(Je n'ai pas eu le temps de lui expliquer le notion d'intervalle de confiance pour faire mieux comprendre ce que signifient les sondages pré-électoraux : notre cours avait duré pas moins de deux heures et demie — comptées seulement une heure et demie —, l'élève était demandeur d'encore plus, mais je devais partir.)

Considérez-vous, vous aussi, qu'enseigner tôt la notion d'écart-type est un acte citoyen ?

Au plaisir de vous lire,
bien cordialement.

#10 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 08-12-2024 09:51:41

Je dirais que si le prof veut tester la bonne compréhension du théorème de Pythagore, il prendra des longueurs qui ne correspondent pas à un "triangle 3, 4, 5" (pour ne pas répéter "triangle multiple du triangle 3, 4, 5").
S'il veut tester la compréhension du théorème et le sens de l'observation, qui en maths est primordial, il pourra utiliser un triangle 3, 4, 5.

Il en est de même au lycée pour un polynôme du second degré : si le prof souhaite s'assurer de la bonne compréhension du discriminant et des formules fournissant la valeur des deux racines, il choisira un polynôme sans racine évidente.
S'il veut aussi tester le sens de l'observation, il choisira un polynôme avec au moins une racine évidente. (D'ailleurs, dans les corrigés que je vois, le prof utilise plutôt la racine évidente, et la factorisation qui en découle.)

#11 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 08-12-2024 00:59:27

Bonsoir ou bonjour à tous,

De toute façon il y a, dans ce fil particulier et sur cet attendu implicite (Pythagore et le triangle 3,4,5) un vrai problème de fond. Je reprends la question : « Soit un triangle BOF rectangle en B, avec OF=10 cm, OB=8 cm. Quelle est la longueur du côté [BF] ? ». La réponse est « 6 cm » et rien d’autre. Éventuellement « la longueur est de 6 cm » si on attend de l’élève une phrase complète. On lui demande une longueur, pas de raconter sa vie. Être jugé sur autre chose que ces 6 cm est hors sujet.

Effectivement, ce fil est tout à fait particulier !!

Si j'ai bien interprété ton paragraphe, on demande de calculer la longueur du côté [BF]. On ne demande pas explicitement de la calculer uniquement en appliquant le théorème de Pythagore. Ce qui compte, c'est les 6 cm. C'est tout ! La façon de les calculer importe en réalité peu !

Je dirais que si le prof veut tester la bonne compréhension du théorème de Pythagore, il prendra des longueurs qui ne correspondent pas à un "triangle 3, 4, 5" (pour ne pas répéter "triangle multiple du triangle 3, 4, 5").
S'il veut tester la compréhension du théorème et le sens de l'observation, qui en maths est primordial, il pourra utiliser un triangle 3, 4, 5.
Le tout, c'est d'avoir préalablement expliqué que le triangle 3, 4, 5 est un triangle rectangle (mais il est tellement mis en exergue dès le début que les élèves l'ont suffisamment intégré), et que tout triangle dont les longueurs sont un multiple de celles d'un triangle rectangle est lui-même rectangle. (Cela peut être proposé en exercice.)

Note : Bien évidemment, le triangle BOF est de mon cru. J'aime bien aussi le triangle HIE.  (Mettre l'accent ad hoc sur le E.  :-)

Signaler et exploiter les fautes de raisonnement ne me dérange pas (c'est quand même la moindre des choses) c’est d'en faire un exemple que je discutais.

Ce n'est pas l'exemple qui pour moi est important : c'est de m'assurer qu'il n'y a pas cachée dans la tête de mon élève une erreur du même ordre. Je procède donc dans une logique de "déminage", et malgré ces déminages, je découvre en permanence des erreurs que je ne connaissais pas, et que je ne pouvais donc pas prévoir.

Vous ne pouvez pas imaginer l'extraordinaire créativité en matière d'erreurs et de confusions que je vois en permanence, et donc, de fait, la très faible assimilation des concepts, y compris parmi mes élèves les plus forts  !

Les deux plus jolies :

  • Pour un capital initial de 1000 euros placé à 3 %, un élève de Première ES a écrit : $C_{n+1} = 1,03C_{n} + 1000$
    La prof a totalement manqué d'humour : NON ! au stylo rouge.

    « Tu te rends compte de ce que tu as écrit ? Non seulement ton capital a augmenté de 3 % à la fin de la première année, mais, en plus, la banque te verse une prime égale au montant déposé !! Donc les 3% pour l'année suivante porteront sur 1030 + 1000 = 2030 euros !! Et à la fin de la seconde année, boum, une nouvelle prime de 1000 euros ! Même l'escroc le plus talentueux n'oserait proposer un tel placement ! » (Je lui ai alors raconté Bernard Madoff.)

  • Sur un exercice de contrôle de Première ES dans lequel il fallait calculer la moyenne d'une production sidérurgique à partir d'un tableau année par année, une élève a calculé... la moyenne des années.  :-)


J'ajouterai que je suis en permanence attentif à l'effet produit par mes expérimentations continuelles : si je vois que telle expérimentation est contre-productive, je l'abandonne. Donc, please, laissez-moi mener mes cours comme je l'entends ! (J'ai eu d'un seul coup envie de relire Le meunier, son fils et l'âne...)


Yoshi a écrit :

La méthode, autrefois très en vogue, de présenter un texte avec des fautes, pour les faire trouver, expliquer, corriger est aujourd'hui (et depuis déjà pas mal de temps), bannie, proscrite...

Pourquoi ?
(Je vois pourtant dans les manuels des exercices consistant à déterminer si une ou un élève a tort ou raison en affirmant telle ou telle chose, ou d'analyser en quoi une copie est fausse. Et, comme le souligne justement Ernst, les QCM sont, par définition, bourrés de réponses fausses. Je rédige des corrigés de QCM détaillés en expliquant la logique des réponses erronées, lorsque cette logique est compréhensible : il y a parfois des réponses pour lesquelles on ne comprend pas cette logique.)


A propos du stylo rouge, je déteste l'utilisation que font les profs du rouge !

Déjà, des annotations du type "NON !", « Tu n'as rien compris ! » — mais c'est toi le prof, c'est ton métier de faire comprendre ! lorsque je me rendais compte qu'une ou un élève n'avait rien compris, c'était pour moi un drame, et je m'en excusais : « Pardon, je n'ai pas perçu que tu n'avais pas compris ! » —, « Aucun travail ! », etc. ne sont déjà pas plaisantes, alors en rouge...

(C'est d'ailleurs ce que les autres pays reprochent à la France : d'avoir une pédagogie "fouettarde", punitive.)


Sur ce, je me couche.
Bonne nuit pour les couche-tard, et bon dimanche à tous.

#12 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 04-12-2024 23:59:43

« En matière d'erreurs, vous avez une créativité insondable ! »

Pour moi, une erreur, une confusion, une mauvaise compréhension sont toujours des enseignements qui me permettent d'enrichir mon "herbier" : si tel élève a pu faire telle erreur ou telle confusion, un autre élève peut aussi la faire. Je préviens donc mes élèves : « Attention à telle erreur ou à telle confusion, je l'ai déjà rencontrée ! »

J'utilise aussi mes propres erreurs — j'en fait, en particulier lorsque mon état de fatigue est significatif — comme outils pédagogiques : « Tu vois qu'on peut facilement faire cette erreur. Tu m'as vu la faire en direct. »

#13 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 04-12-2024 23:25:51

Bonsoir Ernst, bonsoir tout le monde,

Non, je n'ai pas rencontré l'élève standard, et de loin. Chaque élève est différent des autres, et ce qui est possible avec l'un n'est pas forcément possible avec d'autres. (Il y a même des élèves qu'il faut "lever au cric", celui-ci présentant toutefois une fuite : vous shadokez comme un malade, mais à la séance suivante, vous vous rendez compte que la fuite a eu raison de vos efforts.)

Ce que je constate de par ma pratique, que j'enrichis et améliore sans cesse, y compris grâce aux discussions que j'ai avec vous, c'est que mon approche si particulière fonctionne avec la majorité de mes élèves — intuitivement huit élèves sur dix —, que ce soit en cours particulier ou en stage.

Mais majorité signifie aussi minorité, à laquelle ma façon préférentielle d'enseigner n'est pas adaptée. Soit. J'essaie alors une autre approche, parfois sans succès notable. En général, dans cette situation, la séparation se fait alors d'un coté ou de l'autre : par exemple, je peux tenir une année scolaire mais ne souhaite pas continuer l'année suivante ; la séparation peut aussi provenir de la famille.

Exemple, réduire 1666/6664. Je peux simplifier quand il y a la même valeur au numérateur et au dénominateur, donc en supprimant les 6 les uns après les autres j’obtiens 1666/6664 = 166/664 = 16/64 = 1/4. Je connais la règle, j’explique bien, toutes les égalités sont parfaitement justes, et pourtant j’ai du rouge...

Lorsque je découvre une nouvelle erreur, je dis en riant à mon élève « En matière d'erreurs, vous avez une créativité insondable ! » (L'élève rit aussi.)
Mais je n'ai jusqu'ici jamais rencontré celle-ci !

Autre exemple, résoudre x² = 25. Je simplifie en supprimant le 2 dans les deux membres, la bonne réponse est donc x = 5. Là encore c’est parfaitement juste, et pourtant là aussi pof, du rouge...

Idem. Par contre, je rencontre très souvent $3^2 = 6$.

Bonne fin de soirée.

#14 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 04-12-2024 11:30:44

[...]

De même, en cas de développement jugé comme exigeant de la virtuosité technique :
$(x-2y+3z)(x+2y-3z) =?$

Je propose des exercices de ce style. Les élèves sont alors complètement désorientés car il ne savent pas RÉÉCRIRE une expression selon une autre logique. Je leur explique alors qu'un très grand nombre d'exercices se résolvent simplement en réécrivant l'expression initiale selon une autre structure. On ne change rien au résultat de l'expression, mais on en change la vision.

Un bon matheux est paresseux, mais c'est un paresseux intelligent qui réfléchit avant d'agir...

Mille fois oui !!
C'est ce que je dis en permanence en substance à mes élèves : prenez le temps d'observer, de comprendre "la structure grammaticale" d'une expression ! Ce temps court de recul vous évite de perdre beaucoup de temps ! dans leur grande majorité, les exercices sont conçus pour être simples !
(Souvent, lorsqu'on revoit ensemble une copie de contrôle, les élèves sont tout surpris de découvrir la simplicité de certains exercices ou de certaines questions. « C'est tout ? »)

L'ennemi premier est « J'ai pas l'temps ! », affirmation que j'ai entendue un très grand nombre de fois.
La métaphore que j'utilise est « Mais tu as le temps de te taillader les doigts avec une petite lame de rasoir, et de mettre des taches partout sur la copie. Les taches sont les annotations négatives, au stylo rouge, du prof. »

Sur ce, je pars. Bonne journée.

#15 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 04-12-2024 11:10:45

Concernant les trois théorèmes des milieux, j'explique qu'il peuvent s'appliquer à n'importe quel rapport, la condition impérative étant, naturellement, que les rapports soient comptés à partir d'un même sommet. On pourrait donc énoncer les "théorèmes des trois-cinquièmes" ou les "théorèmes des neuf-quarts".
Les élèves comprennent parfaitement que ces extensions relèvent de la logique du théorème de Thales.

Yoshi a écrit :

Dans mon Lebossé & Hémery, le Th de Thalès se disait ainsi :
Des parallèles découpent sur des sécantes des segments proportionnels...
Pourquoi la forme d'aujourd'hui, alambiquée et plus restrictive ?

Oui !!!

PS : Je crois que je vais investir dans l'acquisition de manuels Lebossé & Hémery. Je n'en ai malheureusement aucun.

#16 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 04-12-2024 10:52:36

cailloux a écrit :

Bonsoir à tous,
[...]
Il me semble aussi qu'aucune démonstration sérieuse n'est proposée dans un cours à ce niveau.
De mon point de vue, c'est lamentable. Il ne faut pas s'étonner que l'enseignement des maths parte à vau l'eau dans notre bonne république.
On fait des maths ou on enfile des perles ?
Désormais, certains parlent (par dérision et à juste raison!) de l'"axiome de Pythagore" mais aussi de l'"axiome de Thalès" pas plus démontré au collège.
L'ami Borassus semble cautionner cet état des lieux.
Désolant.

Bonjour Cailloux,

Je suis désolé d'être désolant. :-)

Il y a semble-t-il plus de 400 démonstrations documentées du théorème de Pythagore. (J'ai un livre sur ce théorème qui présente quelques-unes de ces démonstrations.)
Personnellement, cela ne me dérange absolument pas de ne pas en connaître quelques-unes par cœur, et de ne pas savoir le démontrer face à une ou un élève. Ce qui par contre m'intéresse, c'est les logiques qu'on peut déduire de ce fameux théorème.

#17 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 04-12-2024 10:28:01

Bonjour Yoshissime, bonjour à tous,

Quel théorème de la droite des milieux avez-vous démontré et pourquoi ?

Oui ! Mille fois oui ! Que les exercices seraient plus intéressants s'ils donnaient l'impression de découvrir, de démontrer et de rédiger un théorème !

J'ai précisément en mémoire un exercice de géométrie dans le plan et dans l'espace de Terminale dont j'avais rédigé il y a exactement deux ans le corrigé explicatif détaillé pour une élève, Anne.
(Intensément pris par mon projet, je n'arrive malheureusement plus, en ce moment, à rédiger des corrigés explicatifs, ce que j'appelle "mon SAV", car un seul corrigé pouvait facilement représenter une dizaine d'heures, voire le double. J'ai tout un rayonnage rempli de mes écrits rédigés pour tel ou tel élève. Je suis peut-être loin des écrits accumulés par Yoshi, mais cela représente un volume conséquent.)

L'exercice en deux parties, l'une dans le plan, l'autre dans l'esapce, faisait intervenir une translation particulière suivie d'une symétrie elle aussi particulière.

Voici d'abord ce que j'ai noté sur le manuel : « Exemple type d'exercice GPS ! Ne faisant pas comprendre la logique ! Sans intérêt, alors qu'il est intéressant. »

Et voici ce que j'ai écrit à Anne :
eetl.png
Erratum : "l'ordre des transformations" et non "l'ordre des informations".

h4ph.png

J'ai alors réécrit l'énoncé de façon plus générale, sans traiter de cas particulier, en le commençant par

L'objet de cet exercice est de répondre à la question de curiosité « Quelle est la transformation résultant d'une translation suivie d'une symétrie centrale ? »

et en le terminant précisément par les questions

Formulez de façon générale, en français, la transformation résultant de la translation de vecteur $\vec u$ suivie d'une symétrie de centre $\Gamma$. L'ordre des deux transformations successives importe-t-il ?

J'ai ensuite regretté de ne pas avoir écrit « Quel théorème venez-vous de démontrer ? » à la place de « Formulez de façon générale [...] ».

Bonne journée à tous.
@+

#18 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 04-12-2024 02:19:30

Bonsoir (ou, plus probablement, bonjour)

Fichtre ! Que d'échanges de pavés je provoque ! Borassus génère souvent des débats enflammés ; celui-ci n'est pas mal dans le genre.  :-)

Tout d'abord, Doc, tu me reproches de me bousiller la santé. Rassure-toi, je me suis grandement assagi depuis "l'incident" et ne cours pas les cours jusqu'à point d'heure — à un moment, je me suis rendu compte qu'en dehors du dimanche soir, je n'avais pas une seule soirée chez moi —, même si mes journées commencent souvent vers 6 h 30 et se terminent souvent vers 1 h 30, voire 2 h 15. (Je consacre en ce moment beaucoup d'heures à une interface html-css sophistiquée nécessitant un code JavaScript de technicité relativement élevée. Un grand merci à ChatGPT sans lequel ce développement aurait été considérablement plus difficile.)
Mais écrire jusqu'à quatre heures du matin pour répondre à ce sacré Borassus n'est peut-être pas ce qu'il y a de mieux en termes de santé ? :-)

Doc, tu m'as convaincu : j'insisterai auprès de mon élève actuel et auprès de mes éventuels futurs élèves collégiens que les questions de type « Calculer la longueur de tel côté d'un rectangle connaissant les longueurs des deux autres côtés » ou « Déterminer si tel rectangle dont on connaît les longueurs des trois côtés est rectangle ou non » sont destinées à s'assurer que les élèves maîtrisent bien le théorème de Pythagore, sa réciproque et sa contraposée.
Je préviendrai aussi, ce que je fais d'ailleurs systématiquement, qu'une proportion importante d'exercices sont basés sur le triangle 3, 4, 5, qu'il faut apprendre à les repérer facilement, ne serait que pour savoir rapidement à quelle valeur ou à quelle déduction on doit aboutir, et que court-circuiter la question peut être mal vu.

Je rappelle en outre que mon message n°2, qui modérait en quelque sorte le premier, était libellé

Je conseille à mes élèves de d'abord "faire l'âne pour avoir du son" en écrivant le développement "académique" et de placer la résolution simple en remarque.

Je maintiens cependant qu'il est à mon sens pertinent d'expliquer que tout triangle rectangle dont les trois côtés sont un multiple (au sens large : multiplicateur plus grand que 1, ou plus petit que 1) du triangle 3, 4, 5 est un triangle rectangle auquel on peut donc appliquer le théorème de Pythagore.


Je ne saurais répondre ce soir à tous les points que tu soulèves, d'autant plus que je commence à sentir l'heure — il est presque minuit —, m'étant levé à 6 h 15. (Oui, rédiger des réponses fournies demande beaucoup de temps. C'est pour cela que j'avais "feuilletonné" mes réponses.)

Un point toutefois auquel je souhaite répondre : je ne fais rigoureusement pas de "vulgarisation" et cherche au contraire en permanence à montrer que les formules qu'on fait apprendre sont limitées à des cas particuliers, et à élargir autant que possible les concepts enseignés en classe.
Ce n'est, par exemple, pas de la vulgarisation que de faire dériver un produit de trois fonctions composées, de développer une somme de quatre termes élevée à la puissance 2 ou 3, de faire étudier un polynôme du second degré dont la variable est la racine d'un polynôme du second degré, de faire dériver une fonction composée à six ou sept niveaux d'imbrication, de faire dériver une fonction fantaisiste multi-composée de trois variables, de faire calculer une intégrale triple, etc.
C'est en proposant des exercices délirants que je fais comprendre le cours vu en classe. Et mes délires n'ont strictement rien à voir avec de la "vulgarisation".

Justement, à propos d'élévation d'une somme au carré : Je n'ai pas encore vraiment lu en détail la discussion du forum Café mathématique citée par Yoshi et intitulée "Factorisation "intuitive", mais j'ai immédiatement "percuté" sur la phrase de Zebre57

le pb étant que je n'ai jamais vu comme identité remarquable $(a + b + c)^2$.

phrase qui répond à point nommé à mon interrogation

Quelle rupture conceptuelle y a-t-il à montrer la logique de $(a + b + c)^2$ en l'appliquant à un développement de type $(5a - 3b - 7c + 10d)^2$ ?

Pas une seule fois, je n'ai vu un élève de Terminale sachant développer $(a + b + c)^2$ !!
Pourtant, dès que j'écris $(a + b)^2 = a^2 + b^2 + 2ab$, les élèves, collégiens comme lycéens, sans exception, comprennent en moins de deux secondes la logique du développement : les carrés d'abord, deux fois le produit des deux termes ensuite.
Très bien ! Comment maintenant développes-tu $(a + b + c)^2$ ? Deux secondes de réflexion, et hop, ils me dictent, $a^2 + b^2 + c^2 + 2ab + 2ac + 2bc$.
Très bien ! Et maintenant, comment développes-tu $(a + b + c + d)^2$ ? Là il faut trois ou quatre secondes pour comprendre la systématisation : $a$ multiplié par les termes $b$, $c$, $d$ ; $b$ multiplié par les termes $c$ et $d$ ; $c$ multiplié par seulement $d$.
Très bien ! Et maintenant $(5a - 3b - 7c + 10d)^2$ (ou n'importe quel somme qui me passe par la tête).

En moins de trois minutes, cinq si l'exercice proposé est fastidieux, ils comprennent la logique générale du développement d'une somme d'un nombre quelconque de termes élevée au carré, et comprennent que si la somme est composée de seulement deux termes, il n'y a qu'un seul produit de type 2 fois le produit de deux termes différents, signe compris. Exit donc les deux formules ! Il n'y a rien à apprendre, juste une logique générale à comprendre.

Est-ce là une difficulté insoutenable, réservée à une élite au QI particulièrement élevé et bénéficiant d'un contexte socio-économique plus que favorable ? Pourquoi quasiment aucun élève de Terminale ne sait développer $(a + b + c)^2$ ???
Et cette explication est accessible aussi bien en cours particulier, en stage de vacances ou en classe.

Note : Le public des stages de vacances n'est pas toujours facile. Le plus souvent, les élèves n'ont pas demandé à suivre un stage pendant leurs vacances, ou fin de vacances en été. Régulièrement, j'ai un ou une élève qui d'emblée veut saborder le stage en ayant une attitude qui montre à quel point il ou elle s'en bat une certaine partie de son anatomie. Puis à un moment, il ou elle se prend au jeu que je propose, commence à avoir plaisir à comprendre, et devient presque intenable : il ou elle veut toujours répondre, explique aux autres, veut des exos encore plus délirants. Tu n'as pas idée, et Yoshi le confirmera sans doute, à quel point les élèves peuvent avoir plaisir à comprendre !
(J'ai le souvenir d'une fille, de Première je crois, qui au début était parfaitement réfractaire et désagréable. A la fin du stage, elle s'est jetée à mon cou, et m'a, sous le regard étonné des autres stagiaires, déposé un énorme poutou sur la joue. :-)

Sur ce, je vais commencer à me préparer au dodo. (Cela fait presque 19 heures que je veille, et il est presque 1 h 30.)

PS : Je serai à l'extérieur quasiment toute la journée de demain. Je ne pourrai donc vous lire et répondre qu'en soirée.

#19 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 30-11-2024 17:31:39

Bonjour à tous, bonjour bien cher Doc,

Ton rappel "poudrique" m'a fait sourire. C'est bien là l'intérêt du feuilleton : on attend plus ou moins impatiemment la suite.  :-)

En espérant que tout aille pour le mieux.

Outre l'effort de programmation en JavaScript d'une fonctionnalité d'interface sophistiquée, qui nous a demandé, à Chat et à moi, pas mal de travail et d'essais successifs, j'ai eu à subir lundi soir une perte financière relativement conséquente qui m'a coûté, et me coûte encore, pas mal de temps, mais, surtout, pas mal d'énergie mentale. (Disons que j'ai "bénéficié" d'un "cours particulier" à un taux horaire de premier ordre...)
Donc, effectivement, tout n'allait pas pour le mieux.


Revenons à nos moutons rectangulaires 3, 4, 5.

L'élève de Quatrième qui a de fait initié cet intéressant débat a écrit sur sa copie de contrôle « On remarque que le triangle est un multiple du triangle 3, 4, 5. Donc il est rectangle. »
Annotation du prof : « Intéressant ! Très bien ! »
(Je vous adresserai la photo de cet extrait lorsque l'élève aura récupéré sa copie, pour laquelle il a eu 19.)
L'élève : « C'est dommage qu'on ne nous prévienne pas pour les multiples du triangle 3, 4, 5 car les exercices sont bourrés de triangles 3, 4, 5 ! »

Un très grand nombre d'exercices sont basés sur des simplifications qu'il faut savoir remarquer : racine évidente de polynômes du second degré, identités remarquables cachées qu'il faut, précisément, remarquer — une identité remarquable, c'est fait pour être remarquée :-) —, etc.
Si on remarque ces simplifications, la résolution de l'exercice peut être rapide et simple. Si on ne les remarque pas, on peut désagréablement patiner, d'où coût en temps et, surtout, en stress pouvant faire rater le contrôle.
La véritable difficulté est de prendre le temps de déceler la, ou les, simplifications plus ou moins cachées qu'a utilisées l'auteur de l'exercice.

Pourquoi alors n'aurait-on pas le droit de remarquer que le triangle étudié est un multiple du triangle 3, 4, 5, à plus forte raison si le prof a préalablement montré, preuve aisée à l'appui, qu'en multipliant (ou en divisant) les trois côtés d'un triangle rectangle par un même nombre, on obtient un triangle rectangle "ressemblant" au premier ?!


Séance de mercredi dernier avec cet élève. Je m'étais fait le pari que je pourrai sans difficulté lui expliquer les formules d'Al-Kashi, et donc lui montrer que l'égalité de Pythagore est en réalité un cas particulier d'une logique générale applicable à n'importe quel triangle.
Je lui ai donc rapidement expliqué les rapports trigonométriques de base dans un triangle rectangle, en lui précisant qu'il les verra en Troisième, et en lui indiquant que ces rapports sont utilisables pour n'importent quels angles, et pas seulement pour les deux angles aigus d'un triangle rectangle, ce qui est vu en Première. Je lui ai aussi montré l'utilisation de la touche "cos" et de sa fonction associée "Arccos" sur sa célèbre calculette verte.
Je lui ai alors énoncé la logique, en français, des formules d'Al-Kashi, en lui précisant qu'elles sont vues en Première option maths. Et ensuite, vogue la galère ! Je lui ai fait calculer longueurs de côté et mesures d'angle de triangles absolument quelconques, dont certains avec un angle très obtus, et donc deux angles très aigus, ce qui l'a littéralement fasciné : « Ah oui, ce sont vraiment des triangles quelconques ! ».
Je me suis même offert le luxe de lui expliquer la notion de radian...

J'expérimente sans cesse, et ose de plus en plus. Avec à chaque fois la presque surprise de voir avec quelle facilité "ça passe", avec quel plaisir les élèves comprennent en toute facilité des notions normalement vues bien plus tard, voire en Prépa, et avec quel plaisir ils résolvent facilement des exercices totalement fantaisistes et délirants qu'aucun prof normalement constitué n'oserait proposer — justement, je ne suis pas un prof "normalement constitué" —, ce qui les rend fiers. Ils se sentent alors intelligents !
(L'année dernière, une élève de Première m'a dit « J'ai l'impression qu'on nous prend pour des débiles ! »  « A un point que tu n'imagines pas ! »)

Et ceci, bien cher, est possible pas seulement dans un contexte de cours particulier avec un élève qui a oublié d'être bête, mais aussi en stage ou en classe, avec des élèves disposant de capacités de compréhension hétérogènes.


Mes certitudes, basées sur un grand nombre d'expériences — je ne sais combien de centaines —, sont les suivantes :

1) A partir du moment où il n'y a pas de rupture conceptuelle et où on reste dans la même logique, les élèves peuvent comprendre BEAUCOUP PLUS que ce qu'impose le sacro-saint programme relatif à leur niveau scolaire officiel !

  • Quelle rupture conceptuelle y a-t-il à montrer la logique de $(a + b + c)^2$ en l'appliquant à un développement de type $(5a  -3b -7c + 10d)^2$ ?

  • Quelle rupture conceptuelle y a-t-il à expliquer ce qu'est une racine cubique — quelle est la racine cubique de 8 ou de 27 ? en général pas plus de deux secondes de réflexion —, une racine quatrième, une racine n-ième ?
    Quelle rupture conceptuelle y a-t-il à expliquer à partir de $a^m \times a^p = a^{m + p}$ et de $a = a^1$ que $\sqrt {a} = a^{\frac{1}{2}}$, et que plus généralement que $\sqrt[n]{a} = a^{\frac{1}{n}}$.
    Mieux, en faisant observer que $\frac{3}{2} = 3 \times \frac{1}{2} = \frac{1}{2} \times 3$ on peut expliquer que $a^{\frac{3}{2}}$ désigne, pour $a$ positif le cube de la racine carrée, ou la racine carrée du cube.

  • Quelle rupture conceptuelle, pour revenir à mon expérimentation, y a-t-il à montrer la logique des formules d'Al-Kashi ?
    Ah oui, ces dernières introduisent la notion de cosinus — je ne parle même pas de celle de produit scalaire. Hé bien, introduisons-la rapidement, le principal étant de faire comprendre que l'égalité de Pythagore est un cas particulier.

  • Quelle rupture conceptuelle — j'arrêterai là mon anaphore "quelle rupture conceptuelle ?" ; je pourrai fournir toute une charretée d'exemples — y a-t-il à faire comprendre la logique de la dérivée d'un produit d'un nombre quelconque de fonctions ? Pourquoi s'arrêter à la seule formule ânonnée un nombre incalculable de fois  $(uv)' = u'v + uv'$ ?
    Pourquoi ne pas demander de déterminer la dérivée seconde de ce produit (les élèves remarquent immédiatement l'analogie avec l'identité remarquable) ?
    Et la dérivée seconde du produit de plusieurs fonctions ?
    Und so weiter.

2) Plus on élargit les concepts étudiés, plus on établit de connexions avec les autres notions, et mieux les élèves comprennent !
A l'inverse, le cloisonnement strict entre les notions — cette année nous étudions pile, l'année prochaine nous étudierons face ; vous n'avez pas encore étudié cette notion, on ne peut donc l'évoquer — nuit considérablement à la compréhension : on explique en détail une pièce de puzzle sans expliquer comment elle s'insère dans l'ensemble.

3) Je suis absolument opposé à ce que j'appelle la "démonstratite aiguë", c'est-à-dire ce prurit consistant à vouloir systématiquement démontrer toutes les notions utilisées. (Faut-il subir la démonstration de tout le fonctionnement d'un téléphone mobile pour pouvoir l'utiliser ?)
Une démonstration n'est à mon sens intéressante et, surtout, utile que dans la mesure où elle permet de retrouver facilement une formule — mémorisez le moins possible, retrouvez le plus possible ! —, ou lorsqu'elle permet de se convaincre d'une donnée a priori peu intuitive.

Pas plus tard qu'hier soir, un élève de Terminale s'énervait contre la démonstration à-la-mords-moi-le-nœud — contrairement à ce qu'on pourrait penser, il ne s'agit pas d'une expression grossière : https://fr.wiktionary.org/wiki/%C3%A0_l … -n%C5%93ud — de son prof pour démontrer que la limite de $\dfrac{e^x}{x^n}$ quand la variable tend vers plus l'infini est plus l'infini — « mais c'est évident que la fonction exponentielle augmente beaucoup plus rapidement que n'importe quelle puissance ! » — , alors que la démonstration en partant de $x = n \times \dfrac{x}{n}$ est toute simple.

Croyez bien que les élèves comprennent parfaitement « on démontre que », et ne demandent la démonstration que celle-ci leur permet de mieux comprendre. (Par ce que j'observe, ces démonstrations continuelles sont ressenties comme une véritable violence qui contribue sensiblement à les dégoûter des maths.)


Sur ce, je vous laisse, chers amis bibmathiens.

(Vous aurez sans doute perçu que je ne réponds pas à une phrase particulière d'un message, mais que je réponds de façon globale à ce principe qui consiste à ne présenter une notion que si les notions préalables ont été dûment démontrées et analysées, sous peine de (profondément) perturber les élèves.)

Bonne soirée de samedi.
Bien cordialement,
Borassus-le-Rebelle

#20 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 24-11-2024 21:07:55

Bonsoir cher Yoshissime,

Quel plaisir de te lire !! Merci !

Juste pour la partie théâtralisation des cours, voici des exemples que je m'offre :

  • Lors d'un stage de vacances, une ou un élève, je ne sais plus, avait fait une erreur de confusion absolument magistrale. Ma réponse:
    « Tu te rends compte ?! A mon âge, me faire un coup pareil ?! Tu imagines, je fais un malaise cardiaque — la plaisanterie était prémonitoire... :-) — il faut appeler le SAMU, qui m'emmène à l'hôpital ! Tu te vois dire à tes parents le soir que tu as expédié ton prof de maths à l'hôpital parce que tu avais fait une faute énorme ??!! »
    Rires joyeux des stagiaires, élève fautif compris, qui ne s'est nullement senti(e) dévalorisé(e).

  • A un moment, en cours particulier avec une élève de Première, je voyais que la fille était au bord des larmes parce qu'elle ne comprenait pas un théorème.
    J'ai alors soudainement mis un genou au sol et lui ai déclamé le théorème sur le ton d'une déclaration d'amour. Les larmes ont immédiatement disparu, et le théorème est d'un seul coup devenu évident.

  • En m'inspirant de la magnifique prestation de Fernandel dans "Le Chpountz" « Tout condamné à mort aura la tête tranchée ! », je me suis amusé à faire réciter en classe ou en stage le théorème de Pythagore sur plusieurs tons, par exemple sur le ton de la colère : « Mais, sacré nom d'une pipe, combien de fois je devrais vous répéter que dans un triangle rectangle le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des deux autres côtés ??!! C'est pas possible, vous êtes butés, ou quoi ?! »,
    ou de la profonde tristesse, proche de la dépression : « Ah mon Dieu, je n'arriverai jamais à comprendre que dans un triangle rectangle, le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des deux autres côtés ! Comme c'est triste ! »

Succès garanti !

Dans notre métier, on devrait nous donner à nos débuts, quelques cours. On devrait nous apprendre à jouer avec notre voix, ce qui permettrait de mieux accrocher notre public..-

J'avais eu à un moment le projet de monter, avec l'aide d'une amie actrice, des cours de théâtre destinés aux profs. Le projet est mort-né faute de viabilité économique : qui paiera cette formation ? le prof ? son établissement ? l'EN ?
J'ai par la suite assisté à un stage pour profs de maths animé de façon brillante par un ponte de l'EN — mais qui avait un regard très critique sur elle — qui militait pour le théâtre soit obligatoire dans la formation des profs. J'étais assis près de lui ; il m'a vu acquiescer avec vivacité.

Pour le reste, je te place, cher Yoshi, dans la pile de mes réponses. :-)

#21 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 24-11-2024 20:20:05

Bonsoir à tous,

Etant revenu de mon cours de deux heures de ce matin, ayant déjeuné et ayant consacré un peu de temps pour moi, je peux continuer ma réponse "feuilletonnée".

DrStone a écrit :

Le seul problème dans ta démarche, c’est que tu entres en conflit avec le professeur et son enseignement.

Mais, bien cher, je suis en permanence en conflit avec le professeur : quand l'élève m'annonce que tel sujet a été abordé en classe, je lui demande si je peux d'abord lui expliquer le sujet à ma façon, ce que l'élève accepte toujours, quitte à ensuite faire la synthèse avec l'enseignement du prof. En général, ma façon d'expliquer, effectivement très différente, plaît davantage. (« En une heure et demie avec vous, j'ai plus compris qu'en une semaine de cours. »)

Professeur qui se doit d’enseigner ce que sa direction lui dicte comme tout fonctionnaire : il n’a pas le luxe de faire ce qu’il veut comme toi.

Les profs doivent effectivement respecter une certaine "ligne du parti" mais ont tout de même une certaine latitude dans la façon dont ils l'appliquent. Je vois donc dans les notes et polycopiés de cours, et dans les exercices étudiés, certaines individualités, en particulier chez les professeurs du secteur privé.

Peut-être que lui aussi il aimerait présenter la même méthode que toi, mais que simplement il ne peut pas. Soit parce que sa direction lui interdit, soit parce qu’il sait que ça entre en conflit avec ce que le programme demande

Il n'y a pas en permanence un "commissaire du peuple" assis au fond de la classe, prêt à sanctionner tout déviationnisme. Et il n'y a pas dans la classe des caméras de vidéo-surveillance enregistrant la teneur du cours.

Mais, pour revenir au sujet initial, est-ce vraiment un déviationnisme que d'expliquer qu'en multipliant les trois longueurs d'un triangle rectangle par un même nombre, on obtient un triangle rectangle, et que bon nombre d'exercices sont construits sur le schéma 3,4,5, exemples concrets à l'appui, ce qui permet de déterminer très rapidement la longueur demandée, ne serait-ce que pour savoir à quelle valeur on doit aboutir en appliquant le raisonnement académique ?

On peut alors, en passant, indiquer qu'en multipliant les trois longueurs de n'importe quel triangle par un même nombre, on obtient un triangle semblable au premier, c'est-à-dire "ressemblant" à celui-ci, avec les mêmes angles. L'élève voit alors que la multiplication des trois longueurs d'un triangle rectangle n'est qu'un cas particulier d'une logique générale. Et il accepte très volontiers le fait que la notion de triangles semblables soit développée un peu plus tard.

"Logique générale", c'est quelque chose que je cherche en permanence à montrer  : « Les formules qu'on vous fait apprendre sont le plus souvent des cas particuliers de logiques générales, qui, elles, n'ont pas besoin de formules. ». Et une fois la logique générale comprise, les formules et théorèmes particuliers deviennent simples et quasi naturels, et sont surtout compris comme cas particuliers.

[...]et que ça pourrait perturber plus d’un élève d’avoir deux présentations

Non, résolument non ! J'en fais quotidiennement l'expérience : les élèves comprennent parfaitement qu'il peut y avoir plusieurs façons d'aborder un sujet, et comprennent aussi la nécessité de "faire l'âne pour avoir du son" — je leur apprends l'expression — et donc de faire comme le prof demande — surtout si le prof semble assez "caractériel" (1) —, tout en comprenant qu'il y a d'autres façons de voir et de raisonner.
Par exemple, pour illustrer les différentes interprétations possibles d'une expression, je demande de répertorier quelques façons d'interpréter $\dfrac{ab}{c}$ :
$a \times \dfrac{b}{c}$  ;  $(ab) \times \dfrac{1}{c}$  ;  $\dfrac{a}{c} \times b$  ;  $\dfrac{1}{c} \times (ab)$  ;  $\dfrac{1}{c} \times a \times b$.
Quelle interprétation doit avoir "force de loi" ??

(1) Une élève de Première m'a raconté récemment la réaction de son prof lorsque quelqu'un dans la classe pose une question à propos d'une autre façon de présenter un concept ou de résoudre un exercice : « Ecoutez, je suis prof agrégé ; j'enseigne depuis vingt ans ; vous n'allez pas m'apprendre comment je dois enseigner ! ».
Oui, Monsieur ! Bien, Monsieur ! Comme vous voudrez, Monsieur ! Nous ne poserons plus de questions, Monsieur !)

Si j'étais si perturbant, crois-tu que les parents me garderaient pendant deux, trois ou quatre années — même élève ou fratrie — ou qu'il me recommanderaient à d'autres familles ?

Je pense vraiment que ça pourrait être un bon exercice de pensée de te remettre dans les bottes du Borassus collégien : n’aurait-il pas été perdu s’il avait reçu pleins d’informations de résolutions complémentairement contradictoires ? (Oui, j’invente des expressions !) Aurait-il vraiment été en mesure de savoir où donner de la tête dans ses devoirs ? Aurait-il su et compris ce qu’attendait son professeur afin de ne pas avoir 0 ? Etc.

Expérience de pensée totalement inutile pour moi : j'étais 37ème sur 37, et n'en souffrais pas outre mesure, même si j'essayais un tant soit peu de comprendre.
Par contre, je suis quotidiennement, sept jours sur sept, en contact de lycéens et, maintenant dans une moindre mesure, de collégiens, qui sont, souvent douloureusement et avec découragement, perturbés de ne pas comprendre les cours vus en classe, de ne pas comprendre la façon dont il faut résoudre telle ou telle typologie d'exercices, de ne pas comprendre la logique d'ensemble des formules énoncées, de se recevoir des annotations rageuses et désobligeantes (voir le message précédent).

Normalement, sauf cas exceptionnels tels que maladie ou déscolarisation, le soutien scolaire, qu'il soit individuel ou organisé par des organismes dédiés,  ne devrait pas exister : les cours en classe devraient amplement suffire.
Et pourtant, « Estimé à plus de 2 milliards d’euros de chiffre d’affaires générés, le marché du soutien scolaire concerne plus d’un million d’élèves français sur un total de 12 millions d’élèves d’écoles, de collèges et de lycées. Ces dernières années, la demande de cours particuliers progresse d’environ 2% par an. Avec plus de 40 millions d’heures de cours de soutien scolaire dispensés par an, la France est en tête du classement européen.
Plus spécifiquement, selon un sondage TNS-Sofrès, il y aurait un collégien sur 5 et un lycéen sur 3 qui bénéficient de cours particuliers à domicile. Le budget annuel moyen des parents est de 1 500 euros avant la déduction fiscale permise depuis la loi Borloo de 2005. » (https://www.economiematin.fr/etat-des-l … hatgpt.com). »
Un lycéen sur trois !! Cherchez l'erreur !

[...]qui font de toi un personnage assez atypique sur ce forum

Extrait,  "légèrement" atypique, de mon CV :
Bac littéraire (1971) suivi de 3 années de licence de russe
Assimilation en autodidacte des programmes scientifiques de 2nde C à Maths Spéciales, et au-delà.
De 1974 à 1979, nombreux cours de mathématiques de la 6ème à Maths Spéciales (plus de 20 h par semaine)
Colleur remplaçant de mathématiques en Maths Sup, Maths Spé et Prep' Hec.

[...]avec des programmes et des exigences toujours revus à la baisse du fait du niveau toujours plus abyssal des-dits élèves.

Je te raconte de temps en temps à mes élèves et à mon entourage comme quelqu'un qui ne perçoit comme "vraies maths" que les seules maths de Concours général ou d'Olympiades, et qui vitupère à répétition contre "le niveau abyssal" de l'enseignement et des élèves.

N'ayant pas été élevé dans un contexte de "vraies maths", je ne ressens pour ma part rigoureusement aucune vitupération contre le niveau de maths. Je cherche seulement à montrer à mes élèves qu'à partir du moment où ils comprennent la logique d'une notion, ils peuvent résoudre avec une facilité qui les stupéfie des exercices à première vue effrayants.
(Dernièrement,  lors de notre premier cours, j'ai vu la mâchoire d'une élève de Terminale littéralement se décrocher de stupéfaction devant une dérivée complètement fantaisiste à six niveaux d'imbrication dont elle avait écrit la structure en à peine une minute. Vous avez sans doute noté que les dérivées de fonctions composées à plusieurs niveaux d'imbrication sont l'une des mes "spécialités". :-)

Ce qui, par contre, me désole est de voir le manque de rigueur et de cohérence de certains profs — je dis alors à l'élève, qui se rend compte de ce manque de cohérence « Il paraît que c'est rigoureux, les maths ! » ; acquiescement dubitatif de l'élève— et de me rendre compte que des profs, même de lycées prestigieux, ne comprennent visiblement pas la logique des formules qu'ils enseignent.
Deux exemples concrets, parmi (beaucoup) d'autres :

  • Encadré et mis en gras « Un entier $a$ est multiple de l'entier $b$ s'il existe un entier $k$ tel que $a = k \times b$
    Exemple à la ligne suivante : « $21 = 7 \times 3$, donc $21$ est multiple de $7$. »
    Pourquoi ne respectez-vous pas la structure que vous avez vous-même encadrée et mise en gras juste au-dessus ??!!

  • J'explique que la somme de termes consécutifs d'une suite arithmétique est égale au nombre de termes de la somme multipliée par la moyenne du premier et du dernier termes. (C'est tout simplement comme si tous les termes de la somme étaient égaux à cette moyenne.)
    Les formules que je vois parfois :

    $\dfrac{n - p + 1}{2} \times (u_p + u_n)$ — et si le nombre de termes est impair ?? que signifie concrètement la somme du premier et du dernier termes ?? —

    ou $\dfrac{(n - p + 1)(u_p + u_n)}{2}$ — quelle est la signification de $(n - p + 1)(u_p + u_n)$ ?? —.


    Dans les manuels, je vois l'énoncé « le nombre de termes multiplié par la demi-somme du premier et du dernier termes.
    Figurez-vous que dans le langage "non savant", la demi-somme de deux nombres s'appelle "la moyenne des deux nombres". A quel âge un enfant sait calculer la moyenne de deux nombres ? Demander-lui de calculer la demi-somme de deux nombres...


Ayant été suffisamment prolixe, j'arrêterai ici la deuxième partie de ma réponse.
Merci de votre attention.

La suite suit. (Продолжение следует.)
Prière de ne pas répondre pour l'instant (même si forte démangeaison :-).

Bonne soirée à tous.

#22 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 24-11-2024 01:27:07

Bonsoir ou bonjour Doc, bonsoir ou bonjour Ernst, bonsoir ou bonjour à tous,

Avant de vous répondre plus en détail, je tiens à rappeler que j'exerce mon métier de prof de maths à domicile depuis plus de douze ans, et que je totalise intuitivement de l'ordre de 10 000 de cours — ce serait un travail de bénédictin chinois que de vouloir calculer le total exact en examinant mes très nombreux bulletins de paie —, répartis en environ 200 élèves, dont une bonne partie pendant deux, trois ou quatre années successives. (Je suis aussi souvent transmis de famille en famille.)

J'anime aussi avec vivacité plaisante des stages de vacances. (Une fois, une fille m'a interrompu en me disant « C'est étonnant ! On dirait que vous jouez votre cours. » « Mais oui ! un cours doit se jouer ! Vous êtes le public à qui on se doit de jouer nos cours ! » Les élèves, unanimes : « On aimerait bien que nos profs jouent leurs cours ! ». Une autre fois, j'ai tenu une quinzaine d'élèves de Terminale pendant trois heures et quart, sans pause, sans que personne, moi compris, ne s'en aperçoive.)

J'ai eu aussi deux expériences magiques en tant que prof de classe, en 4ème (trois classes) et en 5ème (une classe), ainsi que deux classes de Terminale, mais n'ai plus accepté de missions par simple nécessité de ne pas, au sens réel du terme, me tuer. (Outre mes heures de cours, de préparation et de correction — je me surinvestissais et consacrais pas moins d'une heure par copie —, j'avais tous mes élèves particuliers, ce qui me faisait des semaines à 70 ou 75 heures : je me couchais à 2 h et me levais à 7 h, dimanche compris. Je vivais tellement passionnément mon métier qu'il n'est pas étonnant que j'aie fait il y a cinq ans un arrêt cardiaque de trente secondes, heureusement immédiatement récupéré par l'équipe des Urgences. Ce qui m'a fait très fortement fait comprendre qu'un prof passionné est d'abord un prof VIVANT.)

Donc, bien cher, ne penses-tu pas qu'il serait bienvenu, voire courtois, de ne pas m'enseigner un métier que je pratique aussi passionnément et aussi intensément depuis déjà un nombre conséquent d'années ?..
(et que j'espère pouvoir exercer aussi longtemps que la vie me le permettra)

Par ailleurs, de l'ordre de 200 élèves dont une bonne partie jusqu'à quatre années successives, cela représente peut-être de l'ordre de 300 ou 350 profs, d'établissements publics ou privés, dont certains prestigieux, que j'ai pu "rencontrer" à travers mes élèves. Je vois donc les notes et polycopiés de cours, les sujets de contrôle, les corrigés des exercices, les corrections des copies — je vois TRÈS rarement des corrections de copie bienveillantes et encourageantes !  Yoshi, de tous les profs que j'ai pu indirectement côtoyer, tu es, et de loin, le plus bienveillant !
Je dispose donc d'un "balcon d'observation" de tout premier ordre...

Enfin, comme vous avez largement eu l'occasion de le remarquer, je suis profondément rebelle, et le deviens de plus en plus, aux formules répétées un nombre incommensurable de fois sans que la logique de fond en fût expliquée et comprise — c'est quelque chose que j'entends assez souvent de la part de mes élèves, notamment de Terminale : « Le prof nous a balancé toute une série de formules dont je ne comprends pas la logique ! »
Je m'évertue donc à expliquer non pas ce que je sais du haut de mon statut de prof, mais bien ce que peu à peu, avec effort, je comprends. (Il n'est quasiment pas de cours dont je ne sorte avec une compréhension approfondie, à tel point que je ne sais parfois qui de moi ou de l'élève a le plus apporté à l'autre.)
Et je peux vous assurer que mes élèves comprennent parfaitement la distinction que je fais entre "maths apprises" et "maths comprises" : « Là, on est dans les maths comprises » me disent-ils.

Je termine ici la première partie de ma réponse.
S'il vous plaît, ne répondez pas pour l'instant, et laissez-moi exposer ce que je voudrais dire.

La suite suit. (Продолжение следует, pour ceux d'entre vous qui lisent le russe.)

Bonne fin de soirée à ceux qui veillent encore, et bonne journée de dimanche à tous.

#23 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 22-11-2024 22:27:47

Bonsoir bien cher Doc, bonsoir à tous,

Mais si, mais si, je comprends. Et suis, comme d'habitude, peu d'accord avec ce que tu écris.
Mais, devant partir en cours pour toute l'après-midi, je n'avais pas le temps de te répondre comme je le voudrais.
Je le ferai peut-être demain, si j'en ai la disponibilité.

Bonne soirée à tous.

#24 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 22-11-2024 14:02:43

Donc, une fois bien expliqué ce corollaire, on peut facilement expliquer que, à partir du moment où on a montré que le triangle (65, 72, 97) est rectangle, tout multiple de ce triangle est lui-même rectangle.
Par exemple le triangle (65 x 2 ; 72 x 2 ; 97 x 2), ou le triangle (65 x 3 ; 72 x 3 ; 97 x 3), ou encore le triangle (65 x pi ; 72 x pi ; 97 x pi) , voire le triangle (65 x 2817 ; 72 x 2817 ; 97 x 2817)

(Je peux vous assurer, pour l'avoir mainte et mainte expérimenté, qu'on peut donner des exercices délirants à partir du moment où les élèves en ont compris la logique. Et ils aiment résoudre facilement des exercices délirants.)

#25 Re : Entraide (collège-lycée) » Théorème de Pythagore et triangles multiples du triangle 3, 4, 5 » 22-11-2024 13:28:16

Bonjour DeGeer, bonjour à tous,

Je ne pense pas qu'il soit nécessaire d'introduire ou d'utiliser la notion de triangles semblables.

Il suffit d'expliquer, en le démontrant, que tout triangle généré en multipliant les trois longueurs d'un triangle rectangle par un même nombre vérifie l'égalité du théorème de Pythagore, et est donc un triangle rectangle. (Cela peut d'ailleurs être énoncé comme corollaire du TdP.)

Si le triangle ABC est rectangle en B, AC² = AB² + BC².
Si maintenant on construit un triangle A'B'C' en multipliant les trois longueurs par un nombre $k$, on a d'une part A'C'² = (kAC)² = k²AC²,
et d'autre part A'B'² + B'C'² = (kAB)² + (kBC)² = k²AB² + k²BC² = k²(AB² + BC²) = k²AC².
De par la réciproque du théorème de Pythagore appliquée au triangle A'B'C', ce triangle est rectangle.

Cela est vrai notamment pour tout triangle multiple du triangle 3, 4, 5.

Maintenant, ouvrez votre manuel au chapitre consacré au Théorème de Pythagore et amusez-vous à repérer le plus rapidement possible (et à résoudre la plus rapidement possible) les exercices construits à partir d'un multiple du triangle 3, 4, 5. Vous verrez qu'il y en a un certain nombre, toute simplement parce que ce sont des exercices faciles à concevoir.

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