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Mathématiques NS/NM Calculatrices à écran graphique Premiers examens en 2006 Programme du diplôme Matériel de soutien pédagogique Programme du diplôme Mathématiques NS/NM Calculatrices à écran graphique Matériel de soutien pédagogique Premiers examens en 2006 Organisation du Baccalauréat International Buenos Aires Cardiff Genève New York Singapour Programme du diplôme Mathématiques NS/NM (calculatrices à écran graphique) Matériel de soutien pédagogique Version française de l’ouvrage publié en mai 2005 sous le titre Mathematics HL/SL (graphic display calculators)—teacher support material Publié en septembre 2005 Organisation du Baccalauréat International Peterson House, Malthouse Avenue, Cardiff Gate Cardiff, Wales GB CF23 8GL ROYAUME-UNI Téléphone : + 44 29 2054 7777 Télécopie : + 44 29 2054 7778 Site Web : www.ibo.org © Organisation du Baccalauréat International 2005 Créée en Suisse en 1968, l’Organisation du Baccalauréat International (IBO) est une fondation à but non lucratif ayant pour vocation l’éducation internationale. L’IBO est reconnaissante d’avoir reçu l’aimable autorisation de reproduire et/ou de traduire, totalement ou partiellement, les documents protégés par des droits d’auteur utilisés dans la présente publication. Les remerciements sont inclus, le cas échéant. En outre, sur demande expresse, l’IBO rectifiera dès que possible toute erreur ou omission. Le genre masculin est utilisé ici sans aucune discrimination et uniquement pour alléger le texte. Dans le respect de l’internationalisme cher à l’IBO, le français utilisé dans le présent document se veut mondial et compréhensible par tous, et non propre à une région particulière du monde. Vous pouvez vous procurer les articles et les publications de l’IBO dans les langues officielles et les langues de travail de l’organisation via le catalogue en ligne (www.ibo.org) accessible en cliquant sur « Publications » dans les raccourcis. Toute question d’ordre général concernant les commandes doit être adressée au département des ventes à Cardiff. Téléphone : +44 29 2054 7746 Télécopie : +44 29 2054 7779 Courriel : [email protected] Imprimé au Royaume-Uni par Antony Rowe Ltd, Chippenham, Wiltshire. 595 Mathématiques NS/NM (calculatrices à écran graphique) – Matériel de soutien pédagogique Table des matières Introduction 1 Objectif de ce matériel de soutien pédagogique 1 Historique 1 Modèles de calculatrice à écran graphique utilisés dans ce document 2 Langue des calculatrices à écran graphique Exemple 1 – Comment mettre la langue du menu de la calculatrice en français 3 3 Exemple 2 – Comment mettre la langue du menu de la calculatrice en anglais 4 Catalog Help (aide syntaxique à l’utilisation des commandes) 4 Exemple 1 – Installation de Catalog Help 4 Exemple 2 – Utilisation de Catalog Help 4 Exemple 3 – Comment quitter Catalog Help 5 Exemple 4 – Installation de Catalog Help en chinois 6 Exemple 5 – Utilisation de Catalog Help en chinois 6 Exemple 6 – Comment quitter Catalog Help en chinois 7 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 8 Compétences graphiques élémentaires 8 Choix de la fenêtre appropriée 8 Comment trouver les zéros, les maximums et les minimums 12 Comment trouver les équations des tangentes 15 Comment trouver des solutions graphiques à des équations 17 Comment trouver l’aire sous la courbe entre deux points 19 Comment trouver des transformations 20 Sélection d’outils élémentaires 23 Utilisation du solveur d’équation polynomiale 23 Utilisation du solveur d’équation 25 Utilisation du solveur de système d’équations 27 Exploration des identités trigonométriques 28 Solutions d’équations trigonométriques 31 Somme d’une suite 33 Fonctions et analyse 34 Comment trouver les dérivées numériques 34 Justification des expressions pour les dérivées 36 Examen de graphes de fonctions et de leurs dérivées premières et secondes 38 Utilisation de la fonction permettant l’intégration numérique 40 Statistiques et probabilités 41 Dessin d'histogrammes en utilisant des listes 41 Évaluation de 43 Table des matières Probabilités binomiales 43 Probabilités associées à une loi normale (probabilités normales) 45 Probabilités normales inverses 48 Dessin de diagrammes à boîtes et moustache 49 Matrices et vecteurs 51 Saisie des matrices dans la calculatrice 51 Algèbre des matrices 52 Comment trouver le déterminant et les inverses des matrices 54 Évaluation et calculatrice à écran graphique Réponses que les élèves doivent donner pendant les examens 56 56 Premier exemple 56 Deuxième exemple 57 « Montrez que » et réponse « reportée » = questions « trouvez » 58 Premier exemple 59 Deuxième exemple 60 Quelques exemples d’enseignement avec la calculatrice à écran graphique 62 Utilisation de la calculatrice à écran graphique dans la salle de classe 62 Exemples d’utilisation de la calculatrice à écran graphique 62 Gestion de la mémoire de la calculatrice à écran graphique Terminologie élémentaire concernant les calculatrices à écran graphique 66 66 Matériel (hardware) 66 Système d’exploitation 66 Vérification de la version du système d’exploitation 67 Mémoire 67 Fonctionnalité, programmes et applications logicielles Flash 67 Programmes sur le matériel 68 Programmes sur la mémoire vive (programmes RAM) 68 Vérification de la mémoire RAM 68 Réinitialisation de la mémoire RAM de la TI-83/84 ou de modèles similaires 69 Réinitialisation de la mémoire RAM de la Casio CFX-9850 Plus/FX-9750 Plus/CFX-9950 Plus/ FX1.0 Plus/Graph 65 Plus/Graph 35 Plus 70 Applications logicielles Flash (ROM) 70 Suppression des Apps de la mémoire ROM de la TI-83 Plus/TI-83+SE/TI-84+/TI-84+SE 71 Réinitialisation des mémoires RAM et ROM de la Casio FX1.0 Plus 72 Mathématiques NS/NM (calculatrices à écran graphique) – Matériel de soutien pédagogique Introduction Objectif de ce matériel de soutien pédagogique Ce matériel de soutien pédagogique a pour objectif d’aider les enseignants à utiliser les calculatrices à écran graphique dans les cours du Programme du diplôme de mathématiques niveau supérieur (NS), de mathématiques niveau moyen (NM) et de mathématiques complémentaires NM. Cette publication peut également s’avérer utile lors de l’utilisation de la technologie dans d’autres matières. Il y a eu de nombreuses discussions sur l’utilisation des calculatrices à écran graphique et nous espérons que cette publication permettra d’aborder les points faisant l’objet de discussions et d’apporter des réponses aux questions que se posent les enseignants et les élèves, notamment : • comment utiliser la calculatrice ; • comment utiliser la calculatrice pour améliorer l’enseignement et l’apprentissage ; • ce que les élèves doivent écrire dans les examens lorsqu’ils ont utilisé une calculatrice ; • comment gérer la mémoire. Ces questions sont communes à toutes les matières qui permettent l’utilisation des calculatrices dans les examens et les informations données ici sont pertinentes à tout enseignant qui utilise la technologie dans son enseignement. Des exemples détaillés sont inclus afin d’illustrer les points ayant fait l’objet de discussions et vous trouverez d’autres exemples sur le Centre pédagogique en ligne (CPEL). Nous espérons que les enseignants ajouteront d’autres suggestions en visitant le forum de discussion consacré aux calculatrices. Historique L’IBO a autorisé pour la première fois l’utilisation de la calculatrice à écran graphique au milieu des années 90 et la calculatrice devint obligatoire pour trois des cours de mathématiques du Programme du diplôme en septembre 1998. Nous avons rapidement pris conscience que cette décision aurait des conséquences plus importantes sur l’enseignement et l’évaluation des mathématiques que ce qui avait d’abord été prévu. Le premier problème fut la grande disparité dans les capacités des différents modèles que les élèves utilisaient. En conséquence, nous avons décidé de produire un document sur les capacités minimales requises pour les calculatrices à écran graphique et ces capacités furent communiquées aux établissements scolaires en août 1999. À partir de 2001, les élèves utilisant des calculatrices scientifiques quatre opérations ou des premières versions des calculatrices à écran graphique étaient désavantagés lors des examens. En effet, les examinateurs posaient des questions en supposant que tous les élèves avaient accès à une calculatrice à écran graphique possédant les capacités minimales requises. En 2004, la calculatrice à écran graphique devint obligatoire pour tous les cours de mathématiques du Programme du diplôme. Les élèves passant leurs examens de mathématiques à partir de la session de mai 2006 seront désavantagés s’ils n’ont pas accès à une calculatrice à écran graphique appropriée. Le Vade Mecum décrit les conditions d’utilisation lors des épreuves d’examens et comprend une liste des modèles recommandés et approuvés. © Organisation du Baccalauréat International 2005 1 Introduction Modèles de calculatrice à écran graphique utilisés dans ce document Les données recueillies suggèrent que les nouveaux modèles sont achetés et gagnent d’importantes parts de marché quelques années seulement après leur introduction. À la fin de 2004, la plupart des élèves passant les examens de mathématiques NS avait accès à l’un des modèles suivants : Texas Instruments Casio TI-84 Plus Silver Edition CFX-9850G Plus/Graph 65 Plus TI-84 Plus FX1.0 Plus TI-83 Plus Silver Edition CFX-9950 Plus TI-83 Plus FX-9750G Plus/Graph 35 Plus Les instructions présentées dans ce document sont divisées en deux colonnes, représentant les deux principaux modèles utilisés : la Texas Instruments TI-84 Plus Silver Edition (TI-84+SE) dans la colonne de gauche et la Casio CFX-9850 Plus (Casio 9850+) dans la colonne de droite. Pour chaque modèle, les instructions sont ensuite divisées en deux autres colonnes. La colonne de gauche indique les touches qu’il convient d’appuyer (« Appuyez sur… ») et la colonne de droite les captures d’écran que vous obtiendrez après avoir suivi les instructions (« Vous obtenez… »). Voici un exemple de cette présentation. TI-84+SE Appuyez sur… 1. Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… y m5 Supprimez les graphes en mémoire. Supprimez les graphes en mémoire. CX)= X= CXE XE Vous obtenez… Veuillez noter que les captures d’écran indiquées dans ces instructions peuvent être différentes selon les paramètres de l’utilisateur et le système d’exploitation installé sur la calculatrice. La plupart des exemples qui se trouvent sous « TI-84+SE » sont disponibles sur les modèles à partir de la TI-83 Plus. La TI-83 (et non la TI-83 Plus) est pratiquement obsolète et ne peut pas stocker ou exécuter des applications logicielles Flash (Apps). La mise à jour de ses fonctionnalités se limite à l’ajout d’un certain nombre de programmes complémentaires. Mis à part une ou deux fonctionnalités différentes du point de vue de la couleur ou du texte, la Casio 9850+ est identique à la Casio FX-9750 Plus, la Casio Graph 65 Plus et la Casio Graph 35 Plus. Les fonctionnalités qui se trouvent sur la Casio 9850+ sont également disponibles sur la FX1.0 Plus et la Casio CFX-9950 Plus, bien que les touches de fonction et la numérotation des menus puissent être différentes entre ces modèles. Les versions qui ne sont pas « Plus » des calculatrices Casio sont pratiquement obsolètes et peuvent ne pas posséder les capacités minimales requises pour certaines matières. Veuillez noter qu’il peut y avoir d’autres manières d’obtenir les mêmes résultats. Les méthodes proposées ici ne sont pas nécessairement les meilleures ou les plus simples. 2 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Introduction Langue des calculatrices à écran graphique Les options linguistiques sont désormais une caractéristique importante des calculatrices à écran graphique les plus récentes. Texas Instruments offre maintenant 12 « localisateurs linguistiques » sur ces nouveaux modèles et Casio propose des « langues complémentaires » pour la FX1.0 Plus. Le localisateur de langue (TI) ou l’ajout des langues supplémentaires (Casio) change la langue de la plupart des menus de la calculatrice à écran graphique mais tout n’est pas disponible dans la langue choisie. Il n’est pas possible de modifier la langue de la Casio 9850+. La Casio Graph 35 et la Casio Graph 65 sont spécialement conçues pour le marché français. Leur fonctionnalité est identique à la Casio 9850+, la seule différence étant que certaines touches sont en français et en anglais. La version française de cette publication utilise les captures d’écran en français de la TI-84+SE (l’application logicielle Flash « Français » a été installée). Quant à la version espagnole, elle utilise les captures d’écran de la TI-84+SE (l’application logicielle Flash « Español » a été installée). Une version chinoise de l’application logicielle Flash Catalog Help est disponible pour les utilisateurs qui préfèrent le chinois. Voir les instructions ci-après. Exemple 1 – Comment mettre la langue du menu de la calculatrice en français TI-84+SE Appuyez sur… Casio FX1.0 Plus (non disponible sur la 9850+) Vous obtenez… Appuyez sur… 1. A a C pour localiser le français. mal pour avoir accès au gestionnaire du système. 2. = pour choisir le français. $ pour avoir accès aux différentes langues. 3. 1 pour que le menu soit en français. d d pour sélectionner le mode français. 4. E pour choisir le français. Vous obtenez… La même méthode est utilisée pour choisir une autre langue dans le menu des langues disponibles. © Organisation du Baccalauréat International 2005 3 Introduction Exemple 2 – Comment mettre la langue du menu de la calculatrice en anglais TI-84+SE Appuyez sur… Casio FX1.0 Plus (non disponible sur la 9850+) Vous obtenez… Appuyez sur… 1. A a C pour localiser le français. mal pour avoir accès au gestionnaire du système. 2. = pour choisir le français. $ pour avoir accès aux différentes langues. 3. 2 pour que le menu soit en anglais. E pour choisir le mode anglais. Vous obtenez… Catalog Help (aide syntaxique à l’utilisation des commandes) Exemple 1 – Installation de Catalog Help TI-84+SE Appuyez sur… Vous obtenez… 1. A a P Utilisez les touches avec les flèches pour trouver Ctlg Help. 2. =pour installer Catalog Help, puis n’importe quelle touche. = pour retourner à l’écran d’accueil. Exemple 2 – Utilisation de Catalog Help TI-84+SE Appuyez sur… Vous obtenez… 1. 1.5 4 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Introduction 2. m pour avoir accès au menu Math. La fonction Frac est sélectionnée. 3. + pour exécuter Ctlg Help. 4. r pour coller la fonction Frac sur l’écran d’accueil. 5. = pour obtenir la réponse. Exemple 3 – Comment quitter Catalog Help TI-84+SE Appuyez sur… Vous obtenez… 1. A a P Utilisez les touches avec les flèches pour trouver Ctlg Help. 2. = pour exécuter Catalog Help. 3. 2 pour quitter Catalog Help. © Organisation du Baccalauréat International 2005 5 Introduction Exemple 4 – Installation de Catalog Help en chinois TI-84+SE Appuyez sur… Vous obtenez… 1. A a P Utilisez les touches avec les flèches pour trouver Catalog Help en chinois (Chinese). 2. = pour installer Catalog Help en chinois puis n’importe quelle touche. Exemple 5 – Utilisation de Catalog Help en chinois TI-84+SE Appuyez sur… Vous obtenez… 1. 1.5 2. m pour trouver le menu Math. La fonction Frac est sélectionnée. 3. + pour exécuter Catalog Help en chinois. L’écran d’aide en chinois apparaît. 4. = = pour coller la fonction Frac sur l’écran d’accueil. 5. = pour obtenir la réponse. 6 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Introduction Exemple 6 – Comment quitter Catalog Help en chinois TI-84+SE Appuyez sur… Vous obtenez… 1. A a P Utilisez les touches avec les flèches pour trouver Ctlg Help en chinois. 2. = pour exécuter Catalog Help. 2 pour quitter Catalog Help. © Organisation du Baccalauréat International 2005 7 Mathématiques NS/NM (calculatrices à écran graphique) – Matériel de soutien pédagogique Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Cette section vous donne des exemples détaillés de certaines caractéristiques des calculatrices à écran graphique, de leurs fonctions et de leurs outils. Ils sont organisés par tâche et comprennent souvent des exemples tirés des épreuves d’examen des années précédentes ou des spécimens d’épreuves d’examen. Ce matériel de soutien pédagogique suppose des connaissances élémentaires en matière de calculatrice à écran graphique. Les nouveaux utilisateurs des calculatrices à écran graphique devront d’abord se familiariser avec leur calculatrice en consultant le chapitre Préliminaires du manuel d’utilisation de Texas Instruments ou Démarrage rapide du manuel de l’utilisateur de Casio. Des manuels en ligne sont également disponibles à partir des sites listés ci-dessous. Il convient de porter une attention particulière aux instructions concernant la saisie d’expressions, la modification, la suppression, l’utilisation de parenthèses, le stockage de valeurs, la modification des modes (en particulier, le mode degré par rapport au mode radian), le choix de la fenêtre de tracé, l’édition de tableaux, de graphes, de listes et de matrices, la réalisation de calculs simples, le tracé de données, la réinitialisation des paramètres, l’installation et l’exécution d’applications et la compréhension des messages d’erreurs. Texas Instruments http://education.ti.com/us/global/guides.html Casio http://www.casio.co.jp/edu_e/support/ (en anglais) http://casio-europe.com/fr/support/manual.html http://www.silrun.info/ Sharp http://www.sharpusa.com/products/support/0,2309,,00.html (en anglais) http://sharp.fr Hewlett Packard http://www.hpmuseum.org/software/swcd.htm (en anglais) Compétences graphiques élémentaires Choix de la fenêtre appropriée Tâche A – Réinitialisation (graphe) TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. À partir de l’écran d’accueil. m 2. ] + pour accéder aux fonctions de la mémoire. (Remarque : il peut être nécessaire d’utiliser c ou 2 M pour obtenir l’écran d’accueil.) Utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner . 8 Vous obtenez… © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 3. 7 pour choisir la réinitialisation. E pour activer la fonction graphique. 4. 2 pour réinitialiser. s £ pour accéder à la fenêtre d’affichage V-Window (les paramètres de la fenêtre View Window). 5. 2 pour confirmer la réinitialisation. £`pour normaliser les paramètres de la fenêtre View Window. Les paramètres par défaut de la fenêtre d’affichage Les paramètres normalisés de la fenêtre d’affichage de la TI-83+SE sont ±10 sur les deux axes. de la Casio CFX-9850+ sont ±10 sur les deux axes. Tâche B – Utilisez la calculatrice à écran graphique pour représenter la fonction y = sin( ln x ) et montrez la différence que la fenêtre d’affichage fait dans l’apparence d’un graphe TI-84+SE Casio 9850+ Utilisez la fenêtre d’affichage par défaut ±10. Utilisez la fenêtre normalisée ±10 . Appuyez sur… Vous obtenez… 1. À partir de l’écran d’accueil. Appuyez sur… Vous obtenez… m (Remarque : il peut être nécessaire d’utiliser c ou 2 M pour obtenir l’écran d’accueil.) 2. Utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner . 3. E pour activer la fonction graphique. 4. y Utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner les graphes stockés et c pour les supprimer. Utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner les graphes stockés puis @ et ! pour les supprimer. © Organisation du Baccalauréat International 2005 9 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 5. S l m>1X ))) = S(l( o%!( X))E 6. g & 7. z 2 = s@£ 8. = £ Il semble que chaque zoom successif fasse apparaître un graphe différent. Cela est encore plus marqué quand, au lieu d’utiliser le zoom, la fenêtre d’affichage est modifiée pour avoir y de –1,5 à +1,5 (et garder ces valeurs) et x de –2 à +2, –1 à +1 et –0,1 à +0,1. 9. Modifiez les paramètres d’affichage : Xmin = –0,1 Xmax = 0,1 Xgrad = 1 Ymin = –1,5 Ymax = 1,5 Ygrad = 1 Xmin : –0,1 max : 0,1 scale : 1 Ymin : –1,5 max : 1,5 scale : 1 w :.1= .1= 1= :1.5 = 1.5= 1= s £ pour avoir accès à la fenêtre VWindow. 10. g 10 Modifiez les paramètres d’affichage : :.1E .1E 1E :1.5 E 1.5E 1E Appuyez sur E pour tracer le graphe. & © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Sur la fenêtre par défaut ou la fenêtre normalisée, le graphe de y = x − 2x + x semble ne couper qu’une fois l’axe des abscisses. En utilisant le zoom ou en modifiant les paramètres de la fenêtre d’affichage, il est possible d’observer d’autres caractéristiques de la courbe. 3 2 Tâche C – Représentez graphiquement la fonction y = x 3 − 2x 2 + x dans la fenêtre d’affichage par défaut/normalisée TI-83/84+SE Casio 9850+ Utilisez la fenêtre d’affichage par défaut ±10. Utilisez la fenêtre d’affichage normalisée ±10 . Appuyez sur… Appuyez sur… Vous obtenez… Vous obtenez… m5 1. y Supprimez les graphes en mémoire. Supprimez les graphes en mémoire. Représentez graphiquement la fonction Représentez graphiquement la fonction y = x 3 − 2x 2 + x . y = x 3 − 2x 2 + x . X^32X^2 +X=g X^32X^2 +XE& s"££ £ £ £ £ pour effectuer un zoom avant. 2. z 2 = = = pour effectuer un zoom avant. Il est possible d’observer que le graphe coupe l’axe des abscisses au moins une fois près de l’origine, ou à l’origine, en effectuant des zooms avant successifs avec la fonction zoom. Une autre solution serait de modifier les paramètres de la fenêtre d’affichage pour avoir x entre –1 et +2 et y entre –0,5 et +0,5. Tâche D – Sur l’écran par défaut, le graphe y = sin (1 + sin x ) semble avoir un maximum relatif entre x = 0 et x = 4. Utilisez le zoom et modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage pour visualiser d’autres caractéristiques de cette courbe TI-84+SE Casio 9850+ Utilisez la fenêtre d’affichage par défaut ±10 . Utilisez la fenêtre d’affichage normalisée ±10 . Appuyez sur… Appuyez sur… Vous obtenez… 1. y m5 Supprimez les graphes en mémoire. Supprimez les graphes en mémoire. Représentez graphiquement la fonction Représentez graphiquement la fonction y = sin(1+ sin x). y = sin(1+ sin x) . © Organisation du Baccalauréat International 2005 Vous obtenez… 11 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus S(1+ S(X) )E& S1+S X))= g s"££ pour effectuer un zoom avant. 2. z 2 = pour effectuer un zoom avant. Un minimum relatif peut être observé entre deux maximums relatifs en utilisant la fonction zoom ou en modifiant les paramètres de la fenêtre d’affichage pour avoir x entre –0,5 et +4, et y entre 0 et +1,5. Comment trouver les zéros, les maximums et les minimums Après avoir obtenu le graphe d’une fonction, la calculatrice à écran graphique peut être utilisée pour déterminer les caractéristiques importantes de ce graphe. Exemple : soit la fonction f ( x) = x 3 − 5 x 2 − 7 x + 50. Tâche A – Trouvez les coordonnées du zéro TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. Pour Y1, saississez f ( x) . Pour Y1, saississez f ( x) . Xm35Xx7X+5 0= Vous obtenez… X^35X^ 2-7X +50E 3. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : 12 Xmin = –3,5 Xmax = 5,5 Xgrad = 1 Ymin = –25 Ymax = 65 Ygrad= 10 Xmin : –3,5 max : 5,5 scale : 1 Ymin : –25 max : 65 scale : 10 w :3.5 = 5.5= 1= :25= 65= 10= s£ :3.5 E 5.5E 1E :25E 65E 10E © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 4. g E& 5. " r 2 pour trouver le zéro. s% 6. < pour déplacer le curseur juste à gauche du zéro puis =. ! pour trouver le zéro. 7. Une croix apparaît sur la courbe en ce point ainsi qu’une marque en haut de la fenêtre. En bas de la fenêtre, il y a une question sur la borne inférieure. Utilisez les touches avec les flèches pour déplacer le curseur juste à droite du zéro puis =. Remarque : une importante caractéristique de G-Solve est la possibilité de trouver d’autres racines, maximums et minimums en utilisant les touches avec les flèches. 8. Une autre croix apparaît sur la courbe en ce point ainsi qu’une marque au-dessus de la courbe. En bas de la fenêtre, la question « Valeur Init ? » s’affiche. Utilisez les touches avec les flèches pour déplacer le curseur aussi près du zéro que possible puis =. Le zéro est à (–2,979887 ; 0). © Organisation du Baccalauréat International 2005 13 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Trouvez les coordonnées du maximum relatif TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " r 4 pour trouver le maximum. s% 2. Pour trouver le maximum, utilisez les touches avec les flèches pour déplacer le curseur d’abord juste à gauche du maximum puis =, puis juste à droite du maximum puis =, et enfin très près du maximum puis =. " pour trouver le maximum. Vous obtenez… Des croix apparaissent sur la courbe aux points choisis et des marques à gauche et à droite apparaissent au-dessus de la courbe. Les coordonnées du maximum sont indiquées au-dessous de la courbe. Le maximum se trouve à (–0,5941091 ; 52,184235). Tâche C – Trouvez les coordonnées du minimum relatif TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " r 3 s% 2. Pour trouver le minimum, utilisez les touches avec les flèches pour déplacer le curseur juste à gauche du minimum puis =, puis juste à droite du minimum puis =, et enfin très près du minimum puis =. £ pour trouver le minimum. Vous obtenez… Les coordonnées du minimum sont indiquées au-dessous du minimum. Le minimum se trouve à (3,9274436 ; 5,9639127). 14 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Comment trouver les équations des tangentes Exemple : soit la fonction f ( x) = x − 5 x − 7 x + 50. 3 2 Tâche A – Dessinez la tangente à la courbe en x = 0 TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. 2. Pour Y1, saisissez f ( x) . Xm3 -5Xx -7X+ 50= Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. Pour Y1, saisissez f ( x). X^35X^ 2-7X +50E 3. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = –3,5 Xmax = 5,5 Xgrad = 1 Ymin = –25 Ymax = 65 Ygrad = 10 Xmin : –3,5 max : 5,5 scale : 1 Ymin : –25 max : 65 scale : 10 w :3.5 = 5.5= 1= :25= 65= 10= s£ :3.5 E 5.5E 1E :25E 65E 10E 4. g E& 5. " P 5 smddd d! La courbe apparaît de nouveau avec l’abscisse et l’ordonnée au bas de la fenêtre. © Organisation du Baccalauréat International 2005 15 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 6. 0 = Veuillez noter que la Casio 9850+ ne permet pas d’écrire l’équation de la tangente en un point de la courbe. Elle vous donnera la pente pour une valeur donnée de x et vous devrez trouver l’équation manuellement. La tangente en x = 0 est dessinée et audessous de la courbe se trouve l’équation de cette tangente y = – 6,999999x + 50. e&s!< <<E ed:7 X+50 E& 7. L’équation de la tangente en x = 0 est y = −7 x + 50. Tâche B – Trouvez l’autre point d’intersection de la tangente à la courbe TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… 1. y d d :7X+ 50= Vous saisissez ainsi l’équation de la tangente en x = 0 dans le menu des y . 2. g 3. " r 5 pour trouver l’intersection de ces courbes. 16 s % pour trouver l’intersection de ces courbes. © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus % 4. Au-dessous de la courbe, on vous demande de sélectionner les courbes pour lesquelles vous recherchez le point d’intersection. Utilisez les touches avec les flèches pour déplacer le curseur juste à gauche du point d’intersection de la courbe cubique puis =. La calculatrice trouve la première intersection en x = 0. 5. Une croix apparaît sur la courbe cubique en ce point et on vous demande si vous souhaitez sélectionner la seconde courbe. = pour sélectionner la tangente comme seconde courbe. > pour trouver l’autre point d’intersection. 6. Déplacez le curseur aussi près que possible du point d’intersection puis =. Le point d’intersection est (5 ; 15). Comment trouver des solutions graphiques à des équations Tâche A – Si possible, résolvez 2x + 6y = 12 4x − y = 24 TI-84+SE Casio 9850+ Utilisez la fenêtre d’affichage par défaut ±10. Utilisez la fenêtre d’affichage normalisée ±10 . Appuyez sur… Appuyez sur… Vous obtenez… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. : X / 3 +2= 4X-2 4= :X/3 +2E 4X-2 4E © Organisation du Baccalauréat International 2005 Vous obtenez… 17 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 3. g & 4. ] r 5. 5 6. = 7. > jusqu’à ce qu’une étoile apparaîsse sur la fenêtre. 8. = s% 9. = % 18 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Comment trouver l’aire sous la courbe entre deux points Exemple : soit la fonction f ( x) = x − 5 x − 7 x + 50. 3 2 Tâche A – Trouvez l’aire sous la courbe entre x = 0 et x = 5 TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. 2. Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. Pour Y1, saisissez f ( x) . Pour Y1, saisissez f ( x) . Xm35Xx7X+5 0= X^35X^ 2-7X +50E 3. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = –3,5 Xmax = 5,5 Xgrad = 1 Ymin = –25 Ymax = 65 Ygrad = 10 Xmin : –3,5 max : 5,5 scale : 1 Ymin : –25 max : 65 scale : 10 w :3.5 = 5.5= 1= :25= 65= 10= s£ :3.5 E 5.5E 1E :25E 65E 10E 4. g © Organisation du Baccalauréat International 2005 E& 19 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 5. y Si vous venez de faire l’exercice sur les tangentes, il faut supprimer la tangente sur le graphe : pour cela, déplacez le curseur sur le signe égal de Y2 puis =. Le carré noir sur le signe égal va disparaître. Si vous n’avez pas encore fait cet exercice, il n’y aura pas d’équation pour Y2. s% 6. g " r 7 pour trouver l’aire sous la courbe. & £ pour trouver l’aire sous la courbe. Le graphe s’affiche et on vous demande d’indiquer la borne inférieure de l’aire. 7. 0 = On vous demande d’indiquer la borne inférieure. Faites défiler (en utilisant <) jusqu’à avoir x = 0 puis E. 8. On vous demande la borne supérieure de l’aire. 5= On vous demande maintenant la borne supérieure de l’aire. Faites défiler (en utilisant > ) jusqu’à avoir x = 5 puis E. L’aire sous la courbe entre zéro et cinq est grisée et la valeur de l’intégrale est 110,41667. Comment trouver des transformations Soit la courbe f ( x) = x − 2 x + x. 3 2 Tâche A – Trouvez la transformation de cette courbe avec g ( x) = f ( x − 1) Veuillez noter que la TI-84+SE et la Casio 9850+ utilisent un langage très différent. TI-84+SE Appuyez sur… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. X^3 -2X ^2+ X= 20 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 2. Saisissez : Y1=X Y2=X–1 Y3=Y13–2Y12+Y1. XE X-1E v$!1 ^32v$! 1^2+ v$!1E Désélectionnez les graphes pour Y1 et Y2 : u u ! u !. 3. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = –2 Xmax = 5 Xgrad = 1 Ymin = –5 Ymax = 5 Ygrad = 1 Xmin : –2 max : 5 scale : 1 Ymin : –5 max : 5 scale : 1 w :2= 5= 1= :5= 5= 1= s£ :2E 5E 1E :5E 5E 1E 4. g E& 5. y d v>1= (X-1 )= e Puis d d d pour avoir Y4 et : v$!2 ^3-2 v$!2 ^2+ v $ ! 2 E. 6. g & Le graphe a maintenant subi une translation vers la droite d’une unité. © Organisation du Baccalauréat International 2005 21 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Trouvez la transformation de cette courbe avec h( x) = 2 f ( x) − 1 TI-84+SE Appuyez sur… 1. y Utilisez les touches avec les flèches pour faire défiler jusqu’à avoir Y3. 2v>1 =-1= u u < = pour supprimer le graphe pour Y2. 2. g Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… e u " ! pour supprimer le graphe pour Y4. Puis saisissez 2 f ( x) − 1 pour Y4. 2v$! 3-1E & Le graphe a maintenant subi une homothétie de facteur 2 dans la direction des ordonnées et une translation de –1 dans la direction des ordonnées. 22 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Sélection d’outils élémentaires Utilisation du solveur d’équation polynomiale La manière la plus efficace pour résoudre de nombreuses équations est de réduire le problème à la recherche d’un zéro ou d’une racine d’un graphe. Cependant, il y a des cas où il est préférable d’utiliser une approche plus directe. Voici des exemples qui vous montreront comment utiliser le solveur d’équation polynomiale. Tâche A – Résolvez x 3 − 2x 2 − 5x + 6 = 0 pour x TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… 1. A puis utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner PolySmlt. = puis n’importe quelle touche pour accéder au sousmenu de PolySmlt. Ou Aa 8 d d = pour arriver directement au sousmenu de PolySmlt puis n’importe quelle touche. Appuyez sur… Utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner puis E pour accéder au sous-menu d’Equation. Ou a X pour arriver directement au sous-menu d’Equation. 2. = pour exécuter le solveur d’équation polynomiale (Poly Root Finder). @ pour exécuter le solveur d’équation polynomiale. 3. 3 = pour saisir un polynôme du troisième degré (Degree of Poly : degré du polynôme). @ pour choisir un polynôme du troisième degré. 4. Saisissez les coefficients. Saisissez les coefficients. 1= :2= :5= 6= 5. g pour résoudre. © Organisation du Baccalauréat International 2005 Vous obtenez… 1E :2E :5E 6E ! pour résoudre. 23 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Résolvez 0 = x 4 − 3x 3 − 3x 2 + 11x − 6 pour x TI-84+SE Appuyez sur… 1. A puis utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner PolySmlt. = puis n’importe quelle touche pour accéder au sousmenu de PolySmlt. Ou a 8 d d = pour arriver directement au sousmenu de PolySmlt puis n’importe quelle touche. Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… Sur la Casio 9850+, le solveur d’équation polynomiale se limite à un polynôme du deuxième ou du troisième degré. L’exemple ci-dessous utilise le solveur d’équation pour obtenir des résultats similaires. 2. = pour exécuter le solveur d’équation polynomiale. 3. 4 = 1= :3= :3= 11= :6= aX 4. g £ pour exécuter le solveur d’équation et 0s.a Xa/^ 4+aL a/^3 +ala /^2+ aSa/ +aCE 1E :2E :3E :3E 11E :6E. 5. Veuillez noter que le solveur d’équation polynomiale n’a pas trouvé les racines exactes mais des approximations. u ou d pour sélectionner T. 24 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 6. & pour résoudre. 7. Répétez ces étapes mais avec d’autres valeurs de T afin de trouver d’autres racines. Utilisation du solveur d’équation La manière la plus efficace pour résoudre de nombreuses équations est de réduire le problème à la recherche du point d’intersection de deux graphes. Cependant, il y a des cas où il est préférable d’utiliser une approche plus directe. Voici des exemples qui vous montreront comment utiliser le solveur d’équation. Tâche A – Résolvez e x = x 3 , pour x compris entre 4 et 5 TI-84+SE Casio 9850+ L’équation doit d’abord être réécrite sous la forme 0 = f ( x). 0 = e x − x3 Appuyez sur… Vous obtenez… Appuyez sur… 1. m 0 u c m1 o$! 2. ] l X ) -Xm3 = slXX^3, 4.5, 4,5) 3. 4 . 5 a = E La solution est 4,5364036549… Vous obtenez… La solution est 4,536403655… Veuillez noter qu’il s’agit là d’une approximation et que la précision de cette approximation peut dépendre des paramètres de la calculatrice. © Organisation du Baccalauréat International 2005 25 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Résolvez sin 2 ( x ) = 2 cos ( 3 x − 1) , pour x compris entre 0 et TI-84+SE Appuyez sur… π 2 Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. m 0 u c m1 o$! 2. ( S X ) )x-2 C3X) +1= (S(X ))x2C( 3X)+ 1,s; /4,0 ,s;/ 2) 3. ] ^ / 4 = E Vous obtenez… 4. ] ( 0 , ]^/2 ])= 5. u a = La solution est 0,32864374674… 26 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Utilisation du solveur de système d’équations La méthode la plus efficace pour résoudre les systèmes d’équations est l’utilisation du solveur de système d’équations. Tâche A – Trouvez une solution au système d’équations : TI-84+SE Appuyez sur… 2x + 6y = 12 4x − y = 24 Casio 9850+ Vous obtenez… 1. A a 8 et utilisez les touches avec les flèches pour sélectionner PolySmlt. Appuyez sur… Vous obtenez… mX pour accéder au sousmenu d’Equation. 2. = puis n’importe quelle touche pour accéder au sous-menu de PolySmlt. 3. 2 pour exécuter le solveur de système d’équations. ! pour exécuter le solveur de système d’équations. 4. 2 = 2 pour saisir les deux équations (Number Of Eqns : nombre d’équations) et les deux inconnues (Number Of Unknowns : nombre d’inconnues). 5. = affiche le menu des coefficients. ! pour sélectionner les deux inconnues. (Les deux équations sont automatiquement sélectionnées.) 6. 2 = 6= 12= 4= :1= 24= 2E 6E 12E 4E :1E 24E 7. g pour résoudre le système. ! pour résoudre le système. (Les calculatrices à écran graphique peuvent donner des résultats surprenants pour les systèmes ayant plusieurs ou aucune solution.) © Organisation du Baccalauréat International 2005 27 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Trouvez une solution au système d’équations suivant : TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. Répétez les étapes de la tâche A en utilisant les coefficients suivants : 2, 6, 12, 4, 12, 24. Répétez les étapes de la tâche A en utilisant les coefficients suivants : 2, 6, 12, 4, 12, 24. 2. Résultat du solveur du système d’équations. Résultat du solveur du système d’équations. Tâche C – Trouvez une solution au système d’équations suivant : TI-84+SE Appuyez sur… 2x + 6y = 12 4x + 12y = 24 Vous obtenez… 2x + 6y = 12 4x + 12y = 12 Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. Répétez les étapes de la tâche A en utilisant les coefficients suivants : 2, 6, 12, 4, 12, 12. Répétez les étapes de la tâche A en utilisant les coefficients suivants : 2, 6, 12, 4, 12, 12. 2. Résultat du solveur du système d’équations (No Solution Found : aucune solution). Résultat du solveur du système d’équations. Vous obtenez… Exploration des identités trigonométriques Les caractéristiques disponibles sur les calculatrices à écran graphique sont très différentes d’un modèle à l’autre. La TI-84+SE permet de modifier l’épaisseur du trait du graphe. La Casio 9850+ propose des couleurs pour comparer des graphes. La Casio FX-9750 Plus et la Casio 9850+ ont la possibilité d’afficher deux graphes, ce qui peut être utilisée pour ce type d’exploration. Tracer la relation des deux côtés de l’identité trigonométrique tend à prouver la vérité de l’identité. Cependant, ces graphes ne doivent pas être considérés comme des démonstrations adéquates de la relation en question, car le fait que les graphes semblent être identiques ne prouvent pas que l’identité est vraie. Inclure un contre-exemple dans votre cours peut être une bonne idée. 28 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche A – Explorez l’identité trigonométrique cos ( 2θ ) = 1 − 2 sin 2 (θ ) en utilisant les caractéristiques graphiques d’une calculatrice à écran graphique TI-84+SE (avec le mode graphique) Casio 9850+ (en mode écran double (dual graph)) Appuyez sur… Appuyez sur… Vous obtenez… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. C 2 X ) = sm 3. 1 - 2 ( SX)) x= Ddd 4. u < < = pour déplacer le curseur à gauche de Y2. Un trait épais sera alors utilisé pour le graphe de Y2. !E Vous obtenez… 5. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = 0 Xmax = 2π Xgrad = π/2 Ymin = –1,1 Ymax = 1,1 Ygrad = 0,5 w 0= 2"^= "^/2 = :1.1 = 1.1= .5= © Organisation du Baccalauréat International 2005 C2XE 29 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 6. g Le graphe de & Y1 = cos 2x apparaîtra en premier. Puis le graphe 2 de Y2 = 1 − 2 sin ( x ) sera tracé avec un trait plus épais. 7. o@ 8. se 9. 1-2( SX)x E 10. & Veuillez noter que les deux graphes apparaissent sur cette image. La courbe à gauche représente cos 2θ et celle à droite 1 − 2 sin 2 θ . Casio 9850+ (avec des graphes de couleur) 1. Saisissez les deux fonctions à partir des instructions dans la fenêtre d’affichage. 2. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin : –2π max : 2π scale : π/2 Ymin : –3 max : 3 scale : 1 3. u pour sélectionner le deuxième graphe 1 − 2 sin 2 θ . 4. $@e 30 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 5. & Le graphe de cos 2θ sera dessiné en bleu foncé et le graphe 2 de 1 − 2 sin θ sera dessiné par-dessus en orange clair. 6. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin : 0 max : 2π scale : π/2 Ymin : –1,6 max : 1,5 scale : 1 E& 7. Solutions d’équations trigonométriques Soit les fonctions f (t ) = 10 + 8 sin ( 2t ) g (t ) = 15 + 6 sin ( 4t ) Tâche A – Pour combien de valeurs de t comprises entre 0 et 2π , f (t ) = g (t ) ? TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = –20 Xmax = 20 Xgrad = 1 Ymin = –20 Ymax = 20 Ygrad = 1 3. 1 0 + 8 S2X) = © Organisation du Baccalauréat International 2005 Xmin : –10 max : 10 scale : 1 Ymin : –10 max : 10 scale : 1 10+8 S2XE 31 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 4. 1 5 + 6 S4X) = 15+6 S4XE 5. g & 6. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = 0 Xmax = 2π Xgrad = π/2 Ymin = 0 Ymax = 25 Ygrad = 5 Xmin : 0 max : 2π scale : π/2 Ymin : 0 max : 25 scale : 5 w 0= 2"^= "^/2 = 0= 25= 5= s£ 0E2s ;E s;/2 E 0E 25E 5E E& 7. g 8. Examinez avec attention les graphes et observez qu’il y a quatre points d’intersection, ce qui répond à la question de la tâche A. Tâche B – Quelle est la plus petite valeur de t pour laquelle f (t ) = g (t ) ? TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " r 5 s 2. Veuillez vous assurer que le curseur est sur la première courbe puis =. %% 32 Vous obtenez… © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 3. Veuillez vous assurer que le curseur est sur la seconde courbe puis =. Remarque : une caractéristique importante de G-Solve est que la touche avec la flèche vers la gauche et celle avec la flèche vers la droite donneront d’autres solutions à gauche et à droite de la solution sans devoir appuyer sur une autre touche. 4. Choisissez une valeur comme réponse, par exemple 0,5. 0.5= La solution proposée est x = 0,66539702. Somme d’une suite Tâche A – Trouvez la somme des 30 premiers termes d’une suite arithmétique qui commence par 3, 5, 7, 9... TI-84+SE Casio 9850+ Le n ième terme est donné par : 3 + 2( n − 1) . Appuyez sur… Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " s < 5 m1 o!&&! 2. " s > 5 (&% 3. 3 + 2 ( X-1) ,X,1 ,30) = 3+2( X-1) ,X,1 ,30, 1))E Vous obtenez… La réponse est 960. © Organisation du Baccalauréat International 2005 33 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Trouvez la somme des 10 premiers termes de la suite géométrique qui commence par 320, 240, 180, 135… TI-84+SE Casio 9850+ Le n ième terme est donné par : 320 (0,75) n -1. Appuyez sur… Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " s < 5 m1 o!&&! 2. " s > 5 (&% 3. 3 2 0 ( .75) ^(X1),X ,1,1 0)= 320( .75) ^(X1),X ,1,1 0,1) E Vous obtenez… La réponse est 1207,918701. Fonctions et analyse Comment trouver les dérivées numériques Une méthode pour trouver une approximation de la valeur de la dérivée de la fonction f en x = a est de calculer la valeur de l’expression f ( a + h) − f ( a − h) pour des petites valeurs de h et d’examiner la limite 2h quand h tend vers zéro. La plupart des calculatrices à écran graphique possèdent des fonctions intégrées qui permettent de calculer la valeur de cette expression pour différentes valeurs de h . x Tâche A – Trouvez la valeur de la dérivée de f ( x) = 2 en x = 0, 1, 2 et 3 TI-84+SE Appuyez sur… 1. m 8 34 Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… m1o$ " © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 2. 2 ^ X , X,0, .1)= 2^X, 0,.1 )E 3. " = pour coller le calcul précédent. < pour coller le calcul précédent. 4. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 0,1 en 0,01. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 0,1 en 0,01. <<01 )E <<01 )= 5. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 0,01 en 0,001. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 0,01 en 0,001. "=<< 01)= <<<01 )E 6. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 0,001 en 0,0001. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 0,001 en 0,0001. "=<< 01)= <<<01 )E Si la valeur de h n’est pas précisée, la calculatrice prend une valeur par défaut, à savoir 0,001. Les dérivées en 1, 2 et 3 auront une valeur approchée en prenant la valeur par défaut. La limite semble être 0,6931471811. Il s’agit de la valeur obtenue si la valeur de h est omise dans le calcul. Nous pouvons en conclure que la valeur de la dérivée de 2 x en x = 0 est 0,693147. Tâche B – Comparez chaque valeur avec la valeur de 2 x à la même valeur de x TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. m 8 2 ^ X,X, 1)= m1o$ "2^X ,1)E 2. Changez 1 en 2. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 1 en 2. "= <<2= Vous obtenez… 2E © Organisation du Baccalauréat International 2005 35 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 3. Changez 2 en 3. Utilisez les touches avec les flèches pour modifier 2 en 3. "= <<3= 3E Le tableau suivant résume les résultats obtenus et montre les comparaisons demandées. 2x x Dérivée de 2 x Dérivée de 2 x 2x 0 1 0,693147 0,693147 1 2 1,386294 0,693147 2 4 2,772589 0,693147 3 8 5,545178 0,693147 Il semble que la dérivée de 2 x soit égale à 0,693147 fois la valeur de 2 x . Justification des expressions pour les dérivées Parfois, les mathématiques nécessaires ne sont pas disponibles pour offrir une preuve acceptable de la dérivée d’une fonction particulière. Comme pour les identités trigonométriques, l’équivalence des expressions peut être vérifiée en utilisant la fonction graphique de la calculatrice ainsi que, dans ce cas, la dérivée numérique. Tâche A – Montrez que si f ( x) = sin x et x est en radians, alors f ′( x) = cos x TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. S X ) = SXE 3. m 8 o"! 36 Vous obtenez… © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 4. v > 1 1 ,X,X )= SX,X )E 5. C X ) CXE 6. u < < = pour déplacer le curseur à gauche de Y3. Le graphe de Y3 sera alors tracé avec un trait épais. & puis utilisez u et d pour sélectionner une couleur différente pour chaque fonction. ! ou bleu pour Y1. @ ou orange pour Y2. £ ou vert pour Y3. 7. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = 0 Xmax = 2π Xgrad = π/2 Ymin = –1,5 Ymax = 1,5 Ygrad = 0,5 Xmin : 0 max : 2π scale : π/2 Ymin : –1,5 max : 1,5 scale : 0,5 w 0= 2"^= "^/2 = :1.5 = 1.5= .5= s£ 0E 2s;E s;/2 E :1.5 E 1.5E .5E 8. g Le graphe de cos x doit se superposer au graphe de la dérivée de sin x . © Organisation du Baccalauréat International 2005 E& Les graphes de Y1, Y2 et Y3 sont tracés dans cet ordre. Lorsque Y3 est tracé, il se superpose clairement à Y2. 37 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Examen de graphes de fonctions et de leurs dérivées premières et secondes Tâche A – Représentez graphiquement f ( x) = 3 x 5 − 15 x 4 + 10 x 3 + 30 x 2 − 45 x + 50 et sa dérivée ′( ) = 15 x 4 − 60 x 3 + 30 x 2 + 60 x − 45 Le but de cet exercice est d’examiner le graphe d’une fonction et sa dérivée puis de voir que la pente du graphe d’une fonction est donnée par la valeur de la dérivée, en remarquant les points particuliers où la valeur de la dérivée est nulle ou a un maximum ou un minimum relatif. TI-84+SE Appuyez sur… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = –2 Xmax = 4 Xgrad = 1 Ymin = –70 Ymax = 100 Ygrad = 20 Xmin : –2 max : 4 scale : 1 Ymin : –70 max : 100 scale : 20 w :2= 4= 1= :70= 100= 20= s£ :2E 4E 1E :70E 100E 20EE 3. Saisissez f(x) pour Y1. 3X^5 -15X ^4+1 0X^3 +30X x-45 X+50 = 4. Saisissez f ′( x) pour Y2. 15X^ 4-60 X^3+ 30Xx +60X -45= 38 Saisissez f(x) pour Y1. 3X^5 -15X ^4+1 0X^3 +30X x-45 X+50 E Saisissez f ′( x) pour Y2. 15X^ 4-60 X^3+ 30Xx +60X -45E © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus & 5. g Il convient de remarquer que lorsque la pente est négative, la dérivée est négative et lorsque la pente est positive, la dérivée est positive, la dérivée ayant des valeurs les plus extrêmes lorsque la pente est la plus positive ou la plus négative. Il convient aussi de remarquer que lorsque la dérivée est nulle, la pente du graphe de f est horizontale et que ces situations correspondent à un maximum relatif, un minimum relatif et un point d’inflexion horizontal (stationnaire). De plus, il convient de remarquer que les points d’inflexion sont situés lorsque la dérivée a des valeurs correspondant à des minimums relatifs et des maximums relatifs. 5 4 3 2 Tâche B – Représentez graphiquement f ( x) = 3 x − 15 x + 10 x + 30 x − 45 x + 50 et sa dérivée seconde f ′′( x) = 60 x 3 − 180 x 2 + 60 x + 60 Le but de l’exercice suivant est d’examiner le graphe d’une fonction et sa dérivée seconde, et de voir comment la concavité du graphe est liée au fait que la dérivée seconde est positive ou négative, en remarquant également où la dérivée seconde est nulle. TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… 1. y Appuyez sur… se Utilisez les touches avec les flèches pour avoir Y3. Utilisez les touches avec les flèches pour avoir Y3. 2. Saisissez f"(x) pour Y3. Saisissez f"(x) pour Y3. 60X^ 3-18 0X^2 +60X +60= 60X^ 3-18 0X^2 +60X +60E 3. Pour supprimer l’affichage de Y2, utilisez les touches avec les flèches pour déplacer le curseur sur le signe égal de Y2 puis =. Pour supprimer l’affichage de Y2, utilisez les touches avec les flèches pour déplacer le curseur sur le signe égal de Y2 puis !. Le carré noir sur le signe égal va disparaître. Le carré noir sur le signe égal va disparaître. 4. g © Organisation du Baccalauréat International 2005 Vous obtenez… & 39 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Il convient de remarquer que lorsque la dérivée seconde est positive, le graphe s’ouvre vers le haut (concave vers le haut) et lorsque la dérivée seconde est négative, le graphe s’ouvre vers le bas (concave vers le bas). Il convient aussi de remarquer la relation entre les points où la dérivée seconde est nulle et les points d’inflexion. L’affichage simultané des trois graphes peut donner lieu à une analyse plus approfondie. Ainsi il faut remarquer que f" = 0 ne signifie pas nécessairement qu’il y a un point d’inflexion (par exemple, y = x 4). L’option permettant de tracer des graphes en couleur sur la Casio 9850+, ou celle permettant de choisir le style des graphes sur la TI-84+SE, sont des fonctionnalités utiles pour comparer les graphes de ces exemples. Utilisation de la fonction permettant l’intégration numérique La fonction permettant l’intégration numérique, présente sur la plupart des calculatrices à écran graphique, peut être utilisée pour fournir une bonne approximation des valeurs des intégrales qui ne peuvent pas être obtenues par les moyens traditionnels, ou qui nécessiteraient des calculs longs et complexes. Cette fonction peut aussi être utilisée pour vérifier les valeurs des intégrales obtenues par les méthodes traditionnelles. L’exemple suivant est tiré de l’épreuve 2 du cours de méthodes mathématiques NM de la session de mai 2003. Tâche A – Évaluez ∫ 3π 4 0 e x (sin x + cos x) dx TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. m 9 m1o$ $ 2. " l X ) (SX) +CX) ),X, 0,3" ^/4) = slX( SX+C X),0 ,3s; /4)E Vous obtenez… La valeur de l’intégrale est 7,46. 40 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Statistiques et probabilités Dessin d’histogrammes en utilisant des listes Tâche A – Dessinez un histogramme pour les données suivantes x 1 2 3 4 5 f 2 9 15 12 4 TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. s 1 m2 Supprimez les données qui se trouvent dans les listes. u&$! pour chaque liste qui contient des données. 3. Saisissez les données dans la liste 1 (L1). 1= 2= 3= 4= 5= Saisissez les données dans la liste 1 (List 1). 1E 2E 3E 4E 5E 4. Saisissez les données dans la liste 2 (L2). >2= 9= 15= 12= 4= Saisissez les données dans la liste 2 (List 2). >2E 9E 15E 12E 4E Vous obtenez… 5. " y 6. = = pour sélectionner Aff. © Organisation du Baccalauréat International 2005 !& 41 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 7. d > > = pour sélectionner l’icône du graphique en bâtons. d&! pour vous assurer que le type de graphique choisi (Graph Type) est paramétré sur l’histogramme (Hist). 8. d " s 1 pour saisir L1 à la ligne ListeX. d ! pour vous assurer que la ligne XList est paramétrée sur List 1. 9. d " s 2 pour saisir L2 à la ligne Effectifs. d £ pour vous assurer que les effectifs (Frequency) sont paramétrés sur List 2. 10. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = 0 Xmax = 6 Xgrad = 1 Ymin = 0 Ymax = 20 Ygrad = 1 Xmin : 0 max : 6 scale : 1 Ymin : 0 max : 20 scale : 1 w 0= 6= 1= 0= 20= 1= es£ 0E 6E 1E 0E 20E 1E 11. Remarque : En L1, les effectifs pour un sont tracés de un à deux sur l’axe des abscisses. Par conséquent, l’axe des abscisses doit comporter plus de cinq unités. e!! Paramétrez Start sur 0 et Pitch sur 1. 0E 1E 12. g & 42 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus ⎛ n⎞ Évaluation de ⎜ ⎟ ⎝r⎠ ⎛ 8⎞ Tâche A – Trouvez ⎜ ⎟ ⎝ 3⎠ TI-84+SE Casio 9850+ Appuyez sur… Vous obtenez… Appuyez sur… 1. 8 m < 3 m1o& £ 2. 3 = 8£3E Vous obtenez… ⎛ 8⎞ ⎝ 3⎠ La réponse est ⎜ ⎟ = 56 . Probabilités binomiales Exemple : huit dés à six faces non pipés sont lancés. Tâche A – Trouvez la probabilité d’obtenir exactement deux six 1 Ceci représente une situation de probabilité binomiale avec n = 8, p = 6 Nous voulons : P( x = 2) TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " v 0 m2%%! " 2. 8 , 1 /6, 2)= d2E 8E 1/6E E Vous obtenez… La réponse est 0,2605. © Organisation du Baccalauréat International 2005 43 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Trouvez la probabilité d’obtenir au plus deux six Nous voulons : P( x ≤ 2) TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " v a m ee%%" " 2. 8 , 1 /6, 2)= d2E 8E 1/6E E Vous obtenez… La réponse est 0,8652. Tâche C – Trouvez la probabilité d’obtenir au moins deux six Nous voulons : P( x ≥ 2) TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… La réponse sera 1 − ⎡⎣ p ( 0 ) + p (1) ⎤⎦ . 1. 1 - " vam ee%%" " 2. 8 , 1 /6, 1)= d1E 8E 1/6E E 3. m1 1-s :E La réponse est 0,3953. 44 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Probabilités associées à une loi normale (probabilités normales) La fonction de densité de la probabilité normale φ(x) représente la distribution des probabilités de la variable aléatoire continue X en fonction de la moyenne de sa distribution µ et son écart-type σ . Plusieurs variables aléatoires habituelles ont cette distribution. Le graphe de φ(x) a la forme d’une cloche. Il est symétrique par rapport à la moyenne µ, et les points d’inflexion sur la courbe en cloche sont situés à µ ± σ. L’aire totale sous la courbe est égale à un, et la probabilité que la valeur de X se situe entre les valeurs x 1 et x 2 est égale à l’aire située sous la courbe entre ces deux valeurs. Bien qu’il ne soit pas nécessaire de connaître la forme exacte de la fonction pour les calculs de probabilités élémentaires, elle est donnée par 1 e φ ( x) = σ 2π − ( x − µ )2 2σ 2 . La fonction de densité de la probabilité normale standard pour une variable z avec 2 une moyenne égale à zéro et un écart-type égal à un est donnée par φ ( z ) = 1 − e 2π z 2 . La distribution normale générale peut être transformée en une distribution normale standard par la transformation z = x−µ . À l’aide des tables normales traditionnelles et de certaines calculatrices, il est σ souvent nécessaire de faire cette transformation. À l’aide d’autres calculatrices, cette transformation peut souvent être évitée. Soit le problème typique suivant comprenant une variable distribuée normalement : une variable distribuée normalement X a une moyenne égale à 100 et un écart-type égal à 15. Tâche A – Trouvez la probabilité que 90 < X < 120 TI-84+SE Casio 9850+ Utilisez la fonction de répartition de la loi normale. Appuyez sur… Vous obtenez… 1. " v 2 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Appuyez sur… Vous obtenez… m2%!" 45 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 2. Saisissez les quatre paramètres suivants : limite inférieure, limite supérieure, moyenne, écart-type. Saisissez les quatre paramètres suivants : limite inférieure, limite supérieure, écart-type, moyenne. 90E 120E 15E 100E E 90, 120 ,10 0,1 5)= La réponse est 0,656. Tâche B – Trouvez la probabilité que X > 130 Théoriquement, cela nécessite une limite supérieure (+ ∞) et la partie (c) nécessitera une limite inférieure (– ∞) . Les valeurs 1e99 et –1e99 peuvent respectivement être utilisées mais des valeurs plus faciles à utiliser (au moins cinq écarts-types de la moyenne) peuvent aussi être utilisées pour obtenir des réponses avec la même précision. TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " v 2 E pour retourner à la fenêtre Normal C.D. 2. 1 3 0 , 1"l9 9),1 00,1 5)= 130E 1;99 E 15E 100E 3. Cela donne 0,0228 comme réponse avec trois chiffres significatifs. Changer 1e 99 en 1 000 donne une réponse identique à la précédente pour au moins dix chiffres significatifs après la virgule. "v21 30,1 000, 100, 15)= E 46 Vous obtenez… © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche C – Trouvez la probabilité que X < 80 TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. " v 2 e pour retourner à la fenêtre Normal C.D. 2. : 1 " l 99), 80,1 00,1 5)= :1; 99E 80E 15E 100E 3. Cela donne 0,0912 comme réponse avec trois chiffres significatifs. 99 Changer −1e en zéro donne une réponse identique à la précédente pour au moins dix chiffres significatifs après la virgule. " = pour afficher l’entrée précédente et utilisez les touches avec les flèches et D pour les modifications. E Vous obtenez… Veuillez noter que comme les deux derniers paramètres (la moyenne et l’écart-type) n’ont pas été saisis, la calculatrice suppose une moyenne égale à zéro et un écart-type égal à un, ce qui correspond à la distribution normale standardisée. Si la calculatrice est utilisée de cette manière, les limites supérieure et inférieure doivent d’abord être converties en valeurs standardisées. © Organisation du Baccalauréat International 2005 47 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Probabilités normales inverses Un problème typique dans lequel les probabilités pour une variable distribuée normalement sont connues et les valeurs de la variable correspondant à ces probabilités recherchées pourrait être le suivant : une variable distribuée normalement, X , a une moyenne égale à 500 et un écart-type égal à 100. Tâche A– Trouvez la valeur de a si 5 % des valeurs de X sont inférieures à a Là encore, selon le modèle de calculatrice à écran graphique utilisé, il peut être utile ou inutile de résoudre ce problème à l’aide de la distribution normale standardisée. TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… m2 %!£ 1. Dans tous les cas, commencez par la fonction normale inverse. "v3. 2. Les paramètres pour FracNormale sont (probabilité inférieure à, moyenne, écart-type) .05E 100E 500E E .05, 500, 100 )= La réponse est a = 335,5. Tâche B – Trouvez la valeur de b si 10 % des valeurs de X sont supérieures à b TI-84+SE Casio 9850+ Si la probabilité de « supérieur à b » est 0,10, la probabilité de « inférieur à b » est 0,90. Appuyez sur… Vous obtenez… Appuyez sur… 1. Dans tous les cas, commencez par la fonction normale inverse. "v3. E 2. . 9 , 5 00, 100 )= .9E 100E 500E E Vous obtenez… La réponse est b = 628,2. 48 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche C – La tranche centrale contenant 50 % des valeurs de X se trouve entre c et d. Trouvez c et d TI-84+SE Casio 9850+ Appuyez sur… Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… 1. La probabilité de « inférieur à c » doit être égale à 0,25 et celle de « inférieur à d » doit être égale à 0,75. "v3 e Les limites pour l’aire seront les valeurs qui sépareront les 25 % inférieures et les 75 % supérieures. 2. Pour trouver c : Pour trouver c : .25E E. .25 ,500 ,10 0)=. c = 432,6 3. Modifiez 0,25 en 0,75. Modifiez 0,25 en 0,75. e.75 EE "=u>> 7= La réponse est d = 567,4. Par conséquent, la tranche centrale contenant 50 % des valeurs se trouve entre 432,6 et 567,4. Dessin de diagrammes à boîtes et moustache Tâche A – Dessinez un diagramme à boîtes et moustache pour représenter les données suivantes x 1 2 3 4 5 f 2 9 15 12 4 TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… 1. y Supprimez les graphes en mémoire. Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. 2. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = 0 Xmax = 5 Xgrad= 1 Ymin = 0 Ymax = 10 Ygrad= 1 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Xmin : 0 max : 5 scale : 1 Ymin : 0 max : 10 scale : 1 49 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 3. s 1 Veuillez noter que si l’exercice sur l’histogramme a été réalisé précédemment, les valeurs auront déjà été saisies. Si tel est le cas, allez directement à l’étape 5. m2 Supprimez toutes les données qui se trouvent dans les listes. 4. Saisissez les données dans la liste 1 (L1). Saisissez les données dans la liste 1 (List 1). 1= 2= 3= 4= 5= 5. Saisissez les données dans la liste 2 (L2). >2= 9= 15= 12= 4= u&$! pour chaque liste qui contient des données. 1E 2E 3E 4E 5E Saisissez les données dans la liste 2 (List 2). >2E 9E 15E 12E 4E 6. " y 7. = = pour sélectionner Aff. m2!& 8. d > > > > = d&" 9. g e! 50 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Matrices et vecteurs Saisie des matrices dans la calculatrice ⎛ 2 5 −3 ⎞ ⎛7⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 3 4 1 − Tâche A – Saisissez les deux matrices suivantes : A = ⎜ ⎟ , B = ⎜10 ⎟ ⎜ 5 2 −7 ⎟ ⎜8⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ TI-84+SE Appuyez sur… 1. Casio 9850+ Vous obtenez… "t < 1 Appuyez sur… m3 2. 3 = 3= 3E 3E 3. Saisissez les valeurs de la matrice A . Saisissez les valeurs de la matrice A . 4. 2= 5= :3= 3= :4= 1= 5= 2= :7= 2E 5E :3E 3E :4E 1E 5E 2E :7E "t < 2 ed 5. 3 = 1= 3E 1E 6. 7 = 10= 8= 7E 10E 8E © Organisation du Baccalauréat International 2005 Vous obtenez… 51 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Si nécessaire, m 1 pour retourner à l’écran d’accueil. 7. Si nécessaire, "M c m pour retourner à l’écran d’accueil. Algèbre des matrices Saisissez les matrices suivantes, en suivant la procédure présentée dans la section Saisie des matrices dans la calculatrice. ⎛ 2 5 −3 ⎞ A = ⎜⎜ 3 −4 1 ⎟⎟ , ⎜ 5 2 −7 ⎟ ⎝ ⎠ ⎛7⎞ B = ⎜10 ⎟ , ⎜ ⎟ ⎜8⎟ ⎝ ⎠ ⎛ −9 19 7 ⎞ ⎛8⎞ C = ⎜⎜ 9 −6 −7 ⎟⎟ et D = ⎜ 5 ⎟ . ⎜ ⎟ ⎜ −11 16 −3 ⎟ ⎜ −9 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Tâche A – Saisissez les matrices C et D dans la calculatrice. (A et B devraient déjà être en mémoire après l’exercice précédent. Sinon, veuillez les saisir de nouveau.) TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. "t < 3 m3dd 2. 3 = 3= 3E 3E 3. : 9 = 19= 7= 9= :6= :7= :11= 16= :3= :9E 19E 7E 9E :6E :7E :11E 16E :3E 4. "t < 4 ed 5. 3 = 1= 3E 1E 52 Vous obtenez… © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus 8E 5E :9E 6. 8 = 5= :9= Tâche B – Calculez 3B – 2D TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… m1o" 1. 3 "t 22 "t 4 Une nouvelle liste d’options apparaît au-dessus des touches Function (F1, F2, F3…). Le calcul peut maintenant être effectué. 3!aL 2!aS E 2. = ⎛5⎞ ⎜ ⎟ La réponse est 3B – 2D = ⎜ 20 ⎟ . ⎜ 42 ⎟ ⎝ ⎠ Tâche C – Calculez 5A + C TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. 5 "t 1 + "t 3 5!aX +!al 2. = E Vous obtenez… ⎛ 1 44 −8 ⎞ ⎜ ⎟ La réponse est 5A + C = ⎜ 24 −26 −2 ⎟ . ⎜ 14 26 −38 ⎟ ⎝ ⎠ © Organisation du Baccalauréat International 2005 53 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche D – Calculez le produit de A et B TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. "t 1 " t2 !aX*\ !aL 2. = E Vous obtenez… ⎛ 40 ⎞ ⎜ ⎟ La réponse est AB = ⎜ −11⎟ . ⎜ −1 ⎟ ⎝ ⎠ Comment trouver le déterminant et les inverses des matrices ⎛ 2 5 −3 ⎞ ⎜ ⎟ Soit A = ⎜ 3 −4 1 ⎟ ⎜ 5 2 −7 ⎟ ⎝ ⎠ Tâche A – Trouvez le déterminant de la matrice A TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… 1. Saisissez la matrice A comme indiqué dans la section Saisie des matrices dans la calculatrice. 2. "t > = "t 1 ) = m1 o "£ ! a XE Le déterminant de la matrice A est 104. 54 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Utilisation de la TI-84 Plus SE et de la Casio CFX-9850 Plus Tâche B – Trouvez l’inverse de la matrice A TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… m1o@ !aFs )E 1. "t 1 t = 2. L’image que vous voyez est tirée d’une calculatrice qui affiche les nombres décimaux avec deux décimales. (Il suffit d’appuyer sur M puis à la ligne Flott (virgule flottante), choisissez 2 en utilisant les touches d > > > =.) L’inverse de la matrice A est © Organisation du Baccalauréat International 2005 . 55 Mathématiques NS/NM (calculatrices à écran graphique) – Matériel de soutien pédagogique Évaluation et calculatrice à écran graphique Réponses que les élèves doivent donner pendant les examens Les objectifs spécifiques actuels des cours de mathématiques du groupe 5 stipulent que les élèves doivent « organiser et présenter des informations et des données sous forme de tableaux, de représentations graphiques et/ou de diagrammes » et « formuler un argument mathématique et l’exprimer clairement ». Il est donc important que les élèves apprennent à communiquer efficacement pendant les examens. Le modèle d’évaluation a changé par rapport aux anciens cours de mathématiques, et les élèves doivent maintenant montrer leur raisonnement dans toutes les épreuves pour obtenir la totalité des points. Pour l’épreuve 1 de mathématiques NS et NM, la totalité des points ne sera plus attribuée si seules les réponses correctes sont données. Pour obtenir la totalité des points à une question, la réponse correcte devra généralement être accompagnée d’un raisonnement approprié. Ce que les élèves doivent écrire pendant les examens fait depuis longtemps l’objet de discussions et ce, même avant l’introduction des calculatrices à écran graphique. Les réponses aux questions « Que faut-il écrire dans un examen lorsque j’ai utilisé une calculatrice ? » et « Comment puis-je montrer mon raisonnement ? » s’appliquent également lorsqu’aucune calculatrice n’est utilisée. L’élément important est une bonne communication. Premier exemple Dans une suite arithmétique, le premier terme est –2, le quatrième terme est 16 et le n ième terme est 11 998. (a) Trouvez la raison d. (b) Trouvez la valeur de n . Donnez [6 points] Raisons u 1 = –2, u 4 = 16, u n = 11 998 un = u1 + ( n − 1) d (a) 16 = −2 + 3d (donc d = 6) (b) 11 998 = –2 + (n – 1)6 Donnez les informations fournies en langage mathématique et donnez toute formule pertinente. Posez les équations. Utilisez un solveur d’équation (dans cet exemple, la Casio 9850+ est utilisée) pour le calcul. (a) d=6 Donnez la réponse. (b) n = 2001 Vérifiez que la réponse correspond à la question posée et qu’elle ne contient pas d’erreurs. 56 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Évaluation et calculatrice à écran graphique Pour répondre à la plupart des questions, la première étape consiste à extraire les informations, choisir une stratégie appropriée, puis utiliser ces informations. Cette méthode implique souvent de réarranger les informations sous une forme appropriée pour qu’elles puissent être utilisées. Lorsqu’une calculatrice à écran graphique est utilisée, il peut être nécessaire d’écrire les informations sous une forme appropriée pour pouvoir les saisir dans la calculatrice à écran graphique, ce que certains enseignants appellent « préparer la question pour la calculatrice ». Par exemple, s’il est demandé de trouver l’aire entre deux courbes, les élèves peuvent avoir besoin d’identifier les points d’intersection et de les noter. Ils doivent également spécifier qu’ils utilisent une intégrale définie entre les limites (bornes) pertinentes pour trouver l’aire. La première partie d’une question peut demander aux élèves de donner une intégrale qui représente l’aire, mais même si ce n’est pas le cas, ceci doit tout de même constituer l’une des premières étapes. Par conséquent, dans la première partie de leur réponse, les élèves doivent expliquer en langage mathématique (et non pas en utilisant la notation de la calculatrice) ce qu’ils font. Les élèves doivent donner assez d’informations afin que les étapes importantes leur permettant d’arriver à la solution soient claires. Toutefois, il n’est pas nécessaire qu’ils notent chacune des étapes algébriques ou arithmétiques. Recopier tous les résultats de la calculatrice sur leur épreuve d’examen interromprait leur raisonnement, leur ferait perdre du temps et risquerait d’augmenter les risques d’erreurs. Le défi consiste à déterminer ce qui constitue une solution appropriée. Les enseignants doivent encourager les élèves à identifier les « éléments clés » des solutions et s’assurer que les élèves les donnent. Au cours des dernières années, des examinateurs et des enseignants participant à des réunions au Centre des programmes et de l’évaluation de l’Organisation du Baccalauréat International (IBCA) ont souligné, lors de discussions, que différentes approches étaient possibles. Il existe des façons innovantes et intéressantes d’utiliser une calculatrice à écran graphique pour répondre à des questions auxquelles la plupart des gens ne pensaient pas pouvoir répondre à l’aide d’une calculatrice à écran graphique. Plusieurs personnes ont été invitées à partager leurs points de vue et certains apparaissent dans le présent document. Deuxième exemple Un fermier possède un terrain triangulaire ABC. Le côté [AC] mesure 104 m, le côté [AB] mesure 65 m et l’angle formé par ces deux côtés est égal à 60o. Calculez la longueur du troisième côté du terrain. Donnez Raisons Dessinez un diagramme approprié. AC = 104 m A C 60 AB = 65 m BC B a 2 = b 2 + c 2 − 2bc cos A Identifiez et donnez la loi à utiliser (loi des cosinus). Deux méthodes sont possibles. © Organisation du Baccalauréat International 2005 57 Évaluation et calculatrice à écran graphique Méthode 1 Donnez Raisons BC = 65 + 104 − 2 (65) (104) cos 60 2 2 2 Remplacez les variables dans l’équation. BC = 8281 Calculez. BC = 91m Donnez la réponse. 2 Méthode 2 Donnez Raisons 0 = b 2 + c 2 − 2bc cos A − a 2 Réécrivez l’équation de manière à ce qu’elle soit égale à zéro, puis saisissez-la dans le solveur d’équation. (TI-84+SE) BC = 91m Sélectionnez A et résolvez. Donnez la réponse. Veuillez noter qu’il n’y a généralement pas de « bonne » ou de « mauvaise » utilisation de la calculatrice à écran graphique. Certaines questions sont rédigées de telle sorte quelles peuvent être résolues uniquement à l’aide d’une calculatrice à écran graphique, certaines peuvent être résolues avec ou sans calculatrice à écran graphique et d’autres doivent être résolues de façon analytique. Plus particulièrement, il est inapproprié d’utiliser une calculatrice à écran graphique pour une question qui demande une réponse exacte ou qui utilise le terme « montrez que ». « Montrez que » et réponse « reportée » = questions « trouvez » Une question étant composée de plusieurs parties, les élèves doivent souvent « reporter » une réponse d’une partie de la question vers une autre partie. Ce « report » joue un rôle important dans le reste de la question ; la réponse est souvent fournie et le terme utilisé est « montrez que ». Dans ce contexte, les enseignants doivent conseiller à leurs élèves de traiter la question comme une question de type « trouvez », et ce même si la réponse est fournie. Il peut être judicieux que les élèves utilisent la réponse fournie pour vérifier qu’ils ont donné la bonne réponse. Même s’ils ne réussissent pas la partie « montrez que », ils doivent toujours utiliser la réponse fournie dans les parties ultérieures de la question. Les exemples ci-après démontrent le type de réponses que les élèves doivent donner lorsqu’ils répondent à ce type de question ainsi que lorsqu’il est approprié d’utiliser une calculatrice à écran graphique. 58 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Évaluation et calculatrice à écran graphique Premier exemple ln x La fonction f est définie sur le domaine x ≥1 par f ( x) = . Soit R la région comprise entre le graphe de f, x l’axe des abscisses et la droite x = 5. (a) Trouvez la valeur exacte de l’aire de R . (b) La région R subit une rotation d’un angle de 2π autour de l’axe des abscisses. Trouvez le volume du solide de révolution engendré. Donnez Raisons (a) Aire = ∫ 5 1 Donnez une formule mathématique appropriée représentant l’aire. ln x dx x L’utilisation de la calculatrice à écran graphique pour calculer l’intégrale serait inappropriée dans cette partie puisque la question exige une valeur exacte comme réponse. La calculatrice à écran graphique peut éventuellement être utilisée pour vérifier la réponse. Soit 1 u = ln x,du = dx x ∫ udu = 2 u 2 ⎛ ( ln x ) ⎜= ⎜ 2 ⎝ 2 Trouvez l’intégrale par changement de variable/inspection. ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 5 2 ⎡ ⎤ Aire = ⎢ ( ln x ) ⎥ = 1 ( ln 5 )2 − ( ln 1)2 ⎢⎣ 2 ⎥⎦1 2 Aire = ( ) 1 2 ( ln 5) 2 u = ln x, dv = I = uv − ∫ udv = ( ln x ) ⇒ 2 I = ( ln x ) ⇒ I = 2 5 2 Trouvez l’intégrale I par parties. 1 2 − ∫ ln x dx = ( ln x ) − I x ( ln x ) 2 2 ⎡ ( ln x )2 ⎤ 1 2 2 ⇒ Aire = ⎢ ⎥ = ( ln 5 ) − ( ln 1) ⎢⎣ 2 ⎥⎦1 2 Aire = Soit 1 1 ⇒ du = , v = ln x x x ( ) 1 2 ( ln 5) 2 La calculatrice à écran graphique peut éventuellement être utilisée dans cet exemple pour vérifier la réponse. © Organisation du Baccalauréat International 2005 59 Évaluation et calculatrice à écran graphique Dans la partie (b), la calculatrice à écran graphique peut être utilisée de manière appropriée comme outil de calcul pour les intégrales définies. Donnez Raisons (b) Donnez une formule mathématique appropriée représentant le volume. 2 b V = ∫ πy dx a =∫ 5 1 2 ⎛ ln x ⎞ π⎜ ⎟ dx ⎝ x ⎠ Écrivez l’intégration avec les valeurs données dans le problème. Utilisez la calculatrice à écran graphique pour calculer l’intégrale définie. = 1,38 Donnez la réponse. La calculatrice à écran graphique donne parfois des solutions très originales et très inattendues. Deuxième exemple La variable aléatoire continue X a une fonction de densité : f ( x) = 1 x(1 + x 2 ) pour 0 ≤ x ≤ 2, 6 f ( x) = 0 autrement. Trouvez la médiane de X . Donnez Raisons La médiane m satisfait Donnez une formule mathématique appropriée représentant la médiane. m 1 1 ( x + x 3 ) dx = ∫ 60 2 m2 m4 + =3 2 4 Une méthode pourrait consister à évaluer l’intégrale et la résoudre de façon algébrique. ⇒ m 4 + 2m 2 − 12 = 0 m2 = −2 ± 4 + 48 = 22,60555… 2 m = 1,61 60 Donnez la réponse. © Organisation du Baccalauréat International 2005 Évaluation et calculatrice à écran graphique Il est également possible d’utiliser un solveur d’équation. Veuillez noter que la première étape, qui consiste à donner une formule mathématique, reste identique même si une calculatrice à écran graphique est utilisée pour la majorité du travail. Donnez Raisons La médiane satisfait Donnez une formule mathématique appropriée représentant la médiane. m 1 1 ( x + x 3 ) dx = ∫ 60 2 m 3 ∫ ( x + x ) dx − 3 = 0 Simplifiez-la et réécrivez-la de manière à ce qu’elle soit égale à zéro. 0 Saisissez x + x 3 pour Y1 puis l’expression dans le solveur d’équation (ci-dessous sur la TI-84+SE). Sélectionnez M et résolvez. m = 1,61 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Donnez la réponse. 61 Mathématiques NS/NM (calculatrices à écran graphique) – Matériel de soutien pédagogique Quelques exemples d’enseignement avec la calculatrice à écran graphique Cette section s’intéresse à l’utilisation de la TI-84+SE et de la Casio 9850+ lors de l’enseignement du programme du tronc commun des cours de mathématiques NS et de mathématiques NM. Vous trouverez quatre exemples simples d’un tel enseignement ci-dessous, ainsi que les instructions pour les calculatrices. Ils ont pour but d’aider les enseignants qui ont peu d’expérience dans l’utilisation des calculatrices à écran graphique à apprécier la calculatrice à écran graphique en tant qu’outil d’enseignement. Les enseignants doivent se reporter aux sites Web des fabricants pour de plus amples informations et des travaux dirigés. Les sites Web de tierces parties fournissent également de nombreuses informations et de multiples exemples d’enseignement avec les calculatrices à écran graphique. Utilisation de la calculatrice à écran graphique dans la salle de classe La plupart du temps, la calculatrice à écran graphique est utilisée en classe pour tracer des graphes et analyser des fonctions. Parfois, il est aussi possible de s’attaquer à des problèmes qui n’ont pas de solutions algébriques simples, en tirant profit des autres méthodes d’enseignement qui permettent l’utilisation des calculatrices à écran graphique. Un exemple est la question « résolvez » ci-dessous où de nombreuses approches peuvent être utilisées. Résolvez pour x : cos x = x. Exemples d’utilisation de la calculatrice à écran graphique Tâche A – Soit Y1 représentant l’expression à gauche et Y2 l’expression à droite. Représentez graphiquement ces deux courbes puis recherchez leur ou leurs intersections TI-84+SE Appuyez sur… 1. y Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. Supprimez les graphes en mémoire. CX)= X= CXE XE 2. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = –2π Xmax = 2π Xgrad = π/2 Ymin = –2 Ymax = 2 Ygrad = 1 62 Xmin : –2π max : 2π scale : π/2 Ymin : –2 max : 2 scale : 1 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Quelques exemples d’enseignement avec la calculatrice à écran graphique s£ :2s; E 2s;E s; /2E :2E 2E 1E w :2" ^=2 "^ = "^ / 2= :2= 2= 1= 3. g E& 4. "r 5 = == s%% Tâche B – Réécrivez l’équation cos x = x , en ayant Y1 représentant la différence cos x – x = 0. Représentez graphiquement Y1 et recherchez les zéros TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… 1. y Appuyez sur… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. Supprimez les graphes en mémoire. CX)X= cXXE 2. Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Modifiez les paramètres de la fenêtre d’affichage : Xmin = –4 Xmax = 4 Xgrad = 1 Ymin = –4 Ymax = 4 Ygrad = 1 Xmin : –4 max : 4 scale : 1 Ymin : –4 max : 4 scale : 1 w :4= 4= 1= :4= 4= 1= s£ :4E 4E 1E :4E 4E 1E © Organisation du Baccalauréat International 2005 63 Quelques exemples d’enseignement avec la calculatrice à écran graphique 3. g E& 4. "r 2 Assurez-vous d’avoir le curseur à gauche de la racine, puis =. > jusqu’à ce que le curseur soit à droite de la racine puis =. Encore = lorsque le curseur est près de la racine et lorsque l’on vous demande une valeur. s%! Tâche C – Utilisez le solveur d’équation pour résoudre cos x – x = 0 TI-84+SE Appuyez sur… Casio 9850+ Vous obtenez… Appuyez sur… 1. m 0 u c m1o$ ! 2. C X ) X= a = CXX,.5 ,0,1 )E Vous obtenez… 2 Tâche D – Trouvez l’équation de la tangente à f ( x) = − x − x + 6 en x = 1 Bien que la calculatrice à écran graphique soit souvent considérée comme une « calculatrice graphique », ses fonctions vont bien au-delà des simples applications graphiques. Par exemple, une fonction intégrée permet aux élèves de trouver et de représenter graphiquement les équations des tangentes, et certains modèles de calculatrices donnent même leurs équations. TI-84+SE Casio 9850+ Utilisez la fenêtre d’affichage par défaut ±10 . Utilisez la fenêtre d’affichage normalisée ±10 . Appuyez sur… Appuyez sur… 1. y 64 Vous obtenez… Vous obtenez… m5 Supprimez les graphes en mémoire. Supprimez les graphes en mémoire. :XxX+6 = :XxX+6E © Organisation du Baccalauréat International 2005 Quelques exemples d’enseignement avec la calculatrice à écran graphique 2. g & 3. "P 5 1 = S$@ L’équation de la tangente est y = −3 x + 7 . En saisissant une nouvelle valeur puis en appuyant sur =, de nouvelles valeurs de x peuvent être sélectionnées et la nouvelle tangente (et l’équation de cette dernière) sera tracée. La Casio 9850+ ne donnera la pente que pour une valeur donnée de x . Veuillez noter que les possibilités offertes par la calculatrice à écran graphique concernant les listes, les matrices et les statistiques, utilisées seules ou combinées entre elles, permettent de nombreux autres exemples d’enseignement. © Organisation du Baccalauréat International 2005 65 Mathématiques NS/NM (calculatrices à écran graphique) – Matériel de soutien pédagogique Gestion de la mémoire mémoirede delalacalculatrice calculatriceààécran écrangraphique graphique Les calculatrices à écran graphique sont des appareils compliqués dont le fonctionnement interne est très proche de celui d’un ordinateur personnel. Une calculatrice à écran graphique possède du matériel (hardware) et des logiciels fonctionnant avec différents niveaux de programmation. Les enseignants doivent être capables de gérer la mémoire et la fonctionnalité des calculatrices à écran graphique utilisées en classe et lors des examens. Une calculatrice à écran graphique est capable d’afficher des représentations sous forme de tableaux, de matrices, de listes, de représentations géométriques et graphiques. Elle possède aussi toutes les fonctions des calculatrices scientifiques. Les calculatrices à écran graphique exécutent également des programmes et des applications logicielles Flash (Apps). Tous les programmes ou Apps ne sont pas autorisés lors des examens (voir la liste dans le Vade Mecum). De même, toutes les calculatrices à écran graphique ne sont pas autorisées lors des examens qui exigent des calculatrices à écran graphique (études mathématiques NM, mathématiques NM, mathématiques NS et mathématiques complémentaires NM). Les élèves du Programme du diplôme ont besoin d’une calculatrice pour une ou plusieurs matières. Il est vivement recommandé qu’ils aient toujours accès à la même calculatrice. Cette dernière doit figurer dans la liste des modèles autorisés pour la matière en question (voir la liste dans le Vade Mecum). Terminologie élémentaire concernant les calculatrices à écran graphique Cette section comprend les explications des termes clés et des informations pour aider les enseignants à gérer la mémoire et la fonctionnalité d’une calculatrice à écran graphique typique. Comprendre ces termes s’avérera très utile pour réussir à gérer les calculatrices à écran graphique lors des examens. Les modèles diffèrent mais ce qui est réalisable sur une calculatrice à écran graphique dépend du matériel, du système d’exploitation et des Apps disponibles. Matériel (hardware) Le matériel de la calculatrice à écran graphique exécute les instructions contenues dans le code du système d’exploitation et les autres programmes qui se trouvent dans la mémoire de la calculatrice. L’unité centrale, ainsi que la quantité (et le type) de mémoire disponible, déterminent quel type de code peut être exécuté et la vitesse de traitement. Système d’exploitation Une calculatrice à écran graphique est fournie avec un système d’exploitation développé par le fabricant pour un modèle particulier. Ce que l’on appelle souvent la « fonctionnalité » d’une calculatrice à écran graphique se base sur les instructions contenues dans le code du système d’exploitation. Tout cela se trouve dans la mémoire principale de la calculatrice. La fonctionnalité d’un système d’exploitation est limitée par le matériel et la taille (et le type) de la mémoire de la calculatrice. L’utilisation de la calculatrice ne change pas le code du système d’exploitation mais il est possible de remplacer (ou mettre à jour) l’ensemble du système d’exploitation. Certains fabricants fournissent des mises à jour du système d’exploitation par l’intermédiaire d’un câble de connexion calculatrice à écran graphique – ordinateur, et des systèmes 66 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Gestion de la mémoire de la calculatrice à écran graphique d’exploitation par des tierces parties sont disponibles pour certains modèles. Le changement du système d’exploitation peut modifier de façon très importante la fonctionnalité des calculatrices. Les systèmes d’exploitation de tierces parties peuvent endommager de façon permanente le matériel de la calculatrice. Vérification de la version du système d’exploitation Texas Instruments Casio Allez dans la rubrique À propos… de la mémoire "+1 Le système d’exploitation est généralement fixe et ne peut pas être modifié. Veuillez vous reporter au manuel d’utilisation pour les modèles plus anciens. Mémoire Les calculatrices à écran graphique ont différentes zones dans leur matériel qui leur permettent de stocker les données et le code. La mémoire disponible sur les calculatrices à écran graphique est désormais assez importante, ce qui permet l’expansion du système d’exploitation et le stockage de différents types de programmes et de données. • Mémoire principale : la mémoire principale comprend le code du système d’exploitation et n’est pas gérée par l’utilisateur, hormis le téléchargement d’autres versions du système d’exploitation. • Mémoire vive (mémoire RAM) : les calculs, les listes, les variables, les données et les programmes peuvent être stockés dans la mémoire vive. • Archive (mémoire morte, mémoire Flash ou mémoire ROM) : les variables, les programmes, les Apps et les groupes peuvent être stockés dans cette mémoire. Toutes les calculatrices à écran graphique ne disposent pas de ce type de mémoire. Fonctionnalité, programmes et applications logicielles Flash L’introduction relativement récente des différentes zones de stockage et des types de code qui peuvent être exécutés sur une calculatrice à écran graphique a résulté, sans surprise, dans une certaine confusion quant à la définition d’un « programme ». Le type de programmes disponibles sur une calculatrice à écran graphique et leur niveau de sophistication varient de façon considérable mais peuvent généralement être classés par les données que le programme utilise, où et comment il est stocké dans la mémoire et la méthode qui est utilisée pour le générer/le créer. Les programmes sont largement disponibles sur Internet et peuvent être partagés en utilisant des câbles de connexion calculatrice à écran graphique – ordinateur ou des câbles de connexion calculatrice à écran graphique – calculatrice à écran graphique. © Organisation du Baccalauréat International 2005 67 Gestion de la mémoire de la calculatrice à écran graphique Programmes sur le matériel D’un point de vue technique, le système d’exploitation est un ensemble de programmes localisés dans la mémoire principale. Le système d’exploitation et tous les autres programmes contenus dans la mémoire principale sont souvent appelés « programmes sur le matériel » (bien que cette distinction soit techniquement incorrecte). Par exemple, le « programme » Finance apparaît dans le menu des applications logicielles de la TI-84+SE mais ne peut pas être supprimé à l’aide de la fonction de réinitialisation parce qu’en fait, Finance fait partie du système d’exploitation du matériel et n’est pas une application logicielle. Texas Instruments n’avait pas assez de bouton et a dû créer un endroit à partir duquel le programme serait facilement accessible. Programmes sur la mémoire vive (programmes RAM) Un programme stocké dans la mémoire vive est appelé un « programme RAM ». Ces programmes sont écrits dans l’un des deux langages de programmation suivants : Basic ou Assembler. Les programmes RAM sont le plus souvent générés par les élèves et sont typiquement saisis dans l’éditeur de programmes de la calculatrice, qui utilise une version simplifiée du langage de programmation Basic. De façon plus courante, les programmes RAM qui se trouvent sur la calculatrice à écran graphique sont écrits sur un ordinateur qui utilise le langage de programmation Assembler et peuvent être partagés et téléchargés d’Internet à l’aide d’un câble de connexion calculatrice à écran graphique – ordinateur. Ces programmes peuvent modifier la fonctionnalité de la calculatrice à écran graphique. Les programmes RAM sont exécutés à partir du bouton P d’une calculatrice TI ou de l’icône d’une calculatrice Casio. Les noms de ces programmes devraient apparaître lors de la vérification de la mémoire RAM. Le nom d’un programme RAM peut être modifié : par conséquent, le nom d’un programme ne confirme pas nécessairement sa fonctionnalité. Il est donc parfois nécessaire d’exécuter le programme pour vérifier sa véritable fonctionnalité. Vérification de la mémoire RAM Texas Instruments Casio La réinitialisation des paramètres par défaut donnera la fenêtre par défaut qui comprend la mémoire et la liste des programmes. Sur une Casio, la fenêtre Memory Usage donne la liste des programmes et des données stockées dans la calculatrice. Appuyez sur… Appuyez sur… Vous obtenez… Vous obtenez… 1. ] + 2 7 maTE pour accéder à l’écran Memory Usage. 2. Cette tâche est très similaire sur presque toutes les calculatrices à écran graphique de Texas Instruments. Il vous faudra peut-être chercher dans un certain nombre de menus avant de trouver les informations requises sur la mémoire. Sélectionnez Program pour lister tous les programmes sur la Casio. maL E pour accéder à l’écran qui donne la liste des programmes. La réinitialisation de la mémoire RAM supprime tous les programmes RAM. 68 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Gestion de la mémoire de la calculatrice à écran graphique Réinitialisation de la mémoire RAM de la TI-83/84 ou de modèles similaires Appuyez sur… Vous obtenez… 1. ] puis + pour accéder à la mémoire. 2. 7 pour accéder à la fonction de réinitialisation. 3. 1 pour réinitialiser la mémoire RAM. 4. 2 pour confirmer la réinitialisation de la RAM. 5. ] + 2 7 affichera l’ensemble de la RAM libre et aucun fichier. RAM LIBRE 24250 TI-84+SE RAM LIBRE 24289 TI-83+SE RAM LIBRE 24303 TI-83+ ou P affichera l’écran avec la liste d’aucun programme. © Organisation du Baccalauréat International 2005 69 Gestion de la mémoire de la calculatrice à écran graphique Réinitialisation de la mémoire RAM de la Casio CFX-9850 Plus/FX-9750 Plus/CFX-9950 Plus/FX1.0 Plus/Graph 65 Plus/Graph 35 Plus Appuyez sur… 1. Localisez le bouton Reset (réinitialiser) au dos de la calculatrice. Vous obtenez… bouton P 2. Utilisez un objet pointu pour appuyer sur ce bouton. L’écran vous demandant de confirmer la réinitialisation va apparaître. 3. ! Si l’affichage semble plus clair ou plus foncé après la réinitialisation de la calculatrice, il convient d’ajuster les couleurs. Le modèle ci-dessus est la Casio CFX-9850+. Veuillez vous reporter au manuel de l’utilisateur pour les instructions concernant les autres modèles. Applications logicielles Flash (ROM) Les applications logicielles Flash (ROM) sont des programmes complexes écrits par des programmeurs expérimentés. Ils sont stockés dans la mémoire ROM de la calculatrice à écran graphique. De nombreuses applications logicielles (Apps) sont des mises à jour d’anciens programmes Assembler et par conséquent, ont des noms et des fonctionnalités similaires à ces anciens programmes. (Certains de ces anciens programmes, tels que le solveur d’équation, ont maintenant été intégré au système d’exploitation.) La plupart des Apps exécutent des tâches ou sont téléchargées à partir du menu des Apps, menu auquel on peut accéder en appuyant sur A sur une calculatrice TI. Après leur installation, certaines Apps changent la fonctionnalité des boutons et sont exécutées à partir de suites de boutons spécifiques. Par exemple, une fois installée, l’Apps Catalog Help est exécutée en appuyant sur + lorsqu’une fonction est sélectionnée sur la fenêtre d’affichage. La TI-84+SE est conçue et fournie avec certaines Apps. Elle comprend aussi un câble USB permettant la connexion entre une calculatrice à écran graphique et un ordinateur, un CD-Rom comprenant le logiciel rendant possible cette connexion et des versions de sauvegarde de toutes les Apps. Des centaines d’Apps complémentaires peuvent être téléchargées depuis Internet en utilisant le câble de connexion calculatrice à écran graphique – ordinateur et être installées sur la calculatrice à écran graphique en appuyant sur un ou deux boutons. La plupart des calculatrices Casio n’ont pas de ROM. Cependant, un modèle qui possède des applications logicielles ROM est la Casio FX1.0 Plus. Les applications logicielles ROM sont appelées des « applications supplémentaires » (add-on) et sont téléchargeables à partir de l’un des sites Internet de Casio. L’installation des applications supplémentaires introduit l’icône du menu correspondant sur la fenêtre du menu principal, et cette icône peut ensuite être sélectionnée pour exécuter le programme. La réinitialisation de la mémoire ROM d’une calculatrice TI supprime toutes les applications logicielles, sauf Finance. Finance, comme expliqué précédemment, est un programme installé sur le matériel mais qui apparaît dans le menu des Apps simplement pour la commodité des utilisateurs. Les calculatrices Casio doivent être réinitialisées pour supprimer tous les programmes supplémentaires. 70 © Organisation du Baccalauréat International 2005 Gestion de la mémoire de la calculatrice à écran graphique Suppression des Apps de la mémoire ROM de la TI-83 Plus/TI-83+SE/ TI-84+/TI-84+SE Appuyez sur… Vous obtenez… 1. ] puis + pour accéder à la mémoire. 2. 2 pour gérer la mémoire. 3. a puis m pour visualiser les Apps en mémoire. (Les Apps affichées sur cet écran peuvent être différentes de celles qui se trouvent sur votre calculatrice.) 4. u et d pour faire défiler la liste vers le haut et vers le bas afin de sélectionner l’Apps à supprimer. Une flèche indique l’application sélectionnée. Sur cet écran, l’application CabriJr est sélectionnée. 5. D pour supprimer l’Apps sélectionnée. Un écran vous demandant de confirmer votre choix apparaît. 6. 2 pour confirmer la suppression. La mise à jour des Apps en mémoire apparaîtra après une courte pause. L’Apps supprimée a disparu de la liste. Répétez ces étapes afin de n’avoir que les Apps autorisées. 7. A pour vérifier les Apps disponibles sur la calculatrice. (Veuillez noter que Finance n’apparaît pas dans la mémoire mais uniquement lorsque vous appuyez sur A) © Organisation du Baccalauréat International 2005 71 Gestion de la mémoire de la calculatrice à écran graphique Réinitialisation des mémoires RAM et ROM de la Casio FX1.0 Plus Appuyez sur… Vous obtenez… 1. m Utilisez les touches avec les 2. flèches pour sélectionner . 3. E pour activer le gestionnaire de systèmes. 4. % 5. $ pour choisir d’initialiser. Il vous sera demandé si vous souhaitez initialiser. 6. E pour choisir d’initialiser. Si l’affichage semble plus clair ou plus sombre après la réinitialisation de la calculatrice, il convient d’ajuster les couleurs. 72 © Organisation du Baccalauréat International 2005