Numérique et Sciences Informatiques : Vers la connaissance des fractales…
26 janvier 2021
Le mot « fractale » vient du latin
« fractus » qui signifie « brisé ». En effet, une fractale est
un objet géométrique « infiniment morcelé » dont des détails sont observables à
une échelle arbitrairement choisie.
Même si des figures avaient déjà été dessinées au fil de
l’histoire, on attribue la découverte des fractales à un polytechnicien
français, Benoît Mandelbrot (1924 ; 2010) dans le cadre d’une étude de
recherche réalisée chez IBM en 1975.
Certaines fractales beaucoup plus étonnantes et d’une beauté
souvent mystérieuse par leur complexité font appel à l’informatique.
Mais l’ensemble de Mandelbrot
n’est pas qu’un jeu. C’est une sorte de passage obligé dans la compréhension
des systèmes dynamiques dits linéaires et dits holomorphes. Utiles pour
modéliser les ondelettes, les chaos … mais c’est un autre propos.
Et
l’enseignement NSI dans tout ça ?
Le langage de programmation Python
possède un module particulièrement intéressant : « Turtle ».
Cette tortue peut être vue comme un crayon, un traceur qui va se déplacer selon
des directions simples (tout droit, vers la gauche, vers la droite) complétées
par des angles. On entrevoit toutes les possibilités géométriques dans
lesquelles la trigonométrie, les suites, fonctions polynomiales ainsi que les
nombres complexes auront toutes leur place.
Voici quelques créations des élèves de première…
Maintenant que l’outil de tracé est maîtrise, place au tracé du flocon
de Kock !!!
L’idée est de générer cette image de façon itérative et non
pas récursive comme cela se code naturellement.
La récursivité est au programme de Terminale NSI !
Un questionnement les a amenés à générer une séquence de lettres donnant les directions qui une fois décodées permettent de tracer le flocon. Voici 3 itérations à partir du tracé de départ :
Avez-vous trouvé le
motif élémentaire qui « brise » chacune des itérations
« parentes » ?
La NSI, pourquoi
choisir cet enseignement de spécialité ?
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