Conseils aux étudiants pour une bonne rédaction
Par MathOMan, samedi 21 novembre 2009 à 11:51 - Apprendre les maths - Tags - RSS
Souvent les étudiants en première année ont une idée intuitive pour une preuve mais lorsqu'ils l'écrivent avec les termes de la logique mathématique leur rédaction est très maladroite, voire fausse ou illisible. Ces lignes leur sont destinées. Je vais montrer sur des exemples très simples ce qu'il faut faire et ce qu'il faut éviter.
Syntaxe d'une assertion
Une assertion (ou proposition) mathématique est une phrase contenant un verbe. Les verbes mathématiques sont par exemple
7 + 1 = 8
est une assertion (qui est vraie), et1 < 0
est une assertion (qui est fausse). Mais7+1
n'est pas une assertion car elle ne contient pas de verbe, donc on ne peut pas se demander si elle est vraie ou fausse. Entre deux assertions équivalentes on n'écrit pas = mais le symbole
. Ce symbole étant lui-même un verbe c'est donc un emboîtement d'assertions (pensez aux poupées russes).Ecrire
![1 \leq x \leq 5\;\;\Leftrightarrow\;\; [1,5]](http://www.mathoman.com/CACHE/tex_ea5e6cd3d5b098d4e1c60d1e170e7817.png)
![1 \leq x \leq 5\;\;\Leftrightarrow\;\; x\in [1,5].](http://www.mathoman.com/CACHE/tex_44cb09ca058418b7d7ddb38ebd5c0441.png)
Il ne suffit pas de mettre un verbe pour avoir une assertion, il faut aussi que la syntaxe soit correcte. Par exemple écrire
et
n'ont pas de sens. Mais
et
sont des assertions (qui sont vraies d'ailleurs).Le langage mathématique suit les mêmes règles que notre langage habituel (phrase principale, phrase relative, conjonctions,...). Si quelqu'un vous disait
pouvez-vous dire qu'il dit la vérité ou non ? Non, vous ne pouvez pas ! Or c'est précisément ce que certains étudiants (de plus en plus nombreux) écrivent trop souvent sur leurs copies de mathématiques : des juxtapositions de symboles qui ne donnent aucun sens. Et donc nous, les correcteurs, ne pouvons pas donner de point pour ce charabia.Nous ¤ camping # faisez ((à pluie sec
Les symboles ne sont que des raccourcis d'écriture. Vous devriez être capables de rédiger sans eux. Si la traduction en langage français de ce que vous écrivez à l'aide de symboles n'a pas de sens, alors il y a un problème.
Introduire les objets avant leur utilisation
Ne faites jamais apparaître un objet sans l'introduire. Par exemple n'écrivez pas
.
Notant S l'ensemble de solutions de l'équation x²-6x+5=0 on obtient...Mais cela est bien lourd. Ecrivez donc plus simplement
.Exemples de bonne syntaxe
Les théorèmes 1, 2 et 3 ci-dessous sont des assertions. Les deux premiers sont équivalents ; et chacun d'entre eux implique le troisième.
Théorème 1. Soit. Alors la fonction f définie par f(x)=ax pour tout réel x est strictement croissante sur
si et seulement si a > 0.
Théorème 2. Pour tout réel a la fonction f définie par f(x)=ax pour tout réel x est strictement croissante sursi et seulement si a > 0.
Théorème 3. Si a > 0 est un réel alors la fonction f définie par f(x)=ax pour tout réel x est strictement croissante sur.
Exemples de mauvaise syntaxe
Les théorèmes 4 et 5 ci-dessous ne sont pas des assertions (syntaxe incorrecte) donc impossible de dire s'ils sont vrais ou faux.
Le théorème 6 est une assertion très mal formulée. (Elle est vraie, réfléchissez-y !)
Théorème 4.. Alors la fonction f définie par f(x)=ax pour tout réel x est strictement croissante sur
si et seulement si a > 0.
Théorème 5. Pour tout réel x la fonction f définie par f(x)=ax est strictement croissante sursi et seulement si a > 0.
Théorème 6. Il existeLa preuve du théorème 2 devrait commencer comme suit.tel que la fonction f définie par f(x)=ax pour tout réel x est strictement croissante sur
si et seulement si a > 0.
Preuve du théorème 2. Soit a un réel. Blabla...En revanche, écrire
soit a un réeldans la preuve du théorème 1 serait très confus car le réel a est déjà donné par l'énoncé du théorème 1.
Mauvaise rédaction de la preuve
Preuve du théorème 2 (version débutant). Soit a un réel.Trois erreurs :
Supposons a > 0. Il faut montrer que pour tous réels x, y tels que x < y on a f(x) < f(y). Or x < y et a > 0 entraînent ax < ay ou encore f(x) < f(y). Donc f est strictement croissante.
Réciproquement supposons que f est strictement croissante, c'est-à-dire pour tous réels x, y tels que x < y on a f(x) < f(y). On voit sur l'inégalité ax < ay que a doit être forcément positif, sinon l'inégalité devrait être dans l'autre sens.
On voit sur l'inégalité ax < ay ...
. Or les symboles x et y n'ont pas été introduits précédemment. Il fallait écriresoit x et y...
.- La fin du raisonnement
devrait être...
n'est pas clair. - Le débutant écrit
il faut montrer que...
puis il donne la définition d'une fonction strictement croissante. Or redonner une définition tellement basique c'est presqu'un insulte vis-à-vis du correcteur ! Evitez de redonner des définitions que tout le monde connaît et n'écrivez pas ce que vous voulez démontrer si c'est déjà écrit clairement dans l'énoncé.
En revanche, si ce que vous allez démontrer est une reformulation équivalente ou seulement une condition nécessaire du résultat voulu alors il est souhaitable que vous écrivez "je vais démontrer que...". Par exemple c'est une bonne idée d'écrire :Soit a > 0. Pour montrer que la fonction la fonction de l'énoncé est strictement croissante je vais prouver que sa dérivée est strictement positive
.
Bonne rédaction
Preuve du théorème 2. Soit a un réel.
Supposons a > 0. Soient x, y deux réels tels que x < y. Alors on a
f(x) = ax < ay = f(y). Cela prouve que f est strictement croissante.
Réciproquement supposons f strictement croissante. Alors l'inégalité 0 < 1 entraîne l'inégalité 0 = f(0) < f(1) = a.
Structure d'une preuve
Exemple de structure d'une preuve bien rédigée :
Enoncé. Soient A et B des ensembles et f une application de A dans B. Montrer que si on a (H) alors f est injective.Autrement dit, vous introduisez deux éléments x et y qui vérifient l'égalité f(x) = f(y), puis vous gardez en tête (mais surtout sans l'écrire) que vous voulez arriver à l'égalité x = y. Sur le chemin du raisonnement vous devez, très probablement, utiliser la propriété (H).
Preuve.
Supposons (H). Soient x et y deux éléments de A tels que f(x) = f(y) ......
...... (je raisonne) ...... j'utilise la propriété (H) ...... (je raisonne) ...... j'obtiens x = y.
Cela prouve l'injectivité de f.
Preuve alternative (par contraposition).
Supposons (H). Soient x et y deux éléments distincts de A ......... (je raisonne) ........
........ j'utilise la propriété (H) ........ (je raisonne) ........ je trouve que f(x) est différent de f(y). Cela prouve l'injectivité de f.
Autre conseil
Mon collègue et ami Laurent Kaczmarek a écrit des conseils de rédaction utiles concernant la notation des fonctions en analyse.
. Alors la fonction f définie par f(x)=ax pour tout réel x est strictement croissante sur
si et seulement si a > 0.
de la formule
pour la circonférénce d'un cercle intervient-il également dans la formule
pour calculer la surface d'un disque ?
sur le revenu total d'un professeur en mathématiques financières, mais il est clair que pour Pierre Colmez c'est un grand
...
Commentaires
1. Le mardi 24 novembre 2009 à 09:44, par Valvino
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