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Gral 2007-2008

Gral 2007-2008

page 1 sur 3

Expérimenter,

conjecturer, démontrer

Distance minimale dans un

triangle Fiche professeur

I. Présentation de l'activité

ABC est un triangle rectangle en A.

M est un point de l'hypoténuse [BC].

N et P sont les projetés orthogonaux respectifs de M sur [AB] et [AC]. On veut déterminer sur [BC] un point M tel que la distance NP soit minimale. Pour résoudre ce problème, on peut rester dans un cadre purement géométrique. Nous avons fait le choix de privilégier un cadre analytique.

II. Public/niveau : Seconde ou Première S

III. Objectifs

Expérimenter, conjecturer et démontrer sur un problème d'optimisation. Conformément au programme officiel, cette activité aide " à poursuivre

l'apprentissage d'une démarche déductive », en utilisant " les possibilités qu'offrent les

logiciels de géométrie ». " L'étude de fonctions ne sera pas présentée comme une fin en soi, mais interviendra lors de la résolution de problèmes » (Programme de 1ère S).

IV. Pré-requis

Mathématiques

Connaissances de base : théorèmes de Thalès et de Pythagore, droites remarquables dans un triangle ; Connaissances de seconde : repérage dans le plan ; fonctions affines ; notion d'extremum ; Connaissances de première : polynômes du second degré ou fonction et dérivation.

T.I.C.E.

Savoir utiliser un logiciel de géométrie dynamique.

V. Déroulement

Réflexion individuelle (en classe ou à la maison) de façon à permettre aux élèves de

s'approprier le problème. En salle informatique, seul ou par groupe de deux : recherche d'une conjecture. En classe : mise en place d'une stratégie de démonstration. En travail à la maison : Rédaction d'une démonstration dans un cas numérique (ou général). Ce scénario prend environ 1 h 40 pour la recherche de la conjecture et des stratégies de

démonstration. Il correspond à un travail collectif encadré. Les aides sont fournies à la demande : on

peut construire des aides de mêmes sortes que celles proposées dans l'activité 2 (méthodologique,

technique, mathématique). AB C M N P

Gral 2007-2008

Gral 2007-2008

page 2 sur 3 A propos de la rédaction de la démonstration

L'organisation décrite dans le compte rendu a l'avantage de faire travailler les élèves à différents

niveaux selon leurs difficultés en algèbre.

VI. Apport de l'outil informatique

L'expérimentation permet de conjecturer la position du point M qui donne la distance minimale : cette conjecture n'a rien d'évident et constitue une phase de recherche intéressante avant la démonstration analytique. On peut lire d'ailleurs, dans le compte-rendu, une démonstration

géométrique rendue possible par l'existence de la conjecture, trouvée par des élèves qui ont

voulu continuer à travailler sur ordinateur !

Cette activité permet de valider des compétences du B2i du domaine 3 : créer, produire, traiter,

exploiter des données (ici une situation géométrique).

VII. Prolongements possibles

Cette activité peut aussi être traitée suivant les scénarios des activités " 2. Rectangle dans un

triangle » et " 4. Orthogonalité dans un triangle ». L'activité 4 peut en être un prolongement, ou ce peut être le contraire...

Source

Ce problème a été proposé lors des évaluations des programmes de Première S par l'APMEP.

Gral 2007-2008

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page 3 sur 3 AB C M N P

Expérimenter,

conjecturer, démontrer

Distance minimale dans un

triangle

Fiche élève

L'objectif de ce travail

Chercher une conjecture et la démontrer.

L'intérêt de ce travail

Comprendre qu'un même exercice peut être résolu dans différents cadres.

Comprendre que " géométrie, algèbre, analyse.. » ne sont pas des parties séparées des

mathématiques.

Les consignes

Vous devez :

établir une conjecture pour le problème ci-dessous ; rédiger une démonstration.

Evaluation

Toute démarche pertinente même non aboutie sera prise en compte et valorisée.

Matériel autorisé

Calculatrice et logiciels : tableur, traceur de courbe, logiciel de géométrie...

Le problème

ABC est un triangle rectangle en A.

M est un point de l'hypoténuse [BC].

N et P sont les projetés orthogonaux respectifs de M sur [AB] et [AC]. On veut déterminer, sur [BC] un point M tel que la distance NP soit minimale.quotesdbs_dbs9.pdfusesText_15