{"id":2722,"date":"2012-02-20T00:01:23","date_gmt":"2012-02-19T23:01:23","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=2722"},"modified":"2012-02-20T00:01:23","modified_gmt":"2012-02-19T23:01:23","slug":"0-999999-le-nombre-qui-nexiste-pas-vraiment","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2012\/02\/20\/0-999999-le-nombre-qui-nexiste-pas-vraiment\/","title":{"rendered":"0.999999&#8230;le nombre qui n&rsquo;existe pas vraiment"},"content":{"rendered":"<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">De temps en temps, en maths, il y a des bizarreries qui peuvent nous faire des noeuds aux neurones. Parmi mes pr\u00e9f\u00e9r\u00e9es, il y a le nombre <em>0.999999&#8230;<\/em>, o\u00f9 les 3 petits points d\u00e9signent le fait que la suite de chiffres \u00ab\u00a09\u00a0\u00bb se poursuit \u00e0 l&rsquo;infini. Voyons un peu ce nombre paradoxal.<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><a href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2012\/02\/800px-999_perspective.png\"><img decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-2725 aligncenter lazyload\" title=\"800px-999_Perspective\" data-src=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2012\/02\/800px-999_perspective.png\" alt=\"\" width=\"600\" height=\"93\" data-srcset=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2012\/02\/800px-999_perspective.png 800w, https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2012\/02\/800px-999_perspective-300x47.png 300w, https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2012\/02\/800px-999_perspective-768x120.png 768w\" data-sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 600px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 600\/93;\" \/><\/a>(<em>image Wikip\u00e9dia)<\/em><!--more--><\/p>\n<h3 style=\"text-align:justify;\">La notation d\u00e9cimale<\/h3>\n<p style=\"text-align:justify;\">Comme vous le savez, tout nombre r\u00e9el peut \u00eatre \u00e9crit sous forme d\u00e9cimale, c&rsquo;est-\u00e0-dire en donnant une suite de chiffres avant et apr\u00e8s la virgule. J&rsquo;ai d\u00e9j\u00e0 eu l&rsquo;occasion de parler de cette notation dans mon billet sur les <a title=\"Tout est dans Pi\u00a0!\" href=\"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2010\/11\/05\/tout-est-dans-pi\/\">nombres univers<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Pour les nombres les plus simples, cette suite est finie. Pour d&rsquo;autres, la s\u00e9quence des d\u00e9cimales peut \u00eatre infinie mais en se r\u00e9p\u00e9tant de mani\u00e8re p\u00e9riodique, par exemple :<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\">22\/7 = 3.<span style=\"color:#ff0000;\">142857<\/span>142857142857142857&#8230;<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Et enfin, pour les nombres les plus capricieux, cette suite est infinie et sans p\u00e9riodicit\u00e9 particuli\u00e8re. Aujourd&rsquo;hui nous allons nous int\u00e9resser \u00e0 une p\u00e9riodicit\u00e9 simple : un seul chiffre qui se r\u00e9p\u00e8te.<\/p>\n<h3 style=\"text-align:justify;\">0.xxxxxx&#8230;<\/h3>\n<p style=\"text-align:justify;\">Qu&rsquo;a-t-on comme suite de d\u00e9cimales avec un seul chiffre ? Eh bien c&rsquo;est facile :<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">0.111111111&#8230;<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">0.222222222&#8230;<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">0.333333333&#8230;<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">&#8230;<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">0.999999999&#8230;<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Les premi\u00e8res ne sont pas tr\u00e8s perturbantes. Elles correspondent d&rsquo;ailleurs \u00e0 des fractions bien connues, par exemple 1\/9=0.111111&#8230;\u00a0 ou 1\/3 = 0.333333&#8230;<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Mais regardez bien la derni\u00e8re. <strong>Quelle diff\u00e9rence voyez-vous entre 0.999999&#8230; et le nombre 1 ? La r\u00e9ponse est qu&rsquo;il n&rsquo;y en a pas. Ces deux nombres sont identiques !<\/strong><\/p>\n<h3 style=\"text-align:justify;\">Quelques d\u00e9monstrations<\/h3>\n<p style=\"text-align:justify;\">Pour d\u00e9montrer l&rsquo;\u00e9trange \u00e9galit\u00e9 0.999999&#8230;=1, on a plusieurs voies, plus ou moins rigoureuses. D\u00e9monstration intuitive, si on admet que 1\/9 = 0.111111&#8230; et 1\/3 = 0.333333&#8230;, alors on est bien oblig\u00e9 de reconnaitre que<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">0.999999&#8230; = 9*0.111111&#8230; = 9*(1\/9) = 1<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">ou encore que<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">0.999999&#8230; = 3*0.333333&#8230; = 3*(1\/3) = 1<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Autre possibilit\u00e9 plus rigoureuse (ma pr\u00e9f\u00e9r\u00e9e), appelons x notre nombre 0.999999&#8230;Si on multiplie x par 10, on a l&rsquo;\u00e9galit\u00e9<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">10*x = 9.999999&#8230; = 9 + 0.999999&#8230; = 9 +x<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Or si 10x = 9+x, on peut r\u00e9soudre l&rsquo;\u00e9quation et trouver que x=1.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Derni\u00e8re d\u00e9monstration, encore un peu plus formelle, en utilisant la d\u00e9finition pr\u00e9cise de l&rsquo;\u00e9criture d\u00e9cimale :<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\">\\(x = 9*(1\/10) + 9*(1\/10)^2 + 9*(1\/10)^3 + &#8230;\\)<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">donc sous forme d&rsquo;une s\u00e9rie infinie on a<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\">\\(x = 9*\\sum_{i=1}^{+\\infty} (1\/10)^i\\)<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">et \u00e7a c&rsquo;est une belle <strong>somme de termes d&rsquo;une suite g\u00e9om\u00e9trique<\/strong>, et de mon temps on apprenait que \u00e7a donne<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\">\\(x = 9* \\frac{1\/10}{1-1\/10} = 1\\).<\/p>\n<h3 style=\"text-align:justify;\">Aux sources du paradoxe<\/h3>\n<p style=\"text-align:justify;\">Alors que je consid\u00e9rais ce nombre 0.999999&#8230; comme une simple curiosit\u00e9 de passage, j&rsquo;ai d\u00e9couvert qu&rsquo;il existe en fait une certaine litt\u00e9rature \u00e0 son sujet ! Voir <a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/0.999...\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">la page Wikip\u00e9dia<\/a> par exemple. Notamment des gens se sont int\u00e9ress\u00e9s \u00e0 la <strong>p\u00e9dagogie de l&rsquo;explication<\/strong>, et \u00e0 pourquoi il \u00e9tait parfois difficile de faire admettre \u00e0 certains \u00e9tudiants que 0.999999&#8230;=1.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">On y d\u00e9couvre finalement des explications int\u00e9ressantes. La premi\u00e8re c&rsquo;est que puisque tout nombre r\u00e9el poss\u00e8de une \u00e9criture d\u00e9cimale, on s&rsquo;attend intuitivement \u00e0 avoir l&rsquo;unicit\u00e9 de cette \u00e9criture. Or c&rsquo;est faux, il existe plein de nombres qui poss\u00e8dent 2 \u00e9critures d\u00e9cimales : en fait <strong>tout nombre dont l&rsquo;\u00e9criture d\u00e9cimale est finie peut \u00eatre \u00e9crit comme un nombre avec une \u00ab\u00a0queue de 9\u00a0\u00bb<\/strong>. Par exemple :<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><span style=\"color:#ff0000;\">42.18745 = 42.18744999999&#8230;<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Autre source de paradoxe chez les \u00e9l\u00e8ves qui d\u00e9couvrent 0.999999&#8230;, la difficult\u00e9 \u00e0 concevoir que la suite de 9 est <strong>v\u00e9ritablement infinie<\/strong>, et pas simplement \u00ab\u00a0tr\u00e8s longue\u00a0\u00bb. Enfin derni\u00e8re subtilit\u00e9, le fait que les \u00e9tudiants voient 0.999999&#8230;non pas comme un vrai nombre, mais plut\u00f4t comme un proc\u00e9d\u00e9 (\u00ab\u00a0\u00e9crire des 9 les uns \u00e0 la suite des autres\u00a0\u00bb), proc\u00e9d\u00e9 que l&rsquo;on doit arr\u00eater un jour ou l&rsquo;autre. Dans le m\u00eame genre, on peut s&rsquo;amuser \u00e0 se demander combien vaut 1-0.999999&#8230; et \u00e0 le relier \u00e0 l&rsquo;inexistence dans R de nombre non-nuls infiniment petits.<\/p>\n<p>D&rsquo;ailleurs :<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><em>&#8211; Combien faut-il de math\u00e9maticiens pour changer une ampoule ?<\/em><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\"><em>&#8211; 0.999999&#8230;<\/em><\/p>\n<p><strong>Et vous, \u00eates vous <em>v\u00e9ritablement<\/em> convaincu que 0.999999&#8230;=1 ?<\/strong> Ou est-ce que vous avez encore un petit doute ?<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&nbsp; De temps en temps, en maths, il y a des bizarreries qui peuvent nous faire des noeuds aux neurones. Parmi mes pr\u00e9f\u00e9r\u00e9es, il y a le nombre 0.999999&#8230;, o\u00f9 les 3 petits points d\u00e9signent le fait que la suite de chiffres \u00ab\u00a09\u00a0\u00bb se poursuit \u00e0 l&rsquo;infini. Voyons un peu ce nombre paradoxal. (image Wikip\u00e9dia)<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[4],"tags":[2,36],"class_list":{"0":"post-2722","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-mathematiques","7":"tag-arithmetique","8":"tag-paradoxe"},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2722","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2722"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2722\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2722"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2722"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2722"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}