Limite de suites, correction de copies

Bonjour.

Je me pose une question en terme de correction de copies d’élèves de TS. Si on demande la limite de cos(n)/n et qu’un élève dit que cos(n) est entre -1 et 1, que lim 1/n = 0 et que donc par produit, lim cos(n)/n = 0, est-ce valable? Évidemment, la bonne rédaction nécessite l’encadrement puis l’application du théorème des gendarmes. Mais un raisonnement de ce type mérite-t-il la totalité des points? Sinon pourquoi? Merci

Réponses

  • Bonjour.

    C'est un théorème classique que si f est bornée et g tend vers 0, alors fg tend aussi vers 0 (une conséquence si l'on veut du théorème des gendarmes, mais aussi directement de la définition de limite nulle).

    Cordialement.
  • Merci Gérard. Sauf que ce théorème n’est pas au programme explicitement et l’élève l’utilise de manière intuitive. Du coup, je me pose franchement la question si j’accorde tous les points ou pas car on attend une justification avec le théorème des gendarmes.
  • Le "par produit" est gênant car dans ce cas il est où ce résultat dans le cours de TS? c'est cela le souci à mon avis. J'ai furieusement l'impression que l'élève a mal utilisé ou interprété le tableau des limites où "réel*0" donne 0 et pour lui , un truc qui oscille entre -1 et 1 c'est la même chose qu'un réel...
  • J’ai tendance à penser comme toi Biely. Mais je ne vois pas comment lui justifier que ça ne va pas du coup...
  • Ne reste plus qu'à utiliser les techniques de l'entretien d'explicitation (*) pour essayer de savoir à quoi il pensait en écrivant cela. C'est typique d'une situation où chaque prof a "son explication" (Biely, pour moi, le "par produit" m'a tout de suite envoyé sur ce théorème classique).

    Cordialement.

    (*) méthodes essayant d'éviter que l'élève réponde ce qu'il pense que le prof attend en le renvoyant à sa propre réflexion. par exemple remplacer "pourquoi as-tu écrit cela ?" par "A quoi pensais-tu quand tu as écrit cela ?".
  • Non c’est certain qu’il pensait comme le dit Biely puisque la propriété que tu décris est inconnue de l’élève.
  • Cela sentait le théorème des gendarmes à 10 kilomètres sur ce coup et si l'élève ne l'a pas "refourgué" c'est qu'il ne l'avait pas en tête.
  • Comment le sais-tu ?

    Rappel : pas vu en cours ne veut pas dire inconnu de l'élève. Il a pu rencontrer ça avec un ainé, ou en cours particulier.
    Si c'est un de tes élèves, tu lui mets 0 avec l'indication "quelle règle est utilisée ? Venez me voir en fin de cours." Et s'il connaît la règle, tu vois avec lui quoi faire dans ce genre de cas (règle correcte hors programme).

    Cordialement.

    NB : C'est une des raisons qui font que je suis devenu brusquement bien meilleur en fac qu'en lycée, toutes les règles des maths étaient acceptées :-)
  • Je suis loin d'être un obtus du programme, loin de là, mais si on donne le théorème des gendarmes c'est justement pour être utilisé dans ce genre de cas.
    Il suffit de demander à l'élève de démontrer sa règle: si il en est capable alors on valide sinon on sanctionne...(et je suis prêt à parier que dans ce cas il a inventé sa règle)
  • D’accord avec Biely. J’ai mis 0,5/1 gentiment car l’idée est là comme dirait nos chers IPR. A mon avis le problème, c’est que les élèves transforment produit de limites de suites en produit d’un réel par une limite de suite.
  • Badiste75:

    A mon humble avis, cela ne vaut pas tous les points mais cela ne vaut pas $0$.
    Après, il faut voir si l'élève récite gratuitement son cours quand il dit que $\cos(n)$ est dans l'intervalle $[-1,1]$ ou bien s'il utilise implicitement le théorème dit des gendarmes.
  • En fait je viens de réaliser d’où vient la confusion. La limite de 3n c’est +inf par produit car lim de n c’est +inf et lim de la suite v(n)=3, c’est 3. Sauf que dans la tête des élèves, on multiplie par 3 une limite infinie. Du coup, même quand la limite n’est pas définie, ici cos n, ils font le même raisonnement et font ce qu’ils considèrent être « un produit »

    D’accord avec FDP j’ai mis la moitié des points.
  • La présentation de concepts de maths en termes de définitions, de théorèmes et de preuves étant délibérément supprimée des programmes scolaires (et l'exposé de la définition formelle de limite interdit!!!) il ny a pas de bonne réponse à cette question.
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Foys : c'est faux.
  • A la rigueur, renseigner les élèves sur l'identité suivante (et son calcul) valable pour toutes suites $a,b$: pour tout $n$ de l'ensemble commun de définition de $a$ et $b$ et pour tous réels $\alpha,\beta$,
    $$a_nb_n-\alpha \beta=a_nb_n - \alpha b_n +\alpha b_n- \alpha \beta =(a_n-\alpha)b_n + \alpha(b_n-\beta)$$ et après on discute de qui est petit dans cette somme.
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • kioups a écrit:
    Foys : c'est faux.
    Qu'est-ce qui est faux dans ce que je dis?
    Les restrictions du programme que j'ai évoquées? Alors ça a dû changer depuis la dernière fois que je m'y suis intéressé.
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Il n'y a pas d'interdictions, seulement des "limites", qu'on peut franchir allègrement.
  • Le théorème des gendarmes, la limite en $+ \infty$ de la fonction inverse et l'encadrement $-1 \leq \cos x \leq 1$ pour tout réel $x$ étant au programme, il est parfaitement possible de répondre de manière rigoureuse à la question Foys.
  • Je ne mettrais pas tous les points. Mais une sorte de 4 sur 5 ou un truc du genre...?

    Justifié par "ce n'est pas clair". En effet que signifie "par produit".
    Mieux : quel théorème utilises-tu ? Cite-le.
  • 4/5? Dom on voit que tu es au collège avec des exos sur 20 points où la réponse tient en 5 lignes (cf barème DNB) :-)
  • Ha, non, non, c'était pour dire qu'on donne les points en enlevant un petit quelque chose, mais pas la moitié tout de même. Je pense qu'il faut montrer qu'il manque quelque chose dans cette rédaction.

    Pour info, je préfère les notes entières et donc me fous du barème s'il n'atteint pas 20 ou s'il dépasse 20 allègrement.
    J'ai même un léger plaisir quand je vois une note sur 13, ou sur 137 par exemple.
    Rien que d'imaginer l'élève demander "ça fait combien ?", m'amuse, disons, de manière empathique.
    J'ai toujours trouvé débile de se forcer à s'aligner sur 20, ou je ne sais quoi d'autre.

    Aussi, puisque la mode est de poser la moyenne sur 20 sur les bulletins, je propose d'arrondir à l'entier supérieur.
    Quelle idée de dire "ha non, lui il a 12,76, donc il est moins bon que l'autre qui a 12,83" ?

    Bref, pardon pour la digression.
  • Je ne dirais pas ça. Ne pas donner l’encadrement revient à ne pas donner les hypothèses du théorème des gendarmes et donc 0,5/1, soit la moitié des points, me paraît un bon compromis. Et faire systématiquement un barème sur 10 ou 20 permet de voir si le sujet est équilibré et de longueur raisonnable (ni trop ni trop peu). En gros c’est une aide pour le prof (voire pour l’élève avec l’habitude) pour se cadrer.
  • Il ne donne que l'encadrement du cosinus en effet, parles-tu de l'encadrement du terme général ? En effet il ne le donne pas. Mais comme ce qu'il écrit est juste, j'ai du mal à ne poser que la moitié sans savoir ce qu'il a dans la tête.
    Une sorte de "bénéfice qui revient à l'accusé".
    Evidemment, il est possible qu'il n'ait rien compris du tout...


    [small]Je trouve étrange ce principe : "Et faire systématiquement un barème sur 10 ou 20 permet de voir si le sujet est équilibré et de longueur raisonnable". De fait, tu vois bien que c'est assez personnel...
    Mais ce n'est pas le sujet.[/small]
  • Oui seulement l’encadrement du cos
  • Bonsoir.

    Quand je pense qu'un élève qui ne comprends rien mais imite bêtement des corrections d'exercices précédents a tous les points (alors qu'il ne sait pas quelle règle il applique, même s'il a écrit "théorème des gendarmes") .....

    Et le rôle du prof n'est-il pas de chercher à savoir ce que chaque élève comprend ???

    Cordialement.
  • Tu as raison Gérard. Mais ce n’est pas incompatible avec le choix d’une note.
    Si je mets des points sur une copie, je ne les modifierais pas, même après l’entretien (qui doit avoir lieu !).
    D’ailleurs au lieu d’un entretien, le prof peut écrire un classique « pourquoi ? » sur la copie pour encourager une discussion (Bon, c’est un peu faux-cul, statistiquement le lycéen s’intéresse peu au contenu).

    Je pense qu’il faut distinguer la copie des connaissances de l’élève.

    Je pense notamment à ce principe : « Un prof ne corrige pas ce que vous voulez dire, mais il corrige ce que vous dites ! ».

    Là pour moi, ce qui est dit est juste mais c’est incomplet.
  • Et un autre principe : « Le correcteur doit comprendre que vous avez compris. »
    Algebraic symbols are used when you do not know what you are talking about.
            -- Schnoebelen, Philippe
  • Héhéhé a écrit:
    Le théorème des gendarmes, la limite en $+\infty$ de la fonction inverse et l'encadrement $-1 \leq \cos x \leq 1 $ pour tout réel $x$ étant au programme, il est parfaitement possible de répondre de manière rigoureuse à la question Foys.
    Plus haut on dit que non:
    http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?18,1813286,1813330#msg-1813330
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Si, le théorème d'encadrement est au programme, c'est le corollaire qu'utilise Gerard qui n'est pas au programme.
  • Si on regarde le programme officiel, dans la rubrique "Limites de fonctions",à côté de l'item "Limites et comparaison" on trouve marqué " Déterminer des limites par
    minoration, majoration et encadrement". Je l'interprète donc comme le fait que le théorème des gendarmes est au programme.
  • gerard0 écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?18,1813286,1813634#msg-1813634
    [Inutile de recopier un message présent sur le forum. Un lien suffit. AD]

    On pourrait écrire aussi : quand je pense qu'un élève ne connaissant pas le théorème des gendarmes et qui a recopié bêtement en se raccrochant aux branches le "par produit" (ou par "somme", quotient...) parce que son prof écrivait ces justifications dans les exercices de limites jusqu'à présent a eu la moitié des points...X:-(
  • gerard0 a écrit:

    Une solution à ça serait de dispenser des exercices variés et plus difficiles (et non pas toujours le même aux décorations près).
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Je ne regrette pas d'avoir été élève il y a plus de 50 ans, quand je vois ces réactions. J'étais en butte à des réactions d'esprits étroits par faiblesse de niveau de certains profs (mon prof de terminale m'a à peine dit bonjour quand je suis revenu 5 ans après comme stagiaire !!), mais on ne me contestait pas de savoir "un peu plus que le cours".
    Vous me rappelez mon collègue de première et terminale E qui disait à ses élèves "il faut écrire ceci". Dans nos corrections de devoir commun de terminale (j'avais des C), je sanctionnais ses élèves qui avaient essayé d'écrire "ça" sans comprendre, alors qu'il admettait les rédactions de mes élèves qui n'avaient même pas "écrit ça". Il a dégoûté des maths un certain nombre d'élèves bons mais laborieux.

    Cordialement.
  • Deux remarques :

    1) Quand j'étais élève, il était attendu qu'on écrive sur sa copie "d'après le théorème des gendarmes" lorsqu'on l'utilisait.

    2) Il est difficile de savoir ce qu'avait en tête l'élève si on ne connaît pas le contenu du cours qu'il a suivi. En l'absence de plus d'informations, je pense qu'il faudrait donner les trois quarts des points (démonstration essentiellement juste mais comportant des imperfections).
  • Quand un élève de terminale utilise par exemple la racine cinquième pour résoudre l'équation x^5=1.23 cela ne me dérange pas du tout par exemple (cela va plus vite que la méthode programme qui est "on passe au ln puis à l'exponentielle , le tout pour avoir la solution sous une forme assez moche...) mais en quoi ici sa règle (à supposer encore une fois que l'élève raisonnait correctement ce dont je doute très fortement sur ce cas précis) était plus rapide ou "élégante" que de mettre en place le théorème des gendarmes qui est au programme?
    L'ennuyeux dans ce cas est qu'on a un gros doute sur le raisonnement de l'élève qui semble être: un truc qui oscille entre -1 et 1 = un réel et hop on balance du "par produit" bêtement parce que le prof a dit qu'il fallait justifier par des phrases "par somme", "par produit" etc...
    J'ai personnellement vu un paquet d'élèves qui faisaient exactement ce raisonnement faux (quand on leur demandait d'expliquer il se raccrochaient au tableau des limites et n'avaient pas en tête le théorème des gendarmes qui s'utilise relativement rarement en terminale, disons 10 à 20% des cas)
  • C'est amusant ces théorèmes qui nécessitent une incantation pour que on ait le droit de les utiliser ! C'est vraiment un monde à part les maths au lycée...
  • Personnellement pour que le doute profite à l"accusé", si je puis dire, ne connaissant pas du tout les élèves dont je corrige et note le travail je regarde le reste du travail que j'ai en main. Si je constate que le reste contient un peu de compréhension des mathématiques le doute va profiter davantage à l'élève que si le reste du travail est plein de bluff (une mode qui ne date sans doute pas d'aujourd'hui*) et de grosses stupidités.



    *: le bluff prend souvent la forme suivante. Dans l'énoncé on demande de démontrer un résultat: la première ligne de calcul de l'élève est raisonnable, la dernière ligne est le résultat et entre ces deux lignes un tissu de calculs faux et je suis convaincu que l'élève, bien souvent, n'ignore pas que ses calculs sont faux. Je suis triste que les mathématiques servent de vecteur à l'enseignement, indirectement, de la malhonnêteté intellectuelle (c'est plus important de produire des résultats même faux que de ne rien produire et admettre qu'on ne sait pas).
    Les mathématiques peuvent servir aussi à aider à intégrer l'ordre social: cf. "théorème des gendarmes", la dénomination est tout sauf neutre à mon humble avis.
  • @Fdp
    Entièrement d'accord, le coup du "on commence le calcul et puis comme par magie on saute les étapes pour arriver au résultat voulu du style je suis un génie pas besoin d'expliquer ou , pire , on écrit n'importe quoi pour finalement écrire le bon résultat se voit de plus en plus souvent et le drame c'est que parfois ça passe comme une lettre à la poste...
  • Biely:

    A se demander s'ils n'ont pas compris comment des enseignants corrigeaient leur copies. :-D

    Il m'arrive quand je commence des corrections d'oublier que le résultat donné était dans l'énoncé. B-)-
  • Oka a écrit:
    C'est amusant ces théorèmes qui nécessitent une incantation pour que on ait le droit de les utiliser ! C'est vraiment un monde à part les maths au lycée...
    Le "droit"? Je n'ai pas en tête la liste exacte des restrictions françaises à la liberté d'expression mais en dehors de propos ouvertement racistes, diffamatoires ou contestant certains événements historiques on est dans la légalité et les compositions de maths ne donnent jamais vraiment l'occasion d'en sortir.
    Plaisanterie à part, cette problématique ne se pose pas en termes de droit. Du point de vue de l'élève les questions qui se posent sont plutôt 1° "est-ce que cette rédaction me rapportera des points"? et 2° "qu'est-ce qu'une démonstration (correcte)?".


    Si ça ne tenait qu'à moi, je mettrais tous les points à ce jeune, non pas parce que sa rédaction me convient mais parce qu'on lui demande des démonstrations en dehors de tout cadre formel propre (limites non définies et flou sur les résultats disponibles).

    Le fil est en train de doucement dévier et de promouvoir des choses plutôt malsaines: une démonstration, au lieu d'être un texte standardisé, serait l'occasion que fournit l'élève à quelqu'un de juger son intimité ("a-t-il des bonnes pensées lorsqu'il écrit ceci?").

    Une démonstration (juste) est la même chose qu'un programme informatique (qui compile).
    Ceci n'est pas une opinion mais le contenu de cette découverte cruciale des années 60 qu'on appelle la correspondance de Curry-Howard.
    L'EN échoue systématiquement à transmettre cette vérité simple mais essentielle (en même temps et malheureusement il semble que la majorité des profs n'a pas conscience de ça).

    Et quand vous lancez votre compilateur C par exemple, est-que le fait qu'il valide "loeuvredemavie.c" a le moindre lien avec le fait que vous ayez "compris" ou non?
    Compréhension ou pas compréhension, s'il manque quelque chose il manque quelque chose, fût-ce un simple point virgule.

    C'est d'ailleurs aussi pour ça que (de façon peut-être suprenante) les mathématiques sont in fine une activité où ce sont les résultats comptent et non les démarches (résultat étant compris comme une affirmation et un programme qui compile, correspondant à cette affirmation).

    La mise en avant du fait qu'une preuve est un programme (et est censée être jugée comme telle) premettrait aussi d'apaiser certaines situations (celle où l'étudiant n'explique pas tout et sa version extrême de l'étudiant doué qui saccage ses rédactions), en rendant à chacun ses prérogatives (à l'étudiant de produire un texte et au correcteur de vérifier qu'un standard a été respecté).

    [small]On demandait son intimité à Ramanujan? Aux questions du type "comment trouvez-vous ces formules" il lui est arrivé de répondre qu'il était en communication directe avec Dieu ou quelque chose comme ça (et sa production n'est pas partie à la poubelle pour autant. Cette magnifique réponse est peut-être un doigt d'honneur déguisé mais je suis assez fan. Bien sûr il n'y avait pas de correspondance de Curry Howard à l'époque mais j'ai l'impression que l'état d'esprit est là).[/small]
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Foys a écrit:
    Si ça ne tenait qu'à moi, je mettrais tous les points à ce jeune, non pas parce que sa rédaction me convient mais parce qu'on lui demande des démonstrations en dehors de tout cadre formel propre (limites non définies et flou sur les résultats disponibles).


    C'est un discours qui relève d'une forme de pensée binaire (le tout et le rien) voire d'une forme d'intégrisme.
    Quand on lit les nostalgiques de l'enseignement du milieu des années 70 à celui du milieu des années 80 on pourrait avoir l'impression que les solutions d'exercices des élèves de première et de terminale fourmillaient d'epsilon.
    Mais la réalité est toute autre: une fois défini le concept de limite cette définition était rapidement rangée dans un tiroir (et vite oubliée au lycée) et on n'utilisait plus que des outils encore utilisés aujourd'hui en première et en terminale.
    En tout cas, c'est ce dont je me souviens de mes années lycée (1982-1983)
  • La locution "avoir le droit" peut s'utiliser en dehors d'un cadre juridique, et je suis même pas sûr que on l'utilise en droit ?

    La question sur les pensées est collector haha

    Par contre je vois pas l'interêt de parler de la correspondance de Curry-Howard ici sauf si tu veux implémenter en pratique la démo et regarder si ça compile ?
  • Et il n'y a pas besoin de donner une définition formelle de la limite, ou plutôt toute définition de la limite est formelle (même si inutilisable). Le cadre est relativement clair j'imagine, il peut utiliser les résultats de son cours.
  • @ Foys.

    Contrairement à ce que tu affirmes et répètes (et aussi ce que je croyais il n'y a pas si longtemps...) les limites sont définies au programme, et cette définition (ré-)apparait dans les manuels.

    Une suite \( (u_n) \) converge vers \( \ell \in \R \) si pour tout intervalle centré en \( \ell \) tous les termes de de la suite -- sauf pour un nombre fini d'indices -- appartiennent à cet intervalle.

    Bien entendu cette définition est oubliée par les élèves, avant même d'avoir été apprise. Mais c'est une autre histoire.

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • Pour info la démonstration du théorème des gendarmes n'est pas exigible au bac contrairement au théorème de comparaison.
    En parlant de R.O.C. de terminale S je me pose la question en ce moment sur comment démontrer l'espérance de la loi exponentielle (une belle absurdité ce R.O.C. à mon avis quand on sait qu'on a enlevé depuis belle lurette l'intégration par parties!).
    Je vois dans les manuels deux versions totalement différentes pour calculer l'intégrale: 1) on suppose qu'une primitive est de la même forme et on détermine les paramètres a et b ou 2) on dérive pour trouver une relation "sympa".
    Quelle serait votre version la moins mauvaise?8-)
  • Ev a écrit:
    Bien entendu cette définition est oubliée par les élèves, avant même d'avoir été apprise. Mais c'est une autre histoire.

    C'était déjà le cas dans les années 80. :-D

    On n'en faisait déjà pas grand chose de cette définition. B-)-
  • @fdp
    je pense que cela dépendait des profs, j'en avais mangé des epsilon en terminale...
  • Biely :
    Je crois me rappeler que la définition était introduite en première. Bien sûr on avait quelques exemples de mise en œuvre de la définition mais c'était rapidement mis de côté. Y a-t-il un seul sujet de bac de cette période qui forçait l'élève à mobiliser cette définition explicitement ?
  • @fdp
    effectivement l'introduction était faite en première et j'avoue que sur les epsilons sur les sujets de bac c'est...epsilon...B-)-
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