Théorème des valeurs intermédiaires

13»

Réponses

  • Quelle stupidité de demander à des élèves d'appliquer le théorème des valeurs intermédiaires (son corollaire plus exactement) pour démontrer que l'équation $f(x)=2,999$ avec $f(x)=\dfrac{3}{1+\text{e}^{-2x}}$, a une unique solution !
  • C'est vrai !

    Par contre, je pense que tu suggères de résoudre l'équation.
    Pour l'anecdote, je ne connais aucune copie qui propose rigoureusement dans sa présentation que la solution trouvée est la seule.
  • Résoudre l'équation ? Peut-être l'enseignant qui propose cet exercice traite le chapitre sur l'exponentielle, et ne traitera le logarithme que dans quelques semaines, en attendant il remplace la question "résoudre l'équation", pas "démontrer que l'équation admet une unique solution".
    Je ne vois vraiment strictement rien de stupide.
    Karl Tremblay 1976-2023, je t'appréciais tellement.
  • Zeinot:

    Visiblement les élèves connaissent les propriétés de l'exponentielle et du logarithme.
    Dans le paquet de copies que je suis en train de corriger, il y a un élève qui a résolu l'équation mentionnée ci-dessus.
    Sur le coup j'étais incrédule, je ne sais pas pourquoi mais j'ai l'a priori que le théorème des valeurs intermédiaires ne sert pas à grand chose quand on peut résoudre "algébriquement" une équation.

    Si on veut faire en sorte qu'un élève utilise le th. des valeurs intermédiaires (ou son corollaire) on évite l'équation mentionnée dans mon précédent message.
  • FDP, je ne comprends pas trop ce que tu dis. Tu corriges les copies de quelqu'un d'autre, ou d'un énoncé qui n'est pas de toi ? Qui demande aux élèves, comme tu le mentionnes dans ton message précédent, d'appliquer le TVI ?
    Karl Tremblay 1976-2023, je t'appréciais tellement.
  • biely écrivait http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?18,1603934,1776478#msg-1776478

    > J'en profite pour passer un énorme coup de gueule sur ce T.V.I. en tant que parent d'élève
    > (je ne suis pas prof de maths pour information mais j'ai toujours apprécié cette matière)
    > quand je vois dans les manuels scolaires actuels que l'on confond théorème des valeurs
    > intermédiaires et théorème de la bijection (ou corolaire du T.V.I.).

    Je n'utilise pas de manuel en classe. Mon cours est polycopié et suivi d'une grande quantité d'exercices. C'est également ce que font mes collègues de terminale. Il ne faut pas généraliser sur le travail des enseignants à partir de ce que l'on peut lire dans les manuels.
    Pour ma part, je dis, corollaire du T.V.I. et j'ai un collègue qui parle de bijection (même aux ES).

    > Le pire étant le cas de ma fille qui est en seconde et qui s'est vu noté un zéro sur un
    > devoir maison car elle avait répondu "on ne peut pas savoir" à la question : combien de
    > solution(s) l'équation f(x)=0 a t-elle sur l'intervalle [1;5] en donnant seulement un
    > tableau de variation avec la "flèche qui monte" avec f(1)=-2 et f(5)=3 (sans aucune autre
    > information comme continue ou strictement...) Et la réponse "juste" qu'il fallait écrire : il
    > y a exactement une solution!!! le pire est à venir : comme explications de la
    > prof , la continuité est "sous-entendu" (la bonne blague, on se demande bien pourquoi on parle de
    > continuité en terminale...) et le strictement est aussi "sous entendu" par la flèche qui
    > monte...incroyable mais vrai...

    Si j'avais dû écrire un exercice destiné à des élèves de seconde pour trouver le nb nombre de solutions de $f(x)=0$, j'aurais donné la courbe plutôt que le tableau.
    Toutefois, cela ne me fait pas bondir. Il y a souvent des implicites au collège et au lycée, même en terminale. Tout dépend comment les flèches du tableau ont été expliquées dans le cahier de cours.

    > Je vois également un autre "bug" : en première on apprend qu'une fonction est croissante si la
    > dérivée est positive ou nulle et strictement croissante si la dérivée est strictement
    > positive (ce qui est vrai mais peu précis) Je vois également un autre "bug" : en première
    > on apprend qu'une fonction est croissante si la dérivée est positive ou nulle et strictement
    > croissante si la dérivée est strictement positive (ce qui est vrai mais peu précis) et il
    > n'est pas rare de constater que l'on applique ce fameux faux T.V.I (dans le sens théorème de la
    > bijection) en terminale alors que la dérivée est positive ou nulle (mais ne s'annule qu'en des
    > valeurs isolées donc effectivement on peut dire qu'elle est strictement croissante mais personne
    > ne l'explique il me semble).

    Non, il n'y a pas de problème à parler de fonction strictement croissante, le th donné en première est celui-ci :

    si f'>0 sur I sauf éventuellement en un nb nombre fini de pts points où f' s'annule, alors f est strictement croissante sur I.
  • Zeinot:

    Je corrige par paquets de cinquante (généralement) des copies de bacs blancs d'établissements privés. Terminales S/ES.
    Le sujet est donné par les enseignants en charge de l'enseignement des mathématiques de ces établissements.
    La plupart du temps (mais pas toujours) ils recyclent un sujet déjà donné au bac dans le passé (ils n'ont pas encore le sujet de l'année en cours j'imagine ou bien ils sont discrets X:-( )

    Dans le dernier sujet, bac blanc S, il y avait en substance, une question où on demandait aux élèves de démontrer que l'équation $\dfrac{3}{1+\text{e}^{-2x}}=2,99$ n'a qu'une seule solution (après leur avoir fait démontrer que la courbe représentative de la fonction $f(x)=\dfrac{3}{1+\text{e}^{-2x}}$ a une asymptote d'équation $y=3$.)

    Ce que je disais est que c'est un très mauvais choix de fonction pour illustrer le th des valeurs intermédiaires et son corollaire habituel puisque on peut explicitement résoudre cette équation (un des élèves dont j'ai corrigé la copie l'a fait d'ailleurs). Si le but est de faire emprunter un "chemin" bien balisé à l'élève, il faut être soigneux dans le choix du sujet pour qu'il ne s'écarte pas du "chemin" en question.

    Un élève qui résout cette équation directement ne permet pas d'évaluer sa connaissance (ou méconnaissance) du th des valeurs intermédiaires et on ne peut pas lui mettre 0 à cette question sous prétexte qu'il n'a pas emprunté le "chemin" attendu. B-)-

    Pour éviter ça on évite de faire appliquer le th. des valeurs intermédiaires sur une équation qu'on peut résoudre explicitement en terminale.
  • Pour continuer sur le sujet.
    J'ai l'impression que pour beaucoup d'élèves quand on leur parle d'une fonction croissante ils ont pour image mentale que la fonction va prendre des valeurs aussi grandes qu'on veut.
    Ce qui fait que dans l'application du corollaire du th. des valeurs intermédiaires il n'y pas de vérification lorsqu'on cherche à démontrer que l'équation $f(x)=k$ a une seule solution avec $f$ une fonction continue définie sur un intervalle $I$ que $k$ appartient à $f(I)$ l'élève se contentant d'indiquer que la fonction est strictement croissante et continue.

    Dans le sujet que j'ai corrigé, $f$ une fonction continue, strictement croissante et positive définie sur $\mathbb{R}$ avec $\lim_{x\rightarrow \infty} f(x)=3$.
    On avait besoin de montrer que pour tout $x>0$ $f(x)\leq 3$.
    Généralement l'argumentation consistait seulement à rappeler que la fonction avait pour limite $3$ en l'infini et aucune mention à la stricte croissance de la fonction.
    Ce qui indique ce que se représente un élève mentalement d'une telle configuration.
    C'est tout de même dommage qu'il n'y ait pas une imagerie plus riche dans la tête des élèves sur ce sujet.
  • @fxb
    "Non, il n'y a pas de problème à parler de fonction strictement croissante, le th donné en première est celui-ci :
    si f'>0 sur I sauf éventuellement en un nb fini de pts où f' s'annule, alors f est strict. croissante sur I."

    La précision "sauf en un nb fini de pts ou f' s'annule" il me semble ne pas l'avoir vu dans les manuels de première (récents) et même rarement dans ceux de terminale donc quand vous écrivez " le théorème donné en première " cela sort d'où exactement?
    Je suis heureux de constater que certains enseignants parlent encore de bijection même aux ES mais j'ai bien peur que si un inspecteur voit cela, ces professeurs se fassent tirer les oreilles et c'est bien là le drame à mon avis...
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.