Le blog-notes mathématique du coyote

 

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Editorial

Ce blog a pour sujet les mathématiques et leur enseignement au Lycée. Son but est triple.
Premièrement, ce blog est pour moi une manière idéale de classer les informations que je glâne au cours de mes voyages en Cybérie.
Deuxièmement, ces billets me semblent bien adaptés à la génération zapping de nos élèves. Ces textes courts et ces vidéos, privilégiant le côté ludique des maths, pourront, je l'espère, les intéresser et leur donner l'envie d'en savoir plus.
Enfin, c'est un bon moyen de communiquer avec des collègues de toute la francophonie.

jeudi 6 novembre 2008

Les Mathématiques en 14 mots-clés



La revue La Recherche publie un numéro Hors Série intitulé "Les Mathématiques en 14 mots-clés". Ce numéro est en fait une compilation des "Bac to basics" mathématiques déjà publiés dans la revue.

Les 14 mots-clés choisis sont : les nombres premiers, les nombres complexes, pi et la quadrature du cercle, les polynômes, les fonctions, les intégrales, le point, le triangle, les graphes, les algorithmes, le programme, la simulation numérique, le hasard, les sondages.

vendredi 22 août 2008

Les Génies de la Science : Gauss

La revue Les Génies de la Science propose un numéro spécial sur Gauss, le prince des mathématiques. Un numéro à ne pas manquer !

Avant-Propos

Gauss a 24 ans quand il se voit couronné « prince des mathématiques » par des savants de toute l’Europe. La raison de ce succès ? Des contributions majeures en théorie des nombres – la « reine des mathématiques » selon lui – rassemblées dans un ouvrage qui deviendra une référence, les Disquisitiones arithmeticae.
L’expression « Titan des sciences » employée par son biographe G. W. Dunningon le désigne tout aussi bien. Son éclectisme et sa passion pour les sciences l’entraînèrent non seulement vers les mathématiques, mais vers nombre d’autres domaines : Gauss fut ainsi l’inventeur d’instruments tels que l’héliotrope, le magnétomètre bifilaire ou le télégraphe électromagnétique ; il élabora aussi des théories ad hoc pour résoudre divers problèmes de physique appliquée, comme sa célèbre formule d’optique caractérisant une lentille ou un assemblage de lentilles.
Cette faculté d’embrasser plusieurs disciplines lui permit de révéler les liens profonds qui les unissent. Elle lui inspira des théories mathématiques qui, aujourd’hui encore, sont couramment utilisées dans les sciences appliquées : grâce à sa méthode des moindres carrés, un des fondements de la théorie moderne des erreurs, Gauss optimisa les observations astronomiques et géodésiques ; de ses études en géodésie, en particulier de ses recherches sur la construction de cartes géographiques, naquit la théorie de la représentation conforme, étroitement liée à l’analyse complexe ; Gauss sut encore voir les liens entre la géodésie et la théorie des surfaces, une théorie qui, à son tour, le renvoya à ses réflexions de jeunesse sur la possibilité d’élaborer une géométrie non euclidienne.
Gauss considérait les mathématiques comme la science par excellence, le fondement naturel de toute science appliquée : « Toutes les mesures du monde ne valent pas un seul théorème, car seul ce dernier fait réellement avancer la science des vérités éternelles », écrivait-il à son ami Bessel. C’est bien ce que montre son œuvre, d’une envergure et d’une fécondité comparables à celles des travaux d’un Archimède ou d’un Newton.

Rossana Tazzioli

samedi 19 juillet 2008

La recherche spécial Jeux mathématiques


J'ai enfin pu mettre la main sur le numéro spécial de La Recherche consacré aux Jeux mathématiques. Le format est plus petit que La Recherche. C'est peut-être pour ça que j'ai eu du mal à le trouver...
Très bon numéro que je conseille.

jeudi 26 juin 2008

Pour la Science 369




Le numéro 369 de Pour la Science est particulièrement intéressant pour les mathématiciens, car il contient trois articles sur les maths :

  • Pourquoi se dopent-ils ? La théorie des jeux expliquerait le comportement de certains coureurs cyclistes professionnels.

  • L'optimisation combinatoire. Bonne introduction.

  • Des mathématiciens sculpteurs. L'article de Jean-Paul Delahaye.


mercredi 23 avril 2008

Journal de Mathématiques Pures et Appliquées

Les années 1836-1934 du Journal de Mathématiques Pures et Appliquées ont été numérisées par la Bibliothèque nationale de France et sont présentes dans la collection numérique Gallica. Il manque encore un volume, qui n'a pas été numérisé.

mercredi 9 avril 2008

Jeux math'

Les psychologues, les éducateurs, les cogniticiens et même les éthologues vous le diront : c’est par le jeu que les enfants et, plus généralement, les petits de mammifères apprennent. Le jeu leur sert à simuler la réalité et à mesurer les conséquences de leurs actes. Mais, parmi les animaux, l’humain est le seul à inventer un monde abstrait dans ses jeux. Ce goût pour l’abstraction donne à son activité ludique une apparence plus futile que les jeux de combat auxquels se livrent les lionceaux pour tester leur force physique.
Pourtant le raisonnement logique, l’évaluation des quantités et des probabilités, la vision tridimensionnelle et l’optimisation des circuits ont conféré une remarquable capacité d’adaptation à l’espèce humaine. Ainsi, d’un point de vue évolutif, le jeu d’esprit ne serait pas futile.
Aujourd’hui, l’homme est doté d’une imposante connaissance du monde, qu’il doit transmettre. Le jeu mathématique l’assiste dans sa tâche éducative, car, comme Leibniz le remarque encore : « Nous réussissons mieux ce que nous faisons avec plaisir. » Faites réciter à un enfant le théorème de Pythagore : il s’exécute avec un certain sens du devoir. Faites-lui la démonstration du théorème sans un mot, à l’aide de carrés accolés au triangle : son œil s’éclaire. En outre, le jeu mathématique ouvre des voies d’exploration de nouvelles mathématiques : théorie des nombres et code de Gray, géométrie et théorie des graphes, logique et théorie de la complexité, etc.
Foin de discours sur la pédagogie ! Il y a un siècle, le mathématicien Charles-Ange Laisant s’exclamait déjà : « Ceux pour qui le mot “instruire” est synonyme d’ennuyer – et quelquefois de torturer – sont de véritables malfaiteurs publics. » Nos bienfaiteurs sont les concepteurs de jeux mathématiques, tels que Samuel Loyd, Henry Dudeney, Édouard Lucas, Martin Gardner… et les auteurs du présent recueil.

vendredi 28 mars 2008

Visual Mathematics

Visual Mathematics est une revue en ligne créée en 1999 qui lance un pont entre l'art et les mathématiques. Le but principal est de montrer la beauté des mathématiques dans un large contexte artistico-scientifique. Il en sort des articles très illustrés et mathématiquement intéressants.

jeudi 28 février 2008

La résolution des Sudoku, une affaire de couleurs...

Si vous vous êtes déjà trouvé bloqué devant un problème de Sudoku, vous avez peut-être imaginé que l'énigme n'avait pas de solution, ou, lorsque finalement vous en résolviez un, que votre solution n'était pas forcément la seule.

Ces questions et d'autres sont explorées dans l'article Sudoku Squares and Chromatic Polynomials d'Agnes M. Herzberg et M. Ram Murty, paru dans l'édition de juin-juillet 2007 des Notes de l'AMS (American Mathematical Society) dans lequel les auteurs utilisent des outils mathématiques de la théorie des graphes pour analyser systématiquement des problèmes de Sudoku. Ils y démontrent également que l'analyse de ce type de problèmes conduit vers certains problèmes non résolus de cette théorie.
Dans ce contexte, un "graphe" est un ensemble de noeuds reliés par des segments. On peut représenter les 81 cases d'un Sudoku comme les 81 noeuds d'un graphe, et l'on attribue à chacun des chiffres de un à neuf une couleur différente. Dans un graphe de Sudoku, deux noeuds sont reliés par un segment si les deux cases qu'ils représentent appartiennent à une même ligne, une même colonne, ou à un même bloc de 3 sur 3 cases. Puisque aucune ligne, aucune colonne, ni aucun bloc ne doit contenir plus d'une fois le même chiffre, le graphe ne possédera aucun noeud relié à un noeud de la même couleur. (Par exemple, en supposant que l'on représente le 1 avec la couleur rouge, deux noeuds rouges reliés par un segment signifieraient qu'une ligne, une colonne, ou un bloc posséderait deux 1, ce qui est interdit par la règle du Sudoku).
Dans le langage de la théorie des graphes, un graphique coloré sans connexion entre les noeuds de même couleur est appelé une "coloration propre". Ce que les amateurs de Sudoku tentent de réaliser chaque jour est d'étendre un graphe partiellement coloré à un graphe à coloration propre (le puzzle initial avec ses cases vides signifie que le graphe le représentant possède des noeuds qui demandent à être coloriés).
L'analogie entre les Sudoku et les graphes étant en place, Herzberg et Murty ont pu utiliser des outils de théorie des graphes pour démontrer des théorèmes sur ce type de problèmes. Par exemple, ils démontrent que le nombre de façons différentes d'étendre une coloration partielle est donné par un polynôme. Si la valeur de ce polynôme est zéro pour un Sudoku donné, alors le puzzle n'a aucune solution ; si la valeur est 1, le puzzle n'a qu'une solution ; et ainsi de suite. Ils démontrent également que, pour qu'un Sudoku quelconque puisse n'avoir qu'une solution unique, au moins 8 des 9 chiffres doivent apparaître dans le problème posé ; si seulement 7 chiffres apparaissent, alors le puzzle possède au moins deux solutions. Et ceci évoque une question mathématique non résolue: "il serait extrêmement intéressant de déterminer sous quelles conditions une coloration partielle peut être étendue à une coloration [propre] unique", écrivent les auteurs.
Certains Sudokus sont plus difficiles à résoudre que d'autres, les plus ardus ne contenant que très peu de chiffres au départ. La détermination de ce nombre minimum d'entrées nécessite de s'assurer qu'un problème n'a qu'une seule solution. Herzberg et Murty donnent un exemple d'un Sudoku avec 17 entrées qui ne possède qu'une solution (grille ci-dessous). Aussi le nombre minimum est au plus 17. Cependant cela pourrait être 16 ou plus petit encore, mais personne ne le sait. On pourrait penser par ailleurs qu'un problème avec de nombreux chiffres donnés au départ est susceptible de n'avoir qu'une seule solution, mais ce n'est pas forcément le cas. L'article donne l'exemple d'un puzzle à 29 chiffres donnés qui possède au final deux solutions différentes.


Et si vous vous demandez quand votre revue préférée manquera de problèmes de Sudoku, les auteurs affirment que le nombre de Sudoku distincts se situe quelque part autour de 5,5 milliards, ce qui devrait s'avérer suffisant pour occuper les afficianados pendant de nombreuses années encore.

Source : Techno-science (9 juin 2007)

A lire : Sudoku Squares and Chromatic Polynomials, by Agnes M. Herzberg and M. Ram Murty

mercredi 13 février 2008

Les géomètres de la Grèce antique

CultureMATH a mis en ligne un dossier sur les géomètres de la Grèce antique composé d'une série de dix articles, à partir desquels a été réalisé le numéro 21 des Génies de la Science paru en novembre 2004. Les articles seront mis en ligne progressivement, au rythme d'un article tous les deux mois environ.
La version proposée par CultureMATH est un peu différente de celle des Génies de la Science: l'iconographie est plus réduite, la mise en page est plus sobre, mais les textes sont, sur certains points, plus complets et les outils pour l'enseignement sont plus développés (bibliographie, chronologie, liste des sources, démonstrations mathématiques).

vendredi 21 décembre 2007

Des outils pour les mathématiques

Les dossiers de l'ingéniérie éducative N° 54, avril 2006.

Un état des lieux de l’univers TICE et mathématiques. Comment le tableur, la calculatrice ou le logiciel de construction géométrique apportent une aide sensible dans l’élaboration d’une démonstration, la conjecture d’un résultat, la modélisation d’une situation ou la représentation d’un concept… Des scénarios racontés avec assez de précision pour faire voir comment s’imbriquent l’outil et son exploitation pédagogique. Les points de vue de l’Inspection générale, de la direction de la Technologie, de l’association Sésamath, et ceux de chercheurs, d’enseignants, de créateurs de sites.

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