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.

mercredi 19 mai 2010

ABE : Les albums Panini

L'émission A Bon Entendeur se penche sur les albums Panini. Voir l'émission (en bas de la page d'ABE). Voici la transcription :

Trois semaines avant le coup d'envoi de la coupe du monde, le moment idéal pour une émission spéciale foot. L'équipe d'ABE a enfilé son maillot, sorti les bières devant la télé... et presque fini son album Panini ! Au programme, tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les fameuses vignettes. Y-a-t-il pénurie volontaire de certaines cartes, moins de Ronaldinho que d'obscurs joueurs coréens? Un Senderos vaut-il trois Ribéry? Combien dépenser pour un album complet? Achat de cartons, troc, quelle est la meilleure stratégie pour finir un album à moindre frais ? Pour ABE deux mathématiciens confirmeront ou démentiront les rumeurs des collectionneurs.

Panini : des vignettes rares ?

Les Suisses sont de véritables Paninomaniaques : 250 millions de vignettes devraient être vendues dans notre pays en cette année de Coupe du monde !

Panini soigne donc tout particulièrement ses supporters helvétiques et propose même une édition spéciale Suisse du fameux album, avec 20 vignettes supplémentaires. Panini, c'est une véritable poule aux oeufs d'or, un business présent dans 100 pays, qui a rapporté près de 900 millions de frs l'année dernière. Mais l'entreprise italienne organise-t-elle volontairement la pénurie de certaines cartes ? Y a-t-il plus de vignettes de joueurs slovènes que de stars brésiliennes ? Certains mordus sont convaincus qu'en la matière le hasard n'existe pas ! Vrai ou faux ?

En ce mercredi ensoleillé du mois d'avril, rendez-vous avec les juniors d'Etoile Carouge et du FC Donzelle. Aussitôt le match fini, ces Djourous et Senderos en herbe se précipitent sur leurs vignettes. Pas de doute, la saison des Paninis a commencé et le « mercato » bat son plein.

Mais combien de temps faut-il pour remplir un album ? Quelle technique est la plus payante ? De l'aveu de l'un de ces jeunes passionnés « si on achète un carton ça va plus vite parce que yen a 500 dedans... »

Et les parents dépensent sans compter ! Selon un papa présent ce jour-là, « il faut bien compter entre 150.-- et 200.-- frs par album.»

La firme italienne sait surtout fidéliser ses aficionados. Cafétéria de la TSR, nous retrouvons trois paninophiles bien connus des téléspectateurs romands, en pleine transaction.

Romain Glassey, 35 ans, journaliste au département des sports est tombé dans la marmite Panini en 1982. Il nous avoue en rigolant : « chaque année je me dis non! Et puis je craque... »

Tania Chityl, 40 ans, journaliste à TSR Découvertes a commencé à collectionner les vignettes en 2006. Les albums Panini pour elle, une activité familiale qu'elle aime partager avec ses enfants.

Enfin, Pierre Poullier, 42 ans, également journaliste sportif à la TSR, collectionne les Panini depuis 1978. Cette année, c'est sa femme qui lui a donné un bon prétexte : collectionner les vignettes 2010 pour que leur bébé ait l'album de son année de naissance!

Panini ou la madeleine de Proust des 30-40 ans ! Nos trois journalistes se souviennent avec nostalgie des albums de leur enfance : les coupes de cheveux improbables des joueurs allemands des années 80, le regard inquiétant du bulgare Trifon Ivanov « le Brad Pitt des Carpates » dixit Romain Glassey.

Mais certaines choses demeurent immuables, comme cette nette impression que les dés sont pipés. Pierre Poullier a des doutes sur la juste répartition des cartes : « Rumeur ou pas...on est en Suisse et l'équipe la moins représentée dans mon album, c'est l'équipe suisse.»

Une des clés du succès Panini, c'est le mystère qui entoure la répartition des 660 vignettes. Certaines cartes seraient plus difficiles à obtenir. « Je constate que Messi meilleur joueur du monde, je l'ai pas... » précise encore Pierre Poullier.

Une théorie du complot que l'on retrouve chez les plus jeunes : « C'est obligé, sinon on finirait les albums trop vite ! ». Et les enfants sont unanimes, la carte la plus rare cette année, c'est la « Panini 000 », la première de l'album.

Mais y a-t-il vraiment des vignettes rares ? moins de Ronaldhino que de joueurs slovènes ? La Nati est-elle sous représentée ? Bref, y a-t-il pénurie volontaire et organisée, bien que Panini s'en défende?

ABE a décidé de répondre à ces questions cruciales une bonne fois pour toute ! Nous avons demandé à Sylvain Sardy et Yvan Velenik, deux mathématiciens de l'Université de Genève, de faire toute la lumière sur ces rumeurs.

La méthode suivie par nos deux mathématiciens, expliquée par Yvan Velenik, est simple : « Afin de vérifier que la distribution des cartes est homogène, c'est-à-dire qu'aucune des cartes n'est sur-représentée ou sous-représentée, ce qu'on a fait c'est faire acheter 6000 vignettes par l'équipe de l'émission. »

6000 vignettes, soit 12 boîtes achetées dans quatre cantons différents. L'équipe d'ABE a scrupuleusement noté la fréquence de chacune des cartes. Un album Panini compte 660 vignettes. La logique voudrait donc que l'échantillon comporte en moyenne 9 cartes pour chaque numéro.

« Naturellement il y a des fluctuations aléatoires, et le test qu'on a utilisé consiste à mesurer si ces fluctuations autour de ces valeurs moyennes sont normales ou si elles sont anormales.» précise le statisticien Sylvain Sardy.

Mais laissons nos deux scientifiques à leurs calculs pour l'instant.

Parallèlement à ce test, nous avons voulu procéder à une expérience grandeur nature. Samantha, 15 ans, fan de foot et de Senderos est experte en Paninis. Pour obtenir les vignettes convoitées, elle utilise d'ailleurs toutes les techniques disponibles. « Pour les échanges, on va sur Facebook ou MSN... et à l'école aussi, c'est là que ça marche le mieux».

Nous avons proposé un challenge à Samantha : tenter de compléter un album en un mois. Une vignette coûte 20 centimes, Samantha aura donc droit à 132 francs, soit la somme exacte pour acheter 660 vignettes. Seules consignes, ne pas acheter de boîte et faire le plus d'échanges possibles.

Mais retournons chez nos deux scientifiques qui ont maintenant fini d'analyser nos données. Alors la pénurie de certaines vignettes, mythe ou réalité ?

La réponse du statisticien Sylvain Sardy et sans ambiguïté, « Sur la base de ce test, on a pu démontrer avec une forte probabilité qu'il n'y avait aucune carte rare. »

Et oui, sur nos 6000 cartes, le meilleur joueur du monde Lionel Messi apparaît en 10 exemplaires. C'est plus que la moyenne et autant que l'obscur joueur Nord coréen Pak Nam Chol ! Idem pour LA fameuse vignette 000 préférée des enfants. Pas plus rare qu'une autre, elle apparaît en 10 exemplaires ! Mais qu'en est-il alors de l'équipe de Suisse ? « Il semblerait que ce soit un mythe. Les cartes de l'équipe suisse étaient réparties aussi bien que les autres cartes.» répond Sylvain Sardy.

Question alors, pourquoi ce sentiment de pénurie partagé par tous à chaque génération ?

Yvan Velenik, probabiliste, a une explication : « Si on considère par exemple un groupe de 10 enfants qui achètent chacun 100 pochettes, soit 500 vignettes par enfant, il est possible, il y a une probabilité d'au moins une chance sur 4 qu'il manque la même vignette à ces 10 enfants. Par conséquent, ils vont avoir l'impression que cette vignette est extrêmement rare puisque aucun d'entre eux n'a réussi à l'obtenir. »

L'autre explication est aussi psychologique. Selon Sylvain Sardy, « les 500 premières cartes qu'on va acheter, on va les acquérir très rapidement, par contre la dernière carte qui va nous manquer, on aura besoin grosso modo d'un 8e du temps, ce qui donne l'impression de rareté ».

Ainsi avec 233 pochettes achetées à la pièce, on obtient très facilement les 550 premières images.

Mais il faut 233 pochettes de plus pour récolter 90 nouvelles vignettes manquantes

Et encore 233 pochettes pour 17 vignettes manquantes supplémentaires.

Enfin les 3 dernières images ne seront obtenues qu'après l'achat de 233 dernières pochettes.

Autrement dit , plus on avance dans l'album plus il faut de temps pour obtenir une vignette manquante dans ce modèle théorique sans échange.

Ainsi, selon notre statisticien « Une maman qui va acheter ses pochettes à l'unité pour son enfant, aura besoin en moyenne de 930.—frs. Par contre, si l'enfant se permet de faire des échanges avec environ 10 amis, le coût reviendra en moyenne à 300.-- frs ».

Voyons si Samantha de son côté s'en sort mieux avec la technique des échanges. Très organisée, elle répertorie ses cartes : « Ca,c'est les fiches des vignettes qui me manquent et ça les fiches de celles que j'ai à double.»

Une semaine après le début de l'expérience, notre ado a déjà rempli 526 vignettes sur 660. Son compteur affiche 134 vignettes manquantes. «On a beaucoup les Asiatiques et l'équipe du Honduras .. mais peu de Suisses...!»

Puisque tout est histoire de probabilités, nos deux mathématiciens ont établi une stratégie pour remplir son album, qui mêle plaisir de l'échange en évitant la ruine des parents.

Acheter un carton de 500 vignettes, puisqu'ils ne contiennent aucun double, puis 40 pochettes. Echanger ensuite ces cartes de manière optimale avec 9 amis qui auront fait de même. Lorsqu'il ne vous manque plus que 50 vignettes, les commander par Internet chez Panini, car ce sont les plus difficiles à obtenir.

Coût total de l'opération: entre 125.-- et 155.-- frs selon le prix du carton.

Samantha, elle, continue inlassablement sa traque des vignettes manquantes.

Après 2 semaines, il ne lui manquait plus que 48 vignettes.

Après un mois exactement ,elle a finalement réussi son challenge et terminé son album. Les 2 dernières vignettes ont été les plus difficiles à obtenir, elle a mis une dizaine de jours à les trouver.

Samantha a obtenu son Graal, la dernière vignette manquante - une « brillante » de l'équipe de Nouvelle Zélande - au forceps grâce à « la connaissance d'une connaissance de sa cousine » !

Bref, défi réussi... Mais il y a encore d'autres méthodes, comme celle de Jean-Paul, un téléspectateur qui nous a écrit. Son album lui a coûté 99.25, au final, car il a revendu tous ses doubles sur Internet.

Quant aux cartons, il faut savoir qu'il ne contiennent aucun double. Leur contenu est donc aléatoire. Nous avons même fait une drôle de découverte : avec deux cartons dont les numéros de série se suivent, nous avons pu finir un album complet, alors que cette probabilité est normalement quasi nulle.. Mais là, c'est plus vraiment du sport !

samedi 17 avril 2010

Combien de vignettes Panini faut-il pour remplir mon album ?

L'album Panini de la Coupe du monde de foot 2010 est disponible depuis jeudi au prix indicatif de 2 fr. 90, plus 1 fr. par paquet de cinq vignettes. La fièvre des vignettes se propagera non seulement dans les cours d'école mais aussi sur la Toile, où les internautes marchandent ferme. Les adultes sont en effet de grands enfants : 85% des fans ont plus de 15 ans.
Le «Special Swiss Edition» est, comme son nom l'indique, une édition spéciale. Une fleur prévue par l'imprimeur italien pour récompenser les Helvètes qui sont les plus gros collectionneurs de la planète. Le groupe Panini prévoit de vendre 250 millions de vignettes sur notre territoire et de franchir le milliard dans les 109 pays dans lesquels il est présent.

Une question que l'on peut se poser est : combien de vignettes Panini faut-il pour remplir mon album ? La réponse se trouve dans le live de John Barrow : 100 choses fondamentales dont vous ignoriez que vous les ignoriez (chapitre 12). Il faudra à peu près N x [0.58 + ln(N)] cartes. L'album de la coupe du monde 2010 en compte plus de 600. Vous devrez donc en acheter environ 4200 ! Cela vous coûtera environ 840 fr.

Diable ! Mais si je trouve A personnes pour en échanger, combien de vignettes faudra-t-il acheter en tout (donc pour A+1 personnes) ? La réponse est N x [ln(N) + Aln(ln(N)) + 0.58]. Si vous trouvez 5 amis pour échanger, il faudra donc acheter 9750 cartes, c'est-à-dire 1625 par personnes, donc 325 fr chacun.

On a donc intérêt à avoir beaucoup de copains, ou beaucoup d'argent...

lundi 29 mars 2010

Spirale de Fibonacci sexy

Qui a dit que les maths n'étaient pas sexy ?


Photo vue sur le blog mathématique d'ABC maths

samedi 6 mars 2010

Le défilé Issey Miyake inspiré par l'abstraction mathématique

Le styliste d'Issey Miyake, Dai Fujiwara a présenté vendredi au Louvre une collection automne-hiver 2010-2011 inspirée par la géométrie et les mathématiques.

Dai Fujiwara, styliste de la marque japonaise Issey Miyake, s'est inspiré de l'abstraction mathématique pour sa collection colorée et originale présentée vendredi au Louvre, devant le monde de la mode mais aussi plusieurs scientifiques prestigieux, les yeux écarquillés.
"C'est ravissant, très intéressant", s'étonne auprès de l'AFP Joel Lebowitz, mathématicien à l'université américaine de Rutgers, près de New York, venu en compagnie de sa femme. Le lauréat du prix Poincaré de mathématiques a bien vu sa discipline défiler: "C'était abstrait, tout à fait géométrique".
C'est en regardant à la télévision un documentaire évoquant le mathématicien américain William Thurston que le styliste japonais a vu la lumière: l'univers se composant de seulement huit formes géométriques dans l'espace, selon Thurston, le défi serait de concevoir une collection autour de ces formes.
Après plusieurs rencontres, Dai Fujiwara a utilisé des cordes qu'il a enroulé autour de bustes, avant d'imaginer avec son équipe des lignes des vêtements. "M. Thurston nous parle de forme et d'espace. C'est comme de la science fiction, on a l'impression qu'il nous envoie une corde pour nous mener vers un autre monde", explique à l'AFP le styliste, qui voit aussi dans cet échange quelque chose de "spirituel".
Dans certains manteaux, d'énormes poches en cachent de toutes petites pour pouvoir "contenir tout l'univers". Sur la scène du carrousel du Louvre, des mannequins arrivent de différents coins, portant des étoles de toutes les couleurs autour du buste qui finissent par former une veste. [...]


Photo: CubistLitterature!

Source : Next Libération

mercredi 24 février 2010

Tricycle à roues carrées

lundi 22 février 2010

Nos déplacements sont très prévisibles

Les données fournies par les téléphones mobiles de 50 000 personnes montrent que nos déplacements sont très prévisibles, que l'on reste sédentaires ou que l'on fasse de fréquents voyages annoncent des chercheurs. Cette découverte pourrait influencer la manière dont nous étudions une foule de choses, de la propagation des hommes ou des virus jusqu'à la planification urbaine.
Beaucoup de modèles utilisés pour étudier la mobilité du comportement chez l'homme reposent sur le principe que nos activités obéissent fondamentalement au hasard. Par exemple, les modèles de marche de Lévy utilisés pour étudier la dynamique virale aussi bien que la formation des queues ou des regroupements humains supposent que nous choisissons toujours notre prochaine destination au hasard (cela est aussi connu sous le nom de problème du marin ivre). De même, le modèle de Erlang utilisé par les ingénieurs des télécommunications pour déterminer combien d'appels peut gérer un central téléphonique repose sur des appels faits de manière complètement aléatoire, comme si le tirage d'un jeton déterminait si nous faisons un appel ou non.
Chaoming Song, de la Northeastern University, de la Harvard Medical School et du Dana Farber Cancer Institute à Boston, et ses collègues ont étudié l'enregistrement sur trois mois des données anonymes d'usagers de téléphones. mobile recueillies pour les facturations. L'enregistrement contenait l'endroit du central pour chaque appel ou réception de message. Comme attendu, la plupart des usagers passaient la majeure partie de leur temps à quelques endroits alors qu'un petit nombre faisaient régulièrement des centaines de kilomètres. Cette répartition peut laisser penser que la mobilité des gens qui voyagent moins devrait plus être facile à prédire que celle de la petite portion de ceux qui font de grands trajets. Un examen plus attentif a cependant permis aux chercheurs de découvrir que les mouvements des deux catégories étaient prévisibles, dans 93 pour cent des cas en fait, indépendamment de l'âge, du groupe linguistique, de la densité de population ou d'autres différences. Les auteurs écrivent que les algorithmes d'extraction de données fondés sur ces résultats pourraient conduire à de réelles prédictions de mobilité humaine. Les résultats indiquent aussi selon les auteurs que "malgré notre profond désir de changement et de spontanéité, notre mobilité quotidienne se caractérise en fait par une profonde régularité".

Source : Techno-science

mardi 15 décembre 2009

Empiler des LEGO

Il n'y a pas que les enfants pour jouer à empiler des pièces : il y a aussi les mathématiciens. Depuis 1974, la célèbre firme Lego affirmait que le nombre de manières d'accrocher entre elles six pièces au format 2 × 4 de la fameuse marque était égal à 102 981 500. Faux ! affirment Bergfinnur Durhuus et Søren Eilers, de l'université de Copenhague. Ils ont établi que la vraie valeur est égale à 915 103 765. Le nombre 102 981 500 correspond au nombre de manières qu'il y a d'empiler les six pièces pour faire une tour de hauteur 6 (avec encore une petite erreur : la bonne valeur est 102 981 504). Les auteurs définissent par ailleurs une notion d'« entropie » attachée au problème, qui traduit en quelque sorte la vitesse à laquelle s'accroît le nombre de façons de lier n pièces de même format donné en fonction de n.

Petite question pour s'échauffer le cerveau avant de lire l'article : de combien de façons peut-on empiler deux briques 2x4 ?

Lire l'article On the entropy of LEGO

vendredi 23 octobre 2009

A quelle distance voit-on ?

vendredi 18 septembre 2009

Recursive Life

dimanche 30 août 2009

QR code

Le code QR ou QR Code (en anglais) est un code-barres en 2 dimensions (code matrice) pouvant stocker jusqu'à 7089 caractères numériques, 4296 caractères alphanumériques (contrairement au code-barre « traditionnel » qui lui ne peut stocker que de 10 à 13 caractères) ou 2953 octets . Il a l'avantage de pouvoir stocker beaucoup d'informations tout en étant petit et rapide à scanner. Ainsi, le sigle « QR » dérive de « Quick Response » car le contenu peut être décodé rapidement.
Le code QR a été créé par l'entreprise japonaise Denso-Wave en 1994. Le code QR est très utilisé au Japon, où c'est actuellement le code à deux dimensions le plus populaire.

dimanche 28 juin 2009

Un petit r de famille

Un fils, un frère, une cousine, un grand-père, une tante... partagent certains traits qui montrent plus ou moins qu'ils ont un lien de parenté. Si les êtres vivants reconnaissent en général les membres de leur propre famille, peuvent-ils reconnaître si deux inconnus ont un lien de parenté ? Pour la première fois, une équipe de chercheurs du Laboratoire de psychologie et neurocognition de Grenoble (CNRS / Université Pierre Mendes France / Université de Savoie) a évalué cette capacité à détecter un lien familial. Les résultats, publiés dans Proceedings of the Royal Society B, montrent que cette reconnaissance dépend d'un degré "r" de parenté.


Exemple de paire d'individus.
Paires représentant (a) la même personne, (b) deux frères, (c) une petite-fille et sa grand-mère,
(d) un neveu et son oncle, (e) deux cousins, (f) deux personnes non apparentées.

Le cœfficient de parenté "r" correspond à la probabilité qu'un même gène se retrouve chez deux individus de même famille. Il est, par exemple, égal à 1 pour deux "vrais jumeaux", de ½ entre parents et enfants, de ¼ entre petits-enfants et grands-parents. L'étude révèle que plus "r" est plus élevé, plus détecter le lien de parenté est fréquent. Elle montre ainsi que l'on perçoit l'air de famille même avec des personnes qui n'ont jamais cohabité et qui appartiennent à différentes générations, comme des grands-parents et leurs petits-enfants. Reconnaître un lien de parenté entre deux inconnus peut nous aider à anticiper leurs comportements, procurant ainsi un certain avantage dans la vie en société.
Certaines particularités ont également été notées: en effet, le lien qui réunit grands-parents et petits-enfants est plus détectable que celui qui lie les oncles ou tantes à leurs neveux ou nièces, bien qu'ils soient tous deux estimés par le même coefficient de parenté (r=¼). Des facteurs comportementaux et génétiques concourent à expliquer ces différences.
Pour cette étude, l'équipe du LPNC a réuni plus de 500 photos de membres de plusieurs dizaines de familles de la région grenobloise. Elle les a ensuite associées par paires et les a soumis à des adultes n'ayant aucun lien avec ces familles. Ces adultes devaient détecter l'existence ou non d'un lien de parenté entre elles. Les paires de visages présentées à ces adultes associaient un individu avec lui-même (à un âge différent), avec un frère ou une sœur, un oncle ou une tante, un des grands-parents, un cousin ou une cousine ou enfin avec, un étranger, adulte ou enfant. Aujourd'hui, l'équipe du LPNC poursuit ses investigations en essayant de mieux comprendre la nature des mécanismes mise en jeu dans la reconnaissance et de définir les zones des visages qui permettent de détecter la parenté.

Source : Techno-Science

dimanche 10 mai 2009

Clap your brains off

Voici un clip vidéo utilisant abondamment le "Droste Effect", dont je parlais il y a quelques jours.



Et voici le making off :

lundi 23 mars 2009

Canon à l'écrevisse

Les canons de l'Offrande musicale sont parmi les canons les plus élaborés de l'oeuvre de Bach. Cependant, Bach ne les écrivit que rarement en entier. Il en fait délibérément des énigmes proposées au roi Frédéric. Il était à la mode, à l'époque, de donner un seul thème, complété de quelques indices plus ou moins astucieux. Genre de rébus musical, il fallait « découvrir » (solution) le canon fondé sur ce thème. Voici le canon à l'écrevisse (canon crancrizans en latin, crab canon en anglais).

samedi 21 mars 2009

Beauté d'un visage et nombre d'or

vendredi 13 mars 2009

Les maths viennent justifier le « je ne couche pas le premier soir »

Des chercheurs viennent de donner la preuve que les femmes ont tout intérêt de ne pas coucher le premier soir.
Pourquoi doivent-elles procéder ainsi ? Tout simplement afin de réduire les risques de s'accoupler avec le « mauvais mâle ». Une femme accroît donc ses chances, mathématiquement parlant, de trouver le « bon » en ne couchant pas dès le début.
Comment diable des chercheurs ont-ils confirmé cela ? Et puis, quel rapport entre la « drague » et la Science ? Les chercheurs ont utilisé un modèle numérique pour montrer que les meilleurs partenaires sont effectivement ceux qui restent capables d'une période de séduction longue avant de « conclure ».
Pour la femme, une longue période d'échanges amoureux est un moyen d'acquérir de l'information sur un homme qui les séduit. Une longue période de séduction est donc le prix à payer afin d'accroître la probabilité qu'une liaison soit harmonieuse. Voici donc pourquoi les femmes ont tout intérêt à ne pas coucher trop rapidement.
Cette recherche publiée dans le Journal of Theoretical Biology dévoile qu'il est difficile pour une femme de faire le tri entre les bons et les mauvais candidats masculins et c'est au moment de la période de flirt que tout se joue.
On suppose qu'un homme cherche à s'accoupler de manière quasi systématique avec une femme qu'il séduit, mais un homme de qualité risque de rester patient et de payer le prix d'une longue période de flirt afin d'arriver à ses « fins sexuelles ».
La stratégie féminine est donc une sorte de compromis même si cela n'assure bien sûr pas de ne pas miser sur un mauvais candidat quand même. Une femme ne peut jamais éliminer ce risque à moins qu'elle ne décide de ne pas aller au bout de la démarche sur le plan sexuel.

Source : Sur-la-Toile

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