History and Epistemology in Mathematics Education: Proceedings of the Sixth European Summer University (ESU 6). Defining derivatives, integrals and continuity in secondary school. p. 197-210.
(Définir dérivées, intégrales et continuité au Lycée. Une approche par phases inspirée de l'histoire.)
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Auteurs : Eggermont Hilde ; Roelens Michel
Résumé
Dans l’histoire, les concepts d’analyse ont Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ©s dans l’ordre inverse de l’ordre dĂ©ductif. Au 17e siècle, Newton et Leibniz ont introduit des dĂ©rivĂ©es et des intĂ©grales afin de rĂ©soudre des problèmes physiques et gĂ©omĂ©triques. Au 19e et 20e siècle, les mathĂ©maticiens ont fourni les bases de cette thĂ©orie, en donnant une dĂ©finition prĂ©cise du concept de limite. Les problèmes de fondements Ă©taient typiques du XIXe siècle, mais, de plus, ces dĂ©finitions prĂ©cises Ă©taient devenues nĂ©cessaires dans le concept plus gĂ©nĂ©ral de fonction. Des fonctions « étranges » Ă©taient apparues, dont la continuitĂ©, la diffĂ©rentiabilitĂ© et l’intĂ©grabilitĂ© ne pouvaient ĂŞtre dĂ©cidĂ©es sans dĂ©finitions affinĂ©es. Abstract Historically, the concepts of analysis have been developed in the opposite order compared to the deductive order. In the 17th century, Newton and Leibniz introduced derivatives and integrals in order to solve physical and geometrical problems. In the 19th and 20th century, mathematicians have provided foundations for this theory, by giving a precise definition of the limit concept. Not only were foundation problems typical of the 19th century, but also these precise definitions had become necessary by the more general concept of a function. « Strange » functions had appeared, whose continuity, differentiability and integrability could not be decided without refined definitions.
Dans de nombreux cours et manuels, des dĂ©finitions formelles sont introduites dès le dĂ©but. Pour les Ă©lèves, ces dĂ©finitions semblent compliquer les choses inutilement. Plus tard, dans ces cours et ces manuels, on fait « du fromage avec des trous » (en remplaçant les preuves trop difficiles par les mots « on peut prouver que . »). L’auteur propose d’utiliser les concepts « visuels » de la dĂ©rivĂ©e (pente de la tangente), de l’intĂ©grale (surface) et de la continuitĂ© (courbe connexe) de manière importante, au moins dans une première phase. A la fin du cours, il propose de confronter les Ă©lèves Ă des fonctions oscillantes et Ă des fonctions ayant un nombre infini de discontinuitĂ©s, afin de motiver des dĂ©finitions affinĂ©es. La dernière phase, rĂ©servĂ©e aux Ă©lèves les plus orientĂ©s vers les mathĂ©matiques, consiste Ă utiliser ces dĂ©finitions affinĂ©es dans quelques exemples de preuves. Pour cette proposition, l’inspiration historique a Ă©tĂ© utilisĂ©e sans copier l’histoire.
In many courses and textbooks, formal definitions are introduced from the beginning. For pupils, these definitions seem to complicate things unnecessarily. Later on, in these courses and textbooks, one makes « cheese with holes » (by replacing too difficult proofs by the words « one can prove that. »). Our proposal is to use « visual » concepts of derivative (slope of the tangent), integral (area) and continuity (connected curve) in a consequent way, at least in a first phase. At the end of the course, we propose to confront pupils with some oscillating functions and functions with an infinite number of discontinuities, in order to motivate refined definitions. The last phase, only for the most mathematically oriented pupils, consists of using these refined definitions in a few examples of proofs. For this proposal, we used historical inspiration without copying history.
Notes
Chapitre des Actes de la sixième universitĂ© d’Ă©tĂ© (ESU 6).
Données de publication
Éditeur Verlag Holzhausen GmbH Vienne , 2011 Format p. 197-210 Index Bibliogr. p. 210-210
ISBN 3-85493-208-1 EAN 9783854932086
Public visé chercheur, enseignant, formateur Niveau 1re, 2de, lycée, terminale Âge 15, 16, 17
Type chapitre d’un ouvrage Langue anglais Support papier
Classification