Repères-IREM. N° 34. p. 5-12. La tangente est-elle vraiment la droite qui approche le mieux la courbe au voisinage d’un point ?
English Title : Is the tangent really the best approximation to the curve in a given point? (ZDM/Mathdi)
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Auteur : Perrin-Glorian Marie-Jeanne
Résumé
A partir du constat que, sur un ordinateur, certaines droites passant par A restent confondues avec la courbe « plus longtemps » que la tangente en A, on explique le phénomène en comparant différentes approximations possibles d’une droite par une droite au voisinage d’un point et on recherche en quel sens la tangente est une meilleure approximation.
Ainsi après avoir dessiné la courbe, le principe choisi consiste à faire tracer par l’ordinateur quelques droites passant par le point A dont la tangente, et à faire afficher par l’ordinateur la différence des ordonnées entre M et D, points de même abscisse x situés respectivement sur la parabole y=x2-x et sur la droite passant par A considérée. L’idée étant que cette différence reste « nulle » sur un petit intervalle quand D se déplace sur la tangente.
Dans un premier temps, on fait varier le coefficient directeur m de la droite entre 1/2 et 3/2 avec un pas de 1/10 et l’abscisse x de M et D avec un pas de 1/100 puis de 1/1000. Avec la précision affichée, la différence entre les coordonnées de M et D reste « nulle » sur un intervalle autour de x=1 pour les autres droites aussi, mais l’intervalle concernant la tangente est bien plus grand que pour les autres droites. En voulant affiner l’étude et faire varier m entre 9/10 et 11/10 avec un pas de 1/100, rien ne va plus ! La courbe reste confondue avec certaines sécantes plus longtemps qu’avec la tangente. Ce phénomène montre bien l’importance de distinguer clairement le comportement local et global des fonctions. La tangente est vraiment une notion locale. Il s’agit de la meilleure approximation affine de la courbe au voisinage d’un point, à condition de ne fixer à l’avance ni la longueur de l’intervalle contenant le point, ni l’erreur admise dans l’approximation.
Notes
Cet article est publié dans Repères-IREM N° 34 .
Repères-IREM est la revue du réseau national des Instituts de Recherche sur l’Enseignement des Mathématiques (IREM), elle a été créée en octobre 1990. De nombreux articles peuvent être utilisés en formation initiale des enseignants.
Tous ses articles, jusqu’au dernier numéro paru, sont consultables et téléchargeables librement en ligne sur le site de l’IREM de Grenoble.
Données de publication
Éditeur TOPIQUES éditions Metz , 1999 Format 16 cm x 23,7 cm, p. 5-12
ISSN 1157-285X
Public visé chercheur, enseignant, formateur Niveau 1re, lycée Âge 16
Type article de périodique ou revue Langue français Support papier
Classification