Racines carrées sur la droite graduée – construction et valeur approchée
MathématiquesNombres et calcul12–13 ans
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Construisez √2 comme diagonale d'un carré unité, puis enchaînez des triangles rectangles de côté 1 pour obtenir √3, √4, … √n (la spirale de Théodore), et reportez cette longueur au compas sur la droite graduée. En dessous, une droite graduée agrandie montre chaque décimale : faites glisser le point test x pour comparer x² à n, puis cliquez sur « Ajouter une décimale » pour encadrer √n de plus en plus finement et comprendre pourquoi √n est irrationnel quand n n'est pas un carré parfait.
Leçon : Racine carrée ; nombres irrationnels ; représentation des réels sur la droite graduée
Ce qu’elle montre
D'après le théorème de Pythagore, la diagonale d'un carré de côté 1 mesure √2. En ajoutant à une hypoténuse de longueur √k un triangle rectangle dont un côté de l'angle droit mesure 1, on obtient une hypoténuse de longueur √(k + 1) : en répétant l'opération, on forme la spirale de Théodore et on construit √n pour tout entier naturel n. Un arc reporte ensuite chaque longueur sur la droite graduée. La droite agrandie situe √n décimale par décimale : un décimal x est à gauche de √n si x² < n, à droite si x² > n. Si n n'est pas un carré parfait, les décimales ne s'arrêtent jamais et ne se répètent pas : √n est irrationnel.
Mode d’emploi
Réglez Nombre n dont on cherche √n sur 2, puis essayez un carré parfait comme 16. Avec Afficher la construction (spirale de triangles rectangles) activé, suivez l'arc qui reporte la longueur sur l'axe. Faites ensuite glisser le point test x sur la droite agrandie et demandez aux élèves de décider, à partir de x², si x est à gauche ou à droite de √n. Cliquez sur +1 décimale pour resserrer l'encadrement et comparez les lignes du tableau d'encadrement pas à pas.
Paramètres modifiables
- Nombre n dont on cherche √n 2–30
- Nombre de décimales de l'approximation 1–6
- Afficher la construction (spirale de triangles rectangles)
- Afficher le tableau d'encadrement pas à pas
Questions à explorer
- Pourquoi la diagonale d'un carré de côté 1 mesure-t-elle exactement √2 ?
- Comment se termine le tableau d'encadrement pour n = 16, et en quoi n = 15 est-il différent ?
- 1,41 est-il la valeur exacte de √2 ? Comment les carrés de 1,41 et 1,42 le montrent-ils ?