Explorer la situation, identifier le problème, formuler une problématique.

Approche graphique : la calculatrice ou un grapheur

Une première discussion avec les élèves montrent qu'ils ne voient pas  l'intérêt d'une telle étude et proposent comme première réponse :

Naturellement la situation est plus riche qu'il n'y parait (la conjecture ci-dessus est presque entièrement fausse !).

On se propose donc de l'explorer dans un premier temps par le biais d'une représentation graphique.

Nous avons besoin pour cela de construire une fonction.

Le volume d'eau nécessaire pour recouvrir jusqu'à affleurement une bille de rayon x est :

 correspond donc au volume d'eau dans le cylindre pendant toute l'expérience !

On peut donc formuler notre problématique sous la forme :

Le  problème s'est donc déplacé à  la comparaison de v(x) avec v(7) sur l'intervalle [0;10].

Une approche semble alors s'imposer : représentons graphiquement la fonction v sur l'intervalle [0;10] et examinons son intersection avec la droite d'équation  

Tracé sur l'intervalle [0;10]:

img3.gif

La courbe semble dans un premier temps conforter l'intuition initiale : il semble y avoir affleurement pour l'unique valeur x = 7 !

Cependant on constate que pour x >7 la bille serait toujours sous l'eau !

(la borne 7 n'est pas certaine...)

Tracé sur l'intervalle [6,5;7,5] (zoom sur une calculatrice).

img1.gif

L'hypothèse d'un affleurement unique pour x = 7 semble elle même être douteuse !

 

 

 

 

 

Un très gros zoom autour de 7 :

 

img7.gif

 

Il y aurait bien une deuxième valeur permettant un affleurement !

 Et la bille sortirait de l'eau entre 7 et cette deuxième valeur !

 

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