Help Haiti.    Help flood victims in Pakistan

Appetizers and Lessons for Mathematics and Reason
by A. Selby, Ph. D.   Feedback & Questions

20 pages in French: Algèbre  
 Définition d'une variable
  
La raison basée sur les  règles et modelés

www.whyslopes.com >  Leçons logiques et leçons de Mathématiques    >   Logique     Avant ] Prochaine ]



Une leçon de logique basée sur des règles:
 deux énigmes

 (c) droits d'auteur: Alan Selby - Juin 1995.

Premier énigme

règle d'implication unidirectionelle

 Je vous présente d'abord deux énigme assez simples. Chaque énigme est composé d'une règle et de cinq questions. Les questions vous permettent d'évaluer votre habileté à penser avec minutie et à lire précisément ce qui est écrit. Lorsque vous aurez trouvé les bonnes réponses et compris pourquoi elles sont bonnes, vous aurez amélioré votre habileté à penser clairement et avec minutie. Voici la règle du premier énigme:

Lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom, Tom sort jouer dehors.

 Essayer de répondre aux cinq questions qui suivent au fur et à mesure. Soyez attentif! Gare aux pièges! Vous trouverez les réponses un peu plus loin dans le texte, de même que des explications. Allez-y, voyons si vous êtes d'accord.

Cinq questions:

  1. Quand on respecte la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom? Ce n'est pas une question piège. Réponse.
     
  2. Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à tante Jeanne lorsque Tom sort jouer dehors? Réfléchissez bien à cette question! Réponse et commentaires.
     
  3. Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à Tom lorsque tante Jeanne ne se rend pas chez lui? Encore une fois, prenez le temps de réfléchir à cette question. Réponse et commentaires.
     
  4. Que devrait-il se passer pour qu'il y ait infraction à la règle? C'est une autre question facile. Réponse et commentaires.
     
  5. Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à tante Jeanne lorsque Tom ne sort pas jouer dehors? Veuillez vous référer à la réponse à la question 4. Réponse et commentaires quant à la forme contrapositive d'une règle.

Si les réponses données ici ne sont pas assez claires, veuillez demander à votre professeur de mathématiques, de logique, de français ou de philosophie de vous donner des explications.

Note: La règle énoncée ci-dessus ne donne aucune information ou raison qui pourrait expliquer pourquoi Tom sort jouer dehors lorsque sa tante Jeanne se rend chez lui. La règle ne décrit que ce qu'il arrive lorsque tante Jeanne se rend chez lui. Nous ne pouvons savoir s'il sort jouer dehors pour éviter sa tante. Nous ne pouvons non plus savoir s'il a hâte de la voir. Attachez-vous à la formulation de chaque question et de la règle pour donner vos réponses. Contrôlez votre imagination et ne posez pas trop d'hypothèses.

Deuxième énigme

règle d'implication bidirectionnelle

 Essayez de répondre aux cinq mêmes questions, mais cette fois en utilisant une règle d'implication bidirectionnelle:

Tom sort jouer dehors si, et seulement si, sa tante Jeanne se rend chez lui.

 plutôt que la règle originale. Comment cela modifiera-t-il vos réponses? Quelles réponses changent? Voici une autre façon de formuler la même règle:

Tom sort jouer dehors quand sa tante Jeanne se rend chez lui et Tom sort jouer dehors seulement quand sa tante Jeanne se rend chez lui.

 Il y aura infraction au premier quand de cette règle si tante Jeanne se rend chez Tom et que celui-ci ne sort pas jouer dehors. Il y aura infraction auseulement quand de cette règle si Tom sort jouer dehors sans que sa tante Jeanne se rende chez lui.

 Notez bien qu'une règle d'implication unidirectionnelle suppose que lorsqu'une première situation se produit, la deuxième situation se produit aussi. Mais dans le cas d'une règle d'implication bidirectionnelle, on suppose que

  • lorsqu'une première situation se produit, la deuxième situation se produit aussi et que
  •  lorsque la deuxième situation se produit, il faut aussi que la première situation se produise.

Ne pas saisir la différence entre l'implication unidirectionnelle et l'implication bidirectionnelle crée souvent de la confusion, lorsque nos actes ou notre réflexion se basent sur des règles ou des instructions. Une bonne discussion portant sur les questions et réponses des deux énigme devrait vous aider à saisir la différence entre les règles d'implication unidirectionnelle et bidirectionnelle. Lorsque vous aurez maitrisé ces notions, vous serez en mesure d'interpréter précisément la sigification d'une règle.

Réponses au deuxième énigme bidrectionnelle

 La règle d'implication bidirectionnelle pour le deuxième énigme se lit comme suit:

Tom sort jouer dehors si, et seulement si, sa tante Jeanne se rend chez lui.

et remplace la règle originale. Comment cela modifiera-t-il vos réponses? Quelles réponses changent? Voici une autre façon de formuler la même règle:

Tom sort jouer dehors quand sa tante Jeanne se rend chez lui et Tom sort jouer dehors seulement quand sa tante Jeanne se rend chez lui.

 Il y aura infraction au premier quand de cette règle si tante Jeanne se rend chez Tom et que celui-ci ne sort pas jouer dehors. Il y aura infraction auseulement quand de cette règle si Tom sort jouer dehors sans que sa tante Jeanne se rende chez lui. Les questions et réponses suivent.

1. Quand on respecte la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom?

 Réponse: Tom doit jouer dehors. (La réponse ne change pas.)

 2. Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à tante Jeanne lorsque Tom sort jouer dehors?

 Réponse: Tante Jeanne se rend chez son neveu Tom. (La réponse change.)

 3. Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à Tom lorsque tante Jeanne ne se rend pas chez lui?

 Réponse: Tom nèest pas jouer dehors en traine de jouer. (La réponse change.)

4. Que devrait-il se passer pour qu'il y ait infraction à la règle?

Réponse: Soit que tante Jeanne se rende chez Tom sans que Tom soit sorte jouer dehors, soit que Tom sorte jouer dehors sans que tante Jeanne se rende chez lui. (La réponse change.)

5. Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à tante Jeanne lorsque Tom ne sort pas jouer dehors?

 Réponse: Tante Jeanne ne s'est pas rendue chez lui (aucun changement).

Les deux énigme sont extraits du chapitre intitulé Règles d'implication qui se trouve dans les deux livres suivants: Pattern Based Reason et Three Skills for Algebra. Alan Selby détient les droits d'auteur pour ces deux livres (1995). Le premier livre traite de la raison basée sur les règles et de ses limites dans tous les domaines. Le second livre est une introduction à l'algèbre et à la logique.


 

[site entrance]]
Copyright © by  Alan M. Selby,  June 1995 onward.
Do not copy nor reproduce without permission.

 Not seeing the difference between one and two-way implications
is a common source of confusion in reading, writing and mathematics.

------------------------------------------- --------

Réponse à la première question

 Tom sort jouer dehors.

 [retour]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Réponse à la deuxième question

 La deuxième question se lit comme suit:

Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à tante Jeanne lorsque Tom sort jouer dehors?

La réponse c'est que nous ne pouvons rien conclure. La règle spécifie ce qui arrive lorsque tante Jeanne rend visite à son neveu Tom. La règle ne spécifie pas ce qui arrive lorsque Tom sort jouer dehors. Tom pourrait sortir jouer dehors sans que tante Jeanne se rende chez lui. La règle ne spécifie pas, ni ne suggère que Tom puisse aller jouer dehors seulement si tante Jeanne se rend chez lui. La règle ne spécifie pas que tante Jeanne doive se rendre chez Tom lorsque celui-ci sort jouer dehors.

Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, nous ne pouvons pas vraiment tirer de conclusions sur ce que fait tante Jeanne lorsque Tom sort jouer dehors. Tout ce que nous pouvons conclure c'est que tante Jeanne se rend ou ne se rend pas chez son neveu Tom. Lorsque tante Jeanne ne se rend pas chez son neveu, on ne peut faire d'infraction à la règle. Lorsqu'elle se rend chez son neveu Tom, on respecte la règle et on ne fait donc pas d'infraction à la règle. Dans les deux cas, on ne fait pas d'infraction à la règle.

 La règle ci-dessus est une règle d'implication unidirectionnelle. Elle spécifie ce qui doit arriver lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom mais elle ne spécifie pas que tante Jeanne doit se rendre chez son neveu Tom lorsque Tom sort jouer dehors. Lorsque Tom sort jouer dehors, on ne fait pas d'infraction à la règle si tante Jeanne ne s'est pas rendue chez son neveu Tom. La règle ne spécifie pas où elle est. Le deuxième énigme donne un exemple d'une règle à implication bidirectionnelle.

  [retour]

 

 

Lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom, Tom sort jouer dehors.

Réponse à la troisième question

 La troisième question se lit comme suit:

 Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à Tom lorsque tante Jeanne ne se rend pas chez lui?

 La réponse à cette question est la même qu'à la deuxième question. Lorsque tante Jeanne ne lui rend pas visite, il n'y a pas d'infraction à la règle si Tom sort jouer dehors, et il n'y a pas d'infraction si Tom ne sort pas jouer dehors. Quand il n'y a pas d'infraction à la règle, nous ne pouvons pas tirer de conclusions quant aux activités de Tom lorsque tante Jeanne ne se rend pas chez lui. La règle ne spécifie pas que Tom ne sort jouer dehors que si tante Jeanne se rend chez lui. Nous avons affaire à une règle d'implication unidirectionnelle. Lorsque tante Jeanne ne rend pas visite à son neveu, la règle ne nous donne aucun renseignement. Elle ne nous dit rien sur Tom.

  [retour]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom, Tom sort jouer dehors.

Réponse à la quatrième question

La quatrième question se lit comme suit:

Que devrait-il se passer pour qu'il y ait infraction à la règle?

Il y aura infraction à la règle si tante Jeanne se rend chez son neveu Tom et que celui-ci ne sort pas jouer dehors. Il faut donc que la situation suivante prenne place pour qu'il y ait infraction à la règle:

Tante Jeanne se rend chez son neveu Tom mais Tom ne sort pas jouer dehors.

  [retour]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom, Tom sort jouer dehors.

Réponse à la cinquième question

 La cinquième question se lit comme suit:

Quand on ne fait pas d'infraction à la règle, que pouvez-vous assurément conclure qu'il arrive à tante Jeanne lorsque Tom ne sort pas jouer dehors?

 Il y a infraction à la règle lorsque tante Jeanne se rend chez son neveu Tom et que celui-ci ne sort pas jouer dehors. Afin d'éviter qu'il y ait infraction à la règle lorsque Tom ne sort pas jouer dehors, il faut que tante Jeanne ne se rende pas chez lui. La cinquième réponse c'est donc que tante Jeane ne rends pas visite à son neveu Tom.

Note pour les lecteurs avertis:

On peut écrire la même règle de façon contrapositive ainsi: Lorsque Tom ne sort pas jouer dehors, tante Jeanne ne se rend pas chez lui. Pour qu'il n'y ait jamais d'infraction à cette règle contrapositive, que peut-on spécifier assurément au sujet des visites de tante Jeanne? Réponse: Ne pas (Tom ne sort pas jouer dehors), c'est-à-dire Tom sort jouer dehors. La règle contrapositive de la règle contrapositive est la règle originale. Pouvez-vous expliquer cet énoncé?

 [retour]

Les derniers chapitres (en anglais) sur la logique nous donnent plus de renseignments, juste un peu plus concernant la contrapositive.

 

Leçons logiques et leçons de Mathématiques  

Problèmes d'algèbre et d'arithmétique
Réponses au problèmes
Algèbre
Définition d'une variable
Logique
Liens

La raison basée sur les règles et modelés - Chapitres 1 à 7 et 12 tirez du livre  Volume 1A, Pattern Based Reason (en anglais)

1 Introduction

2 La communication des idées

3 Les éléments de la raison

4,0 introduction
4,1 premiere enigme
4,2 deuxieme enigme
4,3 uni- ou bi-directionnel
4,4 Parlons de la logique
4,5 Implication ou Suggestion
4,6 engagement : uni- ou 
      bi-directionnel

4,7 répétables et reproductibles
4,9 les regles accidentaux
4,10 Etapes pour la raison

5  Deception

6 Les chaînes de la raison

7 Des chaînes plus longues 
   de la raison

7 Principe de l’induction 
  mathématique

12 îles et divisions de la 
connaissance

For Senior High School  & Calculus Students

  <| (o)   (o)   |> 
 \     | |      / 
\___ _/

||
 -/[]\- 
||
   / \_ 

Words  to clearly introduce algebra and variables have been missing in course design. For people who cannot do algebra, 
the missing words may explain or ease their difficulties.  Volume 2 ,Three Skills for Algebra,  in Chapters 8 to 14 & 18 etc, puts words before symbols to providing the missing words in a way that enrich the comprehension of all.  Those words form the middle part of a algebra (and logic) lessons aimed at helping or improving all of  high school mathematics and also calculus course design & delivery. 

For Avid Readers in School & Out - Online Books 
   1.  Elements of Reason. 1996 
1A. Pattern Based Reason  1995 
1B. Math Curriculum Notes 1996 
2. Three Skills for Algebra  1995 
3.
Why Slopes & More.Math 1995
Tour their 
forewords.   

Calculus Prep or Help: See Volumes 2 & 3, and this bigger Calculus Guide.  If your  calculus   questions is not answered here, submit it. Over time, that may complete the site development of calculus. 

For Parents: Speaking Skills, Reading & Writing Preparing for Scienceends, values and methods for work and study,  parent- friendly maths skill development booklets for ages 4-14.

Mostly For High School

Intro to Solving Linear Equations
 
- a different paths for junior and even senior high school students. Question for Tutors: When do you use and when you skip the stick diagram method here?

Fraction Skills,  thought-based  development, Ages 10 to 14 may need a tutor.  Students who have to understand in order to do may like the development in all or part. 

For Senior High School Mathematics & Calculus

5
wordy Logic Chapters
4 curious Algebra Chapters
Words before & besides symbols. A Key Algebra forward & backwards Chapter   
 

First Calculus Preview (1st intro)
Four Calculus Chapters  (2nd intro)
Intro to Complex Numbers (long)
Intro to Mathematical Induction (romantic & wordy at first)

Tutors & Instructors: These lessons introduce skills differently Would you recommend them? 

More Topics 

1. Decimal Arithmetic  Reference!
2. Integers - Intro to Signed No.s

3.  Fractions - fully explained.
4.  Fractions  with Units  
5.   Number Theory
6.    Solving Linear Equations  
Formulas for- & backwards -  
8.  Proportionality, Back- & For-wards.   
9. Logic Chapters:   
10.  Euclidean-Geometry  
11.  Slopes & Equations of Straight Lines.  (Take I. See take II below)
12.  Why Study Slopes
13. Maps, Plans,  Similarity & Trig,  
  (Take II included here)
14.  Quadratics: Starter lessons
15.  Polynomials: Starter lessons 
16 Why Factor Polynomials:  
17   Functions - Forwards & Backwards.  
18.  Exponents, Radicals & logs.  
19
Complex Numbers before trig (new advance/ starter lesson)
20.  DC Electric Circuits Etc 
21.
Real  Analysis 
22. The Olde Complex No, Trig
& Vector Section.
23. More Calculus Stuff
- written after Volumes 2 and 3.

Level I Material: New Stuff
Time and Date Matters
Level I Arithmetic. 
Money Matters
Measurement Matters
Matters of Chance (Risk Control)
Logic Chapters (leave what's not clear in Level I to Level II)
Using/Making Maps and Plans.
(A variant of
Maps, Plans,  Similarity & Trig,  to appear here).

For Instructors
-
Education Essays   (opinions, possibilities, references) 
- Free Advice and Directions for teaching primary & high school maths will be given in online meeting place with voice & whiteboard.   
- Math & Logic  How-TOs 
1. Arithmetic
2. Algebra
3. More Algebra
4.  Beginner Geometry
5.  More Geometry
6. Calculus 
7. Show Work or Logic 
These may be too dense for students.

Offering ideas to change education makes this site different.  Nothing ventured, nothing gained.  Site material is mathematically  correct, and where not, please report errors. The two level program POMME in the site entrance implies multiple paths for instruction. Supporting those paths in turn implies a clear destination  for site development and perhaps a new name.


 

 


www.whyslopes.com >  Leçons logiques et leçons de Mathématiques   >   Logique     Avant ] Prochaine ]


Road Safety Message   Walk on a side walk. If that is not possible, try  not to  walk on a road with your back to the traffic.
Try to see what  trucks, cars, buses or bicycles are coming, so that you may step out of their way.  Put safety first. .

Support for Technical Mathematics from Number Theory to Calculus Prep

A. More Arithmetic a must for algebra etc D. Logic In Mathematics G. Algebra with Take Home Value I. Vectors & Functions
Decimal Lesson - Reference  
Counting & Addition
   (8 lessons)
Comparison to Subtraction
  (9 lessons)
Multiplication
( 11 lessons)
Long Division  (12 lessons)
Decimals and Primes (8 lessons)
-Primes & Composites 
-Primes Factorization
-Greatest Common Divisors & Multiples.
 
-Prime Factorization Aids 
(Learn how to find factors quickly)
-Prime Factorization Examples
 
-Counting & Generating. Factors

-Divisibility Rules and Remainders for Division by 2, 3, 5, 9 and 11.
Integers (12 lessons) Intro to Signed Numbers
Fractions (< 20 lessons)  Essential Skills & Concepts 
Ratios & Fractions (3 lessons):  Similarities & Differences
  
Units in calculations
Fractions  with Units
B.  Basic Algebra
Solving Linear Equations  
- in one unknown. Intro  with stick diagrams?
the normal way
 & with good nttn.
(the nttn that reappears in Gaussian Elimination. |
-in more unknowns: simultaneous equations essentially one unknown. the let algebra do the work view of  word problems.
  - still in more unknowns:  Gaussian Elimination via substitution, by equality or comparison, by operations on equations
C. More Algebra
Words before symbols: See if U like the lengthy chapters 8 to 12 in Volume 2, Three Skills for Algebra  
What is a Variable.  The answer here  is a simple prequel to the modern mathematics viewpoint.
First, every rule & pattern U meet in math, logic & science will be used forwards and backwards.  Get a head start with this theme by reading  Chapter 14 in Three Skills for AlgebraSecond, in the study of Proportionality Relations (3 dense lessons here) finding the proportionality constant gives an initial  backward  use of the proportionality formula.
 Talking about words before symbols and the forward and backward use of formulas gives words to make algebra simpler & clearer.  
If you can not read or write precisely, you will have difficulty in following instructions.  One wordy remedy  is given by chapters 2 to 5  in Three Skills for AlgebraWhere does Logic or a geometric model for reason Appear in Mathematics? The answer lies in  Euclidean-Geometry    In North America, Euclidean Geometry disappeared from high school mathematics as it was too hard. The light treatment here is a possible remedy.
E.  More Geometry
The Pythagorean Theorem. Chapter 17 from  in Three Skills for Algebra uses algebra and geometry   to show why the  Pythagorean equation  for right triangles holds. Its forward and backward use  is common exercise..  At a more theoretical level, the Pythagorean theorem leads the discovery that not all lengths can be  fractional multiples of a unit length. That geometrically implies a  need for and even existence of irrational numbers.
Analytic Geometry:
Common Practices with  Maps and Plans drawn to scale  give coordinate-dependent base  for senior high school development of similarity, trig, vectors and straight lines.   
Complex Numbers: This lesson on
Complex Numbers  draws on Euclidean and Analytic geometry. Sbortcuts simplifiy  trig identities, the cosine law; and   trig formulas for 2D dot- and cross-products. 

F. Logarithms, Exponentials,
Roots & Powers

Logarithms, exponentials, rational and real powers for secondary students. This  complete Operational Viewpoint. (Sufficient for the precalculus forward and backward use of compound growth and decay formulas in biology, physics, chemistry,  personal finance, and calculus. To learn more, if you study calculus,  see chapter 19 of Volume 3, Why Slopes and More.Math

In Volume 2, Three Skills for Algebra, chapters
  1. Geometric Sums Etc,
  2. Notation For Sums,
  3. Personal Money Maths and
  4. Some Finite Mathematics
identify methods useful in money computations, methods needed for calculus. Your teachers or other writer may present the same ideas with greater clarity and detail - A site to do.

H. Polynomial & Quadratics

Analytic Geometry:   -  Slopes and Lines - Take 1.   Take 2 appears in site section Maps and Plans.   Two views are better than one.  I may combine them later.  -In my school days, slopes appeared year after year.   This Why  Slopes calculus preview on graphs of functions y = f(x) explains why.  Enjoy.
Quadratics and Polynomials: Operations on Polynomials:
Meet a light and ultraquick geometric introduction to  multiplication, addition and subtraction of polynomials. Then see how the foregoing combine to permit long division of polynomials.    Compare Fractions  with Units. Enrichment: A Plus:  The Geometric introduction here gives or is almost identical to a justification for column methods in decimal arithmetic. 
Geometric Derivation of the Quadratic Formula  The account here gives a starter lesson for the more algebraically harder geometric-free derivation. If you study physics, chemistry or trigonometry, you will need to know about quadratics, their factorization and the quadratic formula.
Technical Value: The study of polynomials  high school mathematics has technical value as part of the senior high school mathematics preparation for calculus.  This simple account of Why Factor Polynomials   (Chapters 2 to 6 in Volume 3 .Why.Slopes.&.More.Math.) will give a context for the study of polynomials,  their factorization, and sign analysis of functions, all in a way that should improve your algebraic thinking and reasoning skills. 
Vectors in the Plane (2 simple lessons)
- Navigation with vectors or arrows
- Sum of Motions
- more lessons to be added later.
Operations on movement or vectors along the line and in the plane have value in mathematics in defining and implying the properties of real and complex numbers before the assumption of those properties as axioms.  Vectors and their properties appear in physics, its mathematical description and formulation. 
Functions - Forwards & Backwards.  Here is a full technical reference (24 lessons) for use in a calculus or precalculus course as needed. In it, the set viewpoint of functions expression of modern pure mathematics.  comes from the set-based codification and
In the mathematics education reforms of the 1960s in North America, primary and secondary school mathematics were expressed in terms of sets. That expression has now retreated from primary and secondary school texts. But it still lingers on, and can be very useful, a source of clarity and precision, in the situations where it should be retained: Counting with the aid of sets and functions; the description of functions; the high school account of probability theory; and in the discussion or illustration of ideas in logic. 

J. Pre-Calculus Skill Check

Arithmetic Skill Check.  In the calculus courses I taught 1983-89, too many students had weak skills in arithmetic. I would give and carefully correct these exercises to tell students what they needed to review and master.  
-  All the skills and concepts in 
Chapters 1 to 24 or Volume 2, Three Skills for Algebra: Look for those you do not understand and fill the gaps. Do so quickly while balancing this advice with  your other duties.  Good luck.

All trademarks and copyrights on this page are owned by their respective owners.
Copyright to comments & contributions are owned by the Poster. 
The Rest © 1995 onward by site author,   Alan Selby
,  All Rights Reserved.