Programme officiel de mathématiques de seconde générale

Nombres et calculs
Objectifs 🎯

  • Approfondir la connaissance des divers types et ensembles de nombres
  • DĂ©velopper la pratique du calcul numĂ©rique ou algĂ©brique
  • Travailler sur les inĂ©galitĂ©s
  • RĂ©soudre des problĂšmes modĂ©lisĂ©s par des Ă©quations ou inĂ©quations se ramenant au premier degrĂ©
Manipuler les nombres réels

Contenu
  • Ensemble $\mathbb{R}$ des nombres rĂ©els, droite numĂ©rique.
  • Intervalles de $\mathbb{R}$. Notations $+\infty$ et $-\infty$.
  • Notation $|a|$. Distance entre deux nombres rĂ©els.
  • ReprĂ©sentation de l’intervalle $[a - r , a + r]$ puis caractĂ©risation par la condition $|x - a| \leq r$.
  • Ensemble $\mathbb{D}$ des nombres dĂ©cimaux. Encadrement dĂ©cimal d’un nombre rĂ©el Ă  $10^{-n}$ prĂšs.
  • Ensemble $\mathbb{ℚ}$ des nombres rationnels. Nombres irrationnels ; exemples fournis par la gĂ©omĂ©trie, par exemple $\sqrt{2}$ et $\pi$.
Capacités attendues
  • Associer Ă  chaque point de la droite graduĂ©e un unique nombre rĂ©el et rĂ©ciproquement.
  • ReprĂ©senter un intervalle de la droite numĂ©rique. DĂ©terminer si un nombre rĂ©el appartient Ă  un intervalle donnĂ©.
  • Donner un encadrement, d’amplitude donnĂ©e, d’un nombre rĂ©el par des dĂ©cimaux.
  • Dans le cadre de la rĂ©solution de problĂšmes, arrondir en donnant le nombre de chiffres significatifs adaptĂ© Ă  la situation Ă©tudiĂ©e.
DĂ©monstrations
  • Le nombre rationnel $\frac{1}{3}$ n’est pas dĂ©cimal.
  • Le nombre rĂ©el $\sqrt{2}$ est irrationnel.
Exemples d'algorithme
  • DĂ©terminer par balayage un encadrement de $\sqrt{2}$ d’amplitude infĂ©rieure ou Ă©gale Ă  $10^{-n}$.
Approfondissements possibles
  • DĂ©veloppement dĂ©cimal illimitĂ© d’un nombre rĂ©el.
  • Observation, sur des exemples, de la pĂ©riodicitĂ© du dĂ©veloppement dĂ©cimal de nombres rationnels, du fait qu’un dĂ©veloppement dĂ©cimal pĂ©riodique correspond Ă  un rationnel.
Utiliser les notions de multiple, diviseur et de nombre premier

Contenu
  • Notations $\mathbb{N}$ et $\mathbb{Z}$.
  • DĂ©finition des notions de multiple, de diviseur, de nombre pair, de nombre impair.
Capacités attendues
  • ModĂ©liser et rĂ©soudre des problĂšmes mobilisant les notions de multiple, de diviseur, de nombre pair, de nombre impair, de nombre premier.
  • PrĂ©senter les rĂ©sultats fractionnaires sous forme irrĂ©ductible.
DĂ©monstrations
  • Pour une valeur numĂ©rique de $a$, la somme de deux multiples de $a$ est multiple de $a$.
  • Le carrĂ© d’un nombre impair est impair.
Exemples d'algorithme
  • DĂ©terminer si un entier naturel $a$ est multiple d’un entier naturel $b$.
  • Pour des entiers $a$ et $b$ donnĂ©s, dĂ©terminer le plus grand multiple de $a$ infĂ©rieur ou Ă©gal Ă  $b$.
  • DĂ©terminer si un entier naturel est premier.
Utiliser le calcul littéral

Contenu
  • RĂšgles de calcul sur les puissances entiĂšres relatives, sur les racines carrĂ©es. Relation $\sqrt{(a^2)}=|a|$.
  • IdentitĂ©s remarquables : Ă  savoir utiliser dans les deux sens.
  • Exemples simples de calcul sur des expressions algĂ©briques, en particulier sur des expressions fractionnaires.
  • Somme d’inĂ©galitĂ©s. Produit d’une inĂ©galitĂ© par un rĂ©el positif, nĂ©gatif, en liaison avec le sens de variation d’une fonction affine.
  • Ensemble des solutions d’une Ă©quation, d’une inĂ©quation.
Capacités attendues
  • Effectuer des calculs numĂ©riques ou littĂ©raux mettant en jeu des puissances, des racines carrĂ©es, des Ă©critures fractionnaires.
  • Sur des cas simples de relations entre variables (par exemple $U = RI$, $d = vt$, $S = πrÂČ$, $V = abc$, $V = πrÂČh$), exprimer une variable en fonction des autres. Cas d’une relation du premier degrĂ© $ax + by = c$.
  • Choisir la forme la plus adaptĂ©e (factorisĂ©e, dĂ©veloppĂ©e rĂ©duite) d’une expression en vue de la rĂ©solution d’un problĂšme.
  • Comparer deux quantitĂ©s en utilisant leur diffĂ©rence, ou leur quotient dans le cas positif.
  • ModĂ©liser un problĂšme par une inĂ©quation.
  • RĂ©soudre une inĂ©quation du premier degrĂ©.
DĂ©monstrations
  • Quels que soient les rĂ©els positifs $a$ et $b$, on a $\sqrt{ab} = \sqrt{a}\sqrt{b}$.
  • Si a et b sont des rĂ©els strictement positifs, $\sqrt{a+b} < \sqrt{a} + \sqrt{b}$.
  • Pour a et b rĂ©els positifs, illustration gĂ©omĂ©trique de l’égalitĂ© $(a + b)^{2} = a^{2} + 2ab + b^{2}$.
Exemples d'algorithme
  • DĂ©terminer la premiĂšre puissance d’un nombre positif donnĂ© supĂ©rieure ou infĂ©rieure Ă  une valeur donnĂ©e.
Approfondissements possibles
  • DĂ©veloppement de $(a + b + c)^2$.
  • DĂ©veloppement de $(a + b)^3$.
  • InĂ©galitĂ© entre moyennes gĂ©omĂ©trique et arithmĂ©tique de deux rĂ©els strictement positifs.
Géométrie
Objectifs 🎯

  • Consolider les notions sur les configurations gĂ©omĂ©triques abordĂ©es au collĂšge et prolonger leur Ă©tude
  • Introduire les vecteurs du plan comme outil permettant d’étudier des problĂšmes issus des mathĂ©matiques et des autres disciplines, en particulier de la physique
  • Poursuivre l’étude de la gĂ©omĂ©trie repĂ©rĂ©e, qui relie nombres, calculs algĂ©briques, fonctions et gĂ©omĂ©trie
Manipuler les vecteurs du plan

Contenu
  • Vecteur $\overrightarrow{MM'}$ associĂ© Ă  la translation qui transforme $M$ en $M'$. Direction, sens et norme.
  • ÉgalitĂ© de deux vecteurs. Notation $\overrightarrow{u}$ . Vecteur nul.
  • Somme de deux vecteurs en lien avec l’enchaĂźnement des translations. Relation de Chasles.
  • Base orthonormĂ©e. CoordonnĂ©es d’un vecteur. Expression de la norme d’un vecteur.
  • Expression des coordonnĂ©es de $\overrightarrow{AB}$ en fonction de celles de $A$ et de $B$.
  • Produit d’un vecteur par un nombre rĂ©el. ColinĂ©aritĂ© de deux vecteurs.
  • DĂ©terminant de deux vecteurs dans une base orthonormĂ©e, critĂšre de colinĂ©aritĂ©. Application Ă  l’alignement, au parallĂ©lisme.
Capacités attendues
  • ReprĂ©senter gĂ©omĂ©triquement des vecteurs.
  • Construire gĂ©omĂ©triquement la somme de deux vecteurs.
  • ReprĂ©senter un vecteur dont on connaĂźt les coordonnĂ©es. Lire les coordonnĂ©es d’un vecteur.
  • Calculer les coordonnĂ©es d’une somme de vecteurs, d’un produit d’un vecteur par un nombre rĂ©el.
  • Calculer la distance entre deux points. Calculer les coordonnĂ©es du milieu d’un segment.
  • CaractĂ©riser alignement et parallĂ©lisme par la colinĂ©aritĂ© de vecteurs.
  • RĂ©soudre des problĂšmes en utilisant la reprĂ©sentation la plus adaptĂ©e des vecteurs.
DĂ©monstrations
  • Deux vecteurs sont colinĂ©aires si et seulement si leur dĂ©terminant est nul.
Approfondissements possibles
  • DĂ©finition vectorielle des homothĂ©ties.
Résoudre des problÚmes de géométrie

Contenu
  • ProjetĂ© orthogonal d’un point sur une droite et d’un point sur un plan.
Capacités attendues
  • RĂ©soudre des problĂšmes de gĂ©omĂ©trie plane sur des figures simples ou complexes (triangles, quadrilatĂšres, cercles).
  • Calculer des longueurs, des angles, des aires et des volumes.
  • Traiter de problĂšmes d’optimisation.
DĂ©monstrations
  • Le projetĂ© orthogonal du point $M$ sur une droite $\Delta$ est le point de la droite $\Delta$ le plus proche du point $M$.
  • Relation trigonomĂ©trique $\cos(x)^2 + \sin(x)^2 = 1$ dans un triangle rectangle.
Approfondissements possibles
  • DĂ©montrer que les hauteurs d’un triangle sont concourantes.
  • Expression de l’aire d’un triangle : $\frac{1}{2}ab\sin(C)$.
  • Formule d’Al-Kashi.
  • Le point de concours des mĂ©diatrices est le centre du cercle circonscrit.
Représenter et caractériser les droites du plan

Contenu
  • Vecteur directeur d’une droite.
  • Équation de droite : Ă©quation cartĂ©sienne, Ă©quation rĂ©duite.
  • Pente (ou coefficient directeur) d’une droite non parallĂšle Ă  l’axe des ordonnĂ©es.
Capacités attendues
  • DĂ©terminer une Ă©quation de droite Ă  partir de deux points, un point et un vecteur directeur ou un point et la pente.
  • DĂ©terminer la pente ou un vecteur directeur d’une droite donnĂ©e par une Ă©quation ou une reprĂ©sentation graphique.
  • Tracer une droite connaissant son Ă©quation cartĂ©sienne ou rĂ©duite.
  • Établir que trois points sont alignĂ©s ou non.
  • DĂ©terminer si deux droites sont parallĂšles ou sĂ©cantes.
  • RĂ©soudre un systĂšme de deux Ă©quations linĂ©aires Ă  deux inconnues, dĂ©terminer le point d’intersection de deux droites sĂ©cantes.
DĂ©monstrations
  • En utilisant le dĂ©terminant, Ă©tablir la forme gĂ©nĂ©rale d’une Ă©quation de droite.
Exemples d'algorithme
  • Étudier l’alignement de trois points dans le plan.
  • DĂ©terminer une Ă©quation de droite passant par deux points donnĂ©s.
Approfondissements possibles
  • Ensemble des points Ă©quidistants d’un point et de l’axe des abscisses.
  • ReprĂ©sentation, sur des exemples, de parties du plan dĂ©crites par des inĂ©galitĂ©s sur les coordonnĂ©es.
Fonctions
Objectifs 🎯

  • Consolider la notion de fonction, comme exprimant la dĂ©pendance d’une variable par rapport Ă  une autre
  • Exploiter divers registres, notamment le registre algĂ©brique et le registre graphique
  • Étendre la panoplie des fonctions de rĂ©fĂ©rence
  • Étudier les notions liĂ©es aux variations et aux extremums des fonctions
  • Utilisation d'un outil numĂ©rique
Se constituer un répertoire de fonctions de référence

Contenu
  • Fonctions carrĂ©, inverse, racine carrĂ©e, cube : dĂ©finitions et courbes reprĂ©sentatives.
Capacités attendues
  • Pour deux nombres a et b donnĂ©s et une fonction de rĂ©fĂ©rence $f$, comparer $f(a)$ et $f(b)$ numĂ©riquement ou graphiquement.
  • Pour les fonctions affines, carrĂ©, inverse, racine carrĂ©e et cube, rĂ©soudre graphiquement ou algĂ©briquement une Ă©quation ou une inĂ©quation du type $f(x)=k$, $f(x) < k$ .
DĂ©monstrations
  • Étudier la position relative des courbes d’équation $y = x$, $y = x^2$, $y = x^3$, pour $x \geq 0$.
Représenter algébriquement et graphiquement les fonctions

Contenu
  • Fonction Ă  valeurs rĂ©elles dĂ©finie sur un intervalle ou une rĂ©union finie d’intervalles de $\mathbb{R}$.
  • Courbe reprĂ©sentative : la courbe d’équation $y = f(x)$ est l’ensemble des points du plan dont les coordonnĂ©es $(x,y)$ vĂ©rifient $y = f(x)$.
  • Fonction paire, impaire. Traduction gĂ©omĂ©trique.
Capacités attendues
  • Exploiter l’équation $y = f(x)$ d’une courbe : appartenance, calcul de coordonnĂ©es.
  • ModĂ©liser par des fonctions des situations issues des mathĂ©matiques, des autres disciplines.
  • RĂ©soudre une Ă©quation ou une inĂ©quation du type $f(x) = k$, $f(x) < k$, en choisissant une mĂ©thode adaptĂ©e : graphique, algĂ©brique, logicielle.
  • RĂ©soudre une Ă©quation, une inĂ©quation produit ou quotient, Ă  l’aide d’un tableau de signes.
  • RĂ©soudre, graphiquement ou Ă  l’aide d’un outil numĂ©rique, une Ă©quation ou inĂ©quation du type $f(x) = g(x)$, f$(x) < g(x)$.
Approfondissements possibles
  • Étudier la paritĂ© d’une fonction dans des cas simples.
Étudier les variations et les extremums d’une fonction

Contenu
  • Croissance, dĂ©croissance, monotonie d’une fonction dĂ©finie sur un intervalle. Tableau de variations.
  • Maximum, minimum d’une fonction sur un intervalle.
  • Pour une fonction affine, interprĂ©tation du coefficient directeur comme taux d’accroissement, variations selon son signe.
  • Variations des fonctions carrĂ©, inverse, racine carrĂ©e, cube.
Capacités attendues
  • Relier reprĂ©sentation graphique et tableau de variations.
  • DĂ©terminer graphiquement les extremums d’une fonction sur un intervalle.
  • Exploiter un logiciel de gĂ©omĂ©trie dynamique ou de calcul formel, la calculatrice ou Python pour dĂ©crire les variations d’une fonction donnĂ©e par une formule.
  • Relier sens de variation, signe et droite reprĂ©sentative d’une fonction affine.
DĂ©monstrations
  • Variations des fonctions carrĂ©, inverse, racine carrĂ©e.
Exemples d'algorithme
  • Pour une fonction dont le tableau de variations est donnĂ©, algorithmes d’approximation numĂ©rique d’un extremum (balayage, dichotomie).
  • Algorithme de calcul approchĂ© de longueur d’une portion de courbe reprĂ©sentative de fonction.
Approfondissements possibles
  • Relier les courbes reprĂ©sentatives de la fonction racine carrĂ©e et de la fonction carrĂ© sur $\mathbb{R}_{+}$.
Statistiques et probabilités
Objectifs 🎯

  • Consolider et prolonger le travail sur les effectifs, frĂ©quences, proportions, pourcentages
  • Étudier les situations multiplicatives : proportion de proportion, Ă©volutions successives ou rĂ©ciproques
  • Distinguer si un pourcentage exprime une proportion ou une Ă©volution
  • Introduire la notion de moyenne pondĂ©rĂ©e et deux indicateurs de dispersion : Ă©cart interquartile et Ă©cart type
  • Formaliser la notion de loi de probabilitĂ© dans le cas fini en s’appuyant sur le langage des ensembles
  • PrĂ©ciser les premiers Ă©lĂ©ments de calcul des probabilitĂ©s
Utiliser l’information chiffrĂ©e et statistique descriptive

Contenu
  • Proportion, pourcentage d’une sous-population dans une population.
  • Ensembles de rĂ©fĂ©rence inclus les uns dans les autres : pourcentage de pourcentage.
  • Évolution : variation absolue, variation relative.
  • Évolutions successives, Ă©volution rĂ©ciproque : relation sur les coefficients multiplicateurs (produit, inverse).
  • Indicateurs de tendance centrale d’une sĂ©rie statistique : moyenne pondĂ©rĂ©e.
  • LinĂ©aritĂ© de la moyenne.
  • Indicateurs de dispersion : Ă©cart interquartile, Ă©cart type.
Capacités attendues
  • Exploiter la relation entre effectifs, proportions et pourcentages.
  • Traiter des situations simples mettant en jeu des pourcentages de pourcentages.
  • Exploiter la relation entre deux valeurs successives et leur taux d’évolution.
  • Calculer le taux d’évolution global Ă  partir des taux d’évolution successifs. Calculer un taux d’évolution rĂ©ciproque.
  • DĂ©crire verbalement les diffĂ©rences entre deux sĂ©ries statistiques, en s’appuyant sur des indicateurs ou sur des reprĂ©sentations graphiques donnĂ©es.
  • Pour des donnĂ©es rĂ©elles ou issues d’une simulation, lire et comprendre une fonction Ă©crite en Python renvoyant la moyenne $m$, l’écart type $s$, et la proportion d’élĂ©ments appartenant Ă  $[m - 2s,m + 2s]$.
Modéliser le hasard, calculer des probabilités

Contenu
  • Ensemble (univers) des issues. ÉvĂ©nements. RĂ©union, intersection, complĂ©mentaire.
  • Loi (distribution) de probabilitĂ©. ProbabilitĂ© d’un Ă©vĂ©nement : somme des probabilitĂ©s des issues.
  • Relation $\mathbb{P}(A\cup B)+\mathbb{P}(A\cap B)=\mathbb{P}(A)+\mathbb{P}(B)$.
  • DĂ©nombrement Ă  l’aide de tableaux et d’arbres.
Capacités attendues
  • Utiliser des modĂšles thĂ©oriques de rĂ©fĂ©rence (dĂ©, piĂšce Ă©quilibrĂ©e, tirage au sort avec Ă©quiprobabilitĂ© dans une population) en comprenant que les probabilitĂ©s sont dĂ©finies a priori.
  • Construire un modĂšle Ă  partir de frĂ©quences observĂ©es, en distinguant nettement modĂšle et rĂ©alitĂ©.
  • Calculer des probabilitĂ©s dans des cas simples : expĂ©rience alĂ©atoire Ă  deux ou trois Ă©preuves.
Échantillonnage

Contenu
  • Échantillon alĂ©atoire de taille $n$ pour une expĂ©rience Ă  deux issues.
  • Version vulgarisĂ©e de la loi des grands nombres : « Lorsque $n$ est grand, sauf exception, la frĂ©quence observĂ©e est proche de la probabilitĂ©. »
  • Principe de l’estimation d’une probabilitĂ©, ou d’une proportion dans une population, par une frĂ©quence observĂ©e sur un Ă©chantillon.
Capacités attendues
  • Lire et comprendre une fonction Python renvoyant le nombre ou la frĂ©quence de succĂšs dans un Ă©chantillon de taille $n$ pour une expĂ©rience alĂ©atoire Ă  deux issues.
  • Observer la loi des grands nombres Ă  l’aide d’une simulation sur Python ou tableur.
  • Simuler $N$ Ă©chantillons de taille $n$ d’une expĂ©rience alĂ©atoire Ă  deux issues. Si $p$ est la probabilitĂ© d’une issue et $f$ sa frĂ©quence observĂ©e dans un Ă©chantillon, calculer la proportion des cas oĂč l’écart entre $p$ et $f$ est infĂ©rieur ou Ă©gal Ă  $\frac{1}{\sqrt{n}}$ .
Algorithmique et programmation
Objectifs 🎯

  • Consolider les acquis du cycle 4 autour de la notion de fonction et de la programmation
  • DĂ©crire des algorithmes en langage naturel ou dans un langage de programmation
  • RĂ©aliser quelques algorithmes Ă  l’aide d’un programme simple Ă©crit dans un langage de programmation textuel
  • InterprĂ©ter, complĂ©ter ou modifier des algorithmes plus complexes
Utiliser les variables et les instructions élémentaires

Contenu
  • Variables informatiques de type entier, boolĂ©en, flottant, chaĂźne de caractĂšres.
  • Affectation (notĂ©e ← en langage naturel).
  • SĂ©quence d’instructions.
  • Instruction conditionnelle.
  • Boucle bornĂ©e (for), boucle non bornĂ©e (while).
Capacités attendues
  • Choisir ou dĂ©terminer le type d’une variable (entier, flottant ou chaĂźne de caractĂšres).
  • Concevoir et Ă©crire une instruction d’affectation, une sĂ©quence d’instructions, une instruction conditionnelle.
  • Écrire une formule permettant un calcul combinant des variables.
  • Programmer, dans des cas simples, une boucle bornĂ©e, une boucle non bornĂ©e.
  • Lire, comprendre, modifier ou complĂ©ter un algorithme ou un programme.
Notion de fonction

Contenu
  • Fonctions Ă  un ou plusieurs arguments.
  • Fonction renvoyant un nombre alĂ©atoire. SĂ©rie statistique obtenue par la rĂ©pĂ©tition de l’appel d’une telle fonction.
Capacités attendues
  • Écrire des fonctions simples ; lire, comprendre, modifier, complĂ©ter des fonctions plus complexes. Appeler une fonction.
  • Lire et comprendre une fonction renvoyant une moyenne, un Ă©cart type. Aucune connaissance sur les listes n’est exigĂ©e.
  • Écrire des fonctions renvoyant le rĂ©sultat numĂ©rique d’une expĂ©rience alĂ©atoire, d’une rĂ©pĂ©tition d’expĂ©riences alĂ©atoires indĂ©pendantes.
Vocabulaire ensembliste et logique
Objectifs 🎯

  • Travailler les notations mathĂ©matiques et de la logique
  • ConnaĂźtre les notions d’élĂ©ment d’un ensemble, de sous-ensemble, d’appartenance et d’inclusion, de rĂ©union, d’intersection et de complĂ©mentaire
  • Utiliser les symboles de base correspondant : $\in$, $\subset$, $\cap$, $\cup$
  • ReconnaĂźtre ce qu'est une proposition mathĂ©matique
  • Utiliser des variables pour Ă©crire des propositions mathĂ©matiques
  • Lire et Ă©crire des propositions contenant les connecteurs 'et', 'ou'
  • Formuler la nĂ©gation de propositions simples
  • Mobiliser un contre-exemple pour montrer qu'une proposition est fausse
  • Formuler une implication, une Ă©quivalence logique
  • Formuler la rĂ©ciproque d’une implication
  • Lire et Ă©crire des propositions contenant une quantification universelle ou existentielle