Ressources pour la classe terminale générale et technologique. Mathématiques Série S. Enseignement de spécialité. Matrices.
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Résumé
D’entrée les auteurs précisent dans la page d’introduction leurs objectifs, en utilisant cinq fois le mot problème. Le programme de l’enseignement de spécialité de la terminale scientifique réintroduit l’algèbre linéaire au lycée. Mais l’algèbre linéaire des années 1980 s’appuyait sur les vecteurs du plan et de l’espace. L’entrée proposée aujourd’hui est matricielle : il s’agit de faire jouer un rôle à des tableaux de nombres, lorsqu’ils sont particulièrement adaptés à l’écriture et à la résolution de certains problèmes. La première partie présente donc des problèmes où l’introduction des matrices simplifie lecture et écriture. Une mise en ordre est proposée dans la seconde partie, où définitions et théorèmes bien rédigés sont indispensables. Les professeurs sont invités à ne pas démarrer directement par la présentation des contenus théoriques, mais à introduire les notions dans le cadre de problèmes à résoudre. La troisième partie développe plus complètement certains thèmes mentionnés comme exemples dans le programme et ouvre des perspectives sur d’autres sujets, notamment en arithmétique : des liens vers des ressources sont proposés ; il s’agit de calculs trop éloignés du problème traité. On doit pouvoir insister le temps qu’il faut sur les calculs dont la maîtrise est un réel objectif, quitte à s’en remettre pour les autres aux outils existants pour pouvoir concentrer l’attention des élèves sur le problème à résoudre. Sommaire de l’ouvrage II. Définitions et premiers calculs avec des matrices. III. L’outil matrices à l’oeuvre : compléments et exemples. IV. Annexe : utiliser Scilab pour numériser des images.
I. Quelques problèmes faisant apparaître des matrices.
A. un problème à deux compartiments, commentaires et autres façons de l’écrire.
B. Étude, gestion et prévision économiques : indice de prix, admissions et sorties dans un hôpital.
C. Le modèle d’urnes de T. & P. Ehrenfest.
D. Représentation d’un graphe ; matrice d’adjacence ; connexité.
E. Marches aléatoires : sur un segment, un tétraèdre.
F. Pertinence d’une page web : de la recherche dans une bibliothèque à la recherche dans un graphe ; pertinence et probabilités.
G. Traitement de l’image : numériser des images, imager les nombres ; des matrices pour réaliser des transformations.
A. opérations sur les matrices : addition, produit par un scalaire, produits.
B. Les matrices sont-elles inversibles ?
C. Puissances de matrices carrées d’ordre 2 ou 3 ; cas particuliers, diagonalisation.
D. Traitement matriciel des suites de Fibonacci.
E. Retour sur les marches aléatoires.
A Matrices en arithmétique : cryptographie ; approximation des nombres réels.
B. Matrices et probabilités : fougère de Barnsley, triangles rectangles pseudo-isocèles, points à coordonnées entières sur une hyperbole, le collectionneur, les urnes d’Ehrenfest.
C. Suites liées par une relation non linéaire ; discrétisation, recherche d’un équilibre, linéarisation autour du point d’équilibre, modèle perturbé.
A. Les matrices : écriture, opérations.
B. Les couleurs ; codage et affichage.
C. Les transformations.
D. Les codes Scilab.
Notes
Cette publication est l’objet d’une recension sous la rubrique « matériaux pour une documentation » du Bulletin de l’APMEP n° 501.
Voir le programme de l’enseignement obligatoire et de spécialité des mathématiques en classe terminale de la série scientifique (terminale S) BO spécial n° 8 du 13 octobre 2011 .
Données de publication
Éditeur Eduscol Paris , 2012 Format A4, 64 p.
Public visé enseignant, formateur Niveau lycée, terminale Âge 17
Type document pour la classe issu de travaux de groupe de travail Langue français Support internet
Classification
Mots-clés