Ensembles de nombres

Bonjour à tous,

je souhaite faire une petite initiation à mes 3ème sur les ensembles de nombres pour faire un bilan de tous ceux avec lesquels ils ont travaillés durant leur année de collège.
Pour commencer, je voulais faire un petit rappel à l'oral sur certaines définitions ou remarques intuitives et je bloque sur quelques points.

1) Comment dire simplement ce qu'est un nombre entier naturel ?

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Ci-dessous, ce que j'ai pensé faire pour le moment : pourriez-vous m'en donner votre avis s'il vous plaît ?

a) Un nombre entier (ou nombre entier relatif) est un nombre entier positif ou négatif.
Ex : 3 car 3 est entier naturel et 3 > 0 ; - 5 car - 5 est un nombre entier relatif non naturel et - 5 < 0.

b) Nombre décimal est un nombre pouvant s'écrire à l'aide d'une fraction décimale.
Ex : 7,12 car 7,12 = 712 / 100 ; - 851,25 car - 851,25 = - 85 125 / 100.
Un nombre entier relatif est un nombre décimal.
Ex : - 6 = - 6,0
Particularité : la partie décimale de l'écriture décimale d'un nombre rationnel est finie (elle s'arrête à un certain rang.

c) Nombre rationnel : nombre pouvant s'écrire comme le quotient de deux nombres entiers (relatifs).
Ex : 4 = 8 / 2 = 12 / 3 = 24 / 6.
Particularité : la partie décimale de l'écriture décimale d'un nombre rationnel est infinie (elle ne s'arrête à un certain rang) et contient une répétition de chiffres.
Ex : 1 / 3 ~= 0,333...

d) Nombre irrationnel : nombre qui n'est pas rationnel
Ex : Pi car la partie décimale de l'écriture décimale de Pi est infinie mais et elle contient pas de répétitions de chiffres, les chiffres sont écrits de manière "aléatoire" (je ne vois pas trop comment dire plus simplement).

e) Nombre réel est un nombre rationnel ou un nombre irrationnel.
Ex : tous les nombres cités précédemment.

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Merci à vous.

Réponses

  • Bonjour.

    Cela semble bien, hormis le passage pour les irrationnels avec 'aléatoire'.

    Tiens- toi en à partie décimale infinie sans répétitions. C'est franchement le mieux.

    Tu fais aussi les patates au tableau ? Moi ça m'a apporté un plus quand je l'ai vu mais je ne sais pas si c'est encore autorisé.

    A titre personnel, je le montrerai à mes enfants quand ce sera le bon moment.

    A bientôt

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  • Le passage suivant est faux, dans le contexte de ce que tu as écrit : 7,12 est un rationnel.
    "Particularité : la partie décimale de l'écriture décimale d'un nombre rationnel est infinie (elle ne s'arrête [pas] à un certain rang) et contient une répétition de chiffres."
    Ce passage est d'ailleurs assez peu utile.

    Autre chose : l'exemple de -6 ne sert à rien, tu n'utilises pas ta propre définition de "décimal". -6 = -6/1 est bien plus probant.

    Enfin " les chiffres sont écrits de manière "aléatoire" " pour les irrationnels est encore une erreur, même avec les guillemets : 1;1234567891011121314.... est irrationnel (et nombre univers), mais les décimales sont totalement prévisibles, très organisées.

    Finalement, tu te perds en ne t'en tenant pas simplement aux définitions.

    Cordialement.
  • Attention aux formulations :
    Un nombre entier [...] est un nombre entier positif ou négatif.
    Quel est le sens du verbe être ?
    Un nombre entier relatif est un nombre décimal.
    Quel est le sens du verbe être ?

    Nombre décimal : pourquoi s’intéresser aux fractions décimale ? (À cause de l’écriture dans le système positionnel décimal).

    Aussi : réel := rationnel ou irrationnel, bof... on peut parler de la droite numérique.

  • Merci pour vos retours.

    @gérard0 : justement, je vous ai soumis cela dans l'objectif d'améliorer ma présentation.

    *
    gerard0 a écrit:
    Le passage suivant est faux, dans le contexte de ce que tu as écrit : 7,12 est un rationnel.
    Je ne comprends pas ce que tu réfutes, je ne dis pas que je ne suis pas d'accord seulement que je ne comprends pas ce que tu as voulu m'expliquer.

    *
    gerard0 a écrit:
    "Particularité : la partie décimale de l'écriture décimale d'un nombre rationnel est infinie (elle ne s'arrête [pas] à un certain rang) et contient une répétition de chiffres."
    Ce passage est d'ailleurs assez peu utile.

    Enfin " les chiffres sont écrits de manière "aléatoire" " pour les irrationnels est encore une erreur, même avec les guillemets : 1;1234567891011121314.... est irrationnel (et nombre univers), mais les décimales sont totalement prévisibles, très organisées.
    Je ne vois pas trop comment changer ce que tu réfutes parce que, pour moi, le passage à l'écriture décimale (pour les nombres rationnels et les nombres irrationnels) est ce qu'il y a de plus simple.
    Mais peut-être que je me trompe.

    @Sato :
    Pour le verne être, j'ai appris cela ainsi : préfères-tu "est, en particulier" ?
    Je ne suis pas sûr que cela réponde à ta question.
    Sato a écrit:
    Nombre décimal : pourquoi s’intéresser aux fractions décimale ? (À cause de l’écriture dans le système positionnel décimal).
    Oui et parce que c'est ainsi que cela est proposé en 6ème.

    Pour "réel", okay, mais quoi dire sur la droite numérique.

    Mon idée est d'initier les élèves aux différents types de nombres, pas d'en faire un chapitre de fond.
  • @Arturo, il ne faut pas hésiter à donner des vrais définitions. Je trouve que tes définitions sont floues. Quand aux particularités, elles sont fausses.

    Je commence par dire ce que c'est un ensemble, puis je présente chaque ensemble des nombres dans l'ordre historique : N, Z, Q (avec un sous ensemble D) et R.

    Un ensemble est une collection des objets. Il faut donner quelques exemples et les notations.

    Ensemble des nombres entiers : collections des nombres qui sont utilisés pour compter les objets un par un. On peut les ranger selon l’ordre croissant sur une demi-droite graduée : commençant par $0$ et en ajoutant $1$ chaque fois pour obtenir le nombre suivant. Comme on peut ajouter $1$ à l'infini, cette collection des nombres n'a pas de fin. On dénote cette ensemble par la lettre $\mathbb{N}$.

    Ensemble des entiers relatifs noté $\mathbb{Z}$ : on aimerait étendre l'ensemble des entiers naturels de sorte que le nouveau ensemble contient les nombres négatifs et où la différence entre deux entiers naturels $a$ et $b$ est possible dans les deux sens : $a-b$ et $b-a$. On peut représenter ces nombres sur une droite graduée. A droite de $0$ on aura les entiers naturels et à gauche leur opposés avec signe $-$. Les nombres opposés se trouvent à la même distance de $0$ à gauche. Par exemple $+12$ est à une distance de $12$ unités à droite de $0$ et $-12$ est à une distance de $12$ unités à gauche de $0$. Cette distance s'appelle la valeur absolue.
    Particularité : il n'y a plus que des additions puisque $a-b$ peut s'écrire comme $(+a)+(-b)$.

    Ensemble des nombres rationnels $\mathbb{Q}$: ce sont des nombres qui peuvent s'écrire sous la forme fractionnaire $\frac{a}{b}$ où $a$ est entier relatif et $b$ un entier relatif non nul. Ces nombres étendent l'ensemble des entiers relatifs $\mathbb{Z}$ en fractionnant l'unité entre deux entiers. Quand on écrit ces nombres en écriture décimale, leur partie décimale est soit nulle, soit finie, soit infinie périodique.
    Particularité : toute division se ramène à une multiplication. Par exemple $a \div b = a \times \frac{1}{b}$ avec $a \in \mathbb{Z}$ et $b \in \mathbb{Z}^{\ast}$.

    Nombres décimaux $\mathbb{D}$ : est un sous ensemble des nombres rationnels où tous les nombres peuvent s'écrire comme une fraction dont le dénominateur est une puissance de 10.
    Particularité : en écriture décimale, tous les nombres décimaux peuvent s'écrire exactement avec un nombre fini des chiffres après la virgule.

    Nombres irrationnels : il s'agit des nombres dont la partie décimale en écriture décimale est infinie et non périodique. Autrement dit on ne peut pas les écrire sous forme d'un quotient des deux entiers. Par exemple : le nombre $\pi$, les racines carrés des nombres premiers ($\sqrt{7}$, $\sqrt{19}$), le nombre d'or $\phi$ etc.

    Nombres réels $\mathbb{R}$ : est un ensemble qui regroupe les nombres rationnels et les nombres irrationnels.
  • @Arturo,
    Je ne comprends pas ce que tu réfutes
    D'après ta définition les nombres $7,12$ et $1,525252...$ ne sont pas rationnels. ;-)
    @Sato :
    Pour le verne être, j'ai appris cela ainsi : préfères-tu "est, en particulier" ?
    Je pense que @Sato n'aime pas que tu utilises dans la définition le mot que tu défini. C'est comme dire une poule est une poule. Est-ce une définition? Pour dire que :
    Un nombre entier (ou nombre entier relatif) est un nombre entier positif ou négatif.
    Il faut d'abord définir ce que c'est un nombre entier positif et négatif. :-P
    Mon idée est d'initier les élèves aux différents types de nombres, pas d'en faire un chapitre de fond.
    Ils y ont été "initié" pendant 4 ans... Tu sais, il ne faut pas avoir peur de parler des vraies maths. Les enfants ne sont pas bêtes.
  • Merci pour cette réponse détaillée @vorobichek.

    Je vais lire attentivement ta réponse et modifier tout cela avec les arguments que vous m'avez avancés.
    Encore merci.
  • Je voulais dire que le verbe être est utilisé avec deux sens différents dans des phrases qui se ressemblent. Une fois pour donner une définition, une autre fois pour dire « est un cas particulier de ». C’est juste et les élèves devraient apprendre à utiliser et comprendre de ces deux manières. Cependant, presentées ainsi à la suite, cela va les embrouiller.

    Arturo, on peut dire que les nombres devraient nous permettre de mesurer une grandeur, comme donner une distance sur une droite. Une unité de longueur, un carré, la diagonale, un cercle, une distance sur la droite, on prouvera en Seconde (si le programme ne change pas en juin) qu’on ne peut écrire ce nombre avec une fraction.

    Sinon, dans l’ordre historique, ce serait plutôt N, Q, R, D puis Z mais ça dépend des pays voire des mathématiciens. Il y a quand même un saut dans l’abstraction (ou la réorganisation) pour passer au point de vue moderne.

    Des collègues font un chapitre sur ce thème en Seconde, d’autres non et ils voient ou revoient ces notions au fur et à mesure de l’année. Je trouve cela plutôt bien de faire un petit récapitulatif en Troisième.

  • Une remarque :
    « la partie décimale de l'écriture décimale d'un nombre rationnel est finie (elle s'arrête à un certain rang. »

    Attention car ce que l’on appelle « partie décimale » est un nombre.
    Et là, tu dis « le nombre est fini » c’est étrange.
    N’est-ce pas plutôt « l’écriture décimale de la partie décimale d’un nombre rationnelle est finie » ?
    CE QUI EST FAUX mais a davantage de sens.

    Un truc vrai : « Quel que soit le nombre décimal, il en existe une écriture décimale qui contient un nombre fini de symboles ».

    Enfin : on s’aperçoit que la nature des nombres (N, Q, D, R\Q) se caractérise avec les écritures décimales possibles.
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