Le blog-notes mathématique du coyote

Les schémas du mathématiciens, comme ceux du peintre ou du poète, doivent être beaux ; les idées, comme les couleurs ou les mots, doivent s'assembler de façon harmonieuse. La beauté est le premier test : il n'y a pas de place durable dans le monde pour les mathématiques laides.

Godfrey Harold Hardy (1877-1947)

Parmi tous les tours de magie, il existe un ensemble particulier, celui des "tours de cartes automatiques". Pouvant être faits avec un jeu de carte usuel et ne demandant aucune manipulation préparatoire des cartes, ils sont liés aux mathématiques par des outils simples (symétrie, comptage, permutations...).
Arnaud Gazagnes présente quelques-uns de ces tours avec leur explication (ce qui permettra aussi bien à l'enseignant qu'à l'élève d'en construire sur le même modèle), et des idées d'utilisation d'un tableur.

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Les Prix IgNobel : La science qui fait rire... et réfléchir
de Marc Abrahams

Présentation de l'éditeur
Les tartines retombent-elles toujours du côté du beurre ? Pourquoi la musique d'ascenseur protège-t-elle des rhumes ? Comment calculer vos risques de finir en enfer ? Comment mettre une grenouille en lévitation ? Les palourdes ont-elles une libido ? Pourquoi la nourriture est-elle inutile ? Toutes ces questions absurdes ont des réponses 100 % scientifiques. Ces recherches improbables sont récompensées chaque année par des Prix Nobel alternatifs, devenus cultes, les Prix IgNobel, décernés par la communauté scientifique, dans le cadre prestigieux de l'université de Harvard. Bienvenue dans un monde délirant, absurde, parfois extrême, qui permet de comprendre, en s'amusant, les lois de l'univers. Un livre déjà traduit en une dizaine de langues.

Mathématiques sans frontières est un concours inter-classes.

• Des classes entières de troisième et de seconde ou de niveau équivalent dans des pays étrangers concourent entre elles.
• Une palette d'exercices variés leur est proposée (dix en troisième et treize en seconde).
• La solution de l'un des exercices doit être rédigée en langue étrangère.
• La classe s'organise pour résoudre les exercices en une heure et demie et rend une seule feuille-réponse pour chacun d'eux.

Un cavalier se promène sur un échiquier en passant par toutes les cases une seule fois et en finissant son parcours sur la case de départ. Combien y a-t-il de tels parcours ? Je suis tombé à la renverse en voyant l'estimation de Cancela et Mordecki : 1,22 x 10¹⁵ !

Lire l'article : Counting Knight’s Tours through the Randomized Warnsdorff Rule, Hector Cancela and Ernesto Mordecki, September 4, 2006
A voir : Knight's Tour Notes, le cavalier fou

Après avoir créé un origami, déplions la feuille de papier.

Soit la suite des angles a₁, a₂, ..., a_2n autour d'un sommet (notons au passage qu'il y a toujours un nombre pair d'angles autour d'un sommet). L’addition d’un angle sur deux autour d’un sommet sur le papier déplié est égale à 180° :

a₁ + a₃ + a₅ + ... + a_2n-1 = 180° ou a₂ + a₄ + a₆ + ... + a_2n = 180°
Les applications techniques de l'art de l'origami sont également très nombreuses: la conception de sécurité gonflable, le déploiement de panneaux solaires de satellite, la fabrication de télescopes de grandes dimensions, etc.

A voir : Kawasaki's Theorem, Origami & math

Différents mythes populaires ont relié la taille du pénis à celle d’autres organes : le nez, les mains ou les pieds. Dans la comédie "Coup de Foudre à Notting Hill", Julia Roberts demandait ainsi de manière ingénue : "Tu sais ce qu’on dit des hommes qui ont des grands pieds?"… Et bien tout comme dans le film, la réponse n’est certainement pas celle à laquelle vous pourriez vous attendre! Pour établir si ce mythe populaire reposait sur des observations "scientifiquement démontrables", deux urologues ont mesuré la longueur du sexe de 104 hommes dont ils ont également noté la pointure et l’âge. Toutes les mensurations ont été faites sur des sexes au repos mais "étirés". Alors que la vraie taille du pénis peut uniquement être déterminée en érection, les chercheurs indiquent que leur méthode reste une bonne indication de la longueur. Au terme de leur étude, ces amateurs du double-décimètres ont ainsi pu déterminer que : - La taille moyenne trouvée fut de 13 cm, mais varie de 6 à 18 cm ; - Les pointures moyennes étaient de 9 en taille anglaises, soit 43 en taille européenne. Mais en étudiant l’ensemble des données, aucune corrélation entre les deux mesures n’a pu être établie. La science a encore frappé et c’est bel et bien un nouveau mythe qui s’effondre. Source : BJU International, October 2002, vol.90, Issue 6, p. 586

Lire l'article

Notons qu'une autre équipe a reçu le prix Ig Nobel 1998 de statistiques pour une recherche similaire: Jerald Bain du Mt. Sinai Hospital de Toronto et Kerry Siminoski de l'université d'Alberta, pour leur étude "The Relationship Among Height, Penile Length, and Foot Size."

MAFALDA (Machine spécialisée dans la Fabrication de Labyrinthes et de Dédales aux tracés Aléatoires) permet de créer des labyrinthes de formes rectangulaires, polygonales ou circulaires, à partir de données entrées par les Internautes. Elle en calcule automatiquement la solution et enregistre les figures les plus complexes dans une galerie mise à jour en temps réel. MAFALDA vous propose égalemet de parcourir les dédales créés de façon interactive.

Présentation de l'éditeur
Galilée disait "le monde est écrit en langage mathématique" et en ignorer l'histoire aussi bien que les fondements ne peut être que préjudiciable à l'homme moderne. Ce livre a donc été écrit en pensant à tous ceux qui se demandent "à quoi ça sert les maths?" et pour qui la signification profonde de cette discipline est occultée par sa difficulté technique. Il s'adresse à toute personne concernée de près ou de loin par les mathématiques : mathématiciens, physiciens, biologistes, économistes, etc. Vous trouverez donc :

• 150 thèmes d'étude, des plus anciens aux plus modernes : musique pythagoricienne, hypothèse de Riemann, prix d'équilibre, symétries en physique, courbes de Bézier, diffraction, optique linéaire, taux d'intérêts, loxodromies, croissances de populations, fractales, chaos, transformée de Fourier, probabilités, relativité, etc.
• des rappels de cours couvrant l'essentiel des connaissances nécessaires à l'honnête homme et au futur scientifique: mathématicien, physicien, biologiste, économiste... émaillés de rappels sur l'histoire des sciences.
• 350 illustrations correspondant à autant de fichiers Excel, Chamois, Maple téléchargeables sur le site: http://promenades-mathematiques.net.

Les raccourcis et omissions pratiqués lors d'exposés sont bien pires que ceux qu'on trouve dans les textes écrits. Des recensions humoristiques de ces abus ont plusieurs fois été proposées. En voici une, largement inspirée par celle de la revue Plot (APMEP Orléans-Tour, n° 86).

• Démonstration par l'évidence : "La démonstration est triviale" ; "Immédiat à partir des définitions" ; "On obtient sans peine que..." ; "On voit que..."
• Démonstration par la confiance : "Vous n'avez qu'à essayer, vous verrez, ça marche". Variante : "Je l'ai démontré hier chez moi, aucune difficulté."
• Démonstration par consensus : "Tous ceux qui sont d'accord lèvent la main". Variante encore plus efficace : "Tous ceux qui ne sont pas d'accord lèvent la main."
• Démonstration par commodité dénommée "nos désirs sont des réalités" : "Ce serait si beau si c'était vrai, donc..." (Redoutablement dangereuse.)
• Démonstration par nécessité : "Ça doit être vrai, sinon toutes les mathématiques s'effondreraient." Variante : "Le cas contraire contredirait un résultat bien connu qui ne peut pas être faux." (Peu de travail est nécessaire pour en tirer une bonne vieille preuve par l'absurde.)
• Démonstration par plausibilité : "Ça a l'air bon, donc ça doit être vrai." (Très utilisé pour évaluer le résultat d'un long calcul ; ne pas en abuser.)
• Démonstration par intimidation : "Ne soyez pas stupide! Bien sûr que c'est vrai." Variantes du débutant : "Même un débutant sait ça" ; "Vous l'avez vu en sixième"." Variante du devoir pour demain : "Ceux qui en doutent feront la démonstration pour demain sur une feuille qu'ils me rendront." Variante du tableau : "Si quelqu'un a des doutes, il passe au tableau le démontrer."
• Démonstration par manque de temps : "Il ne me reste pas assez de temps, vous ferez la démonstration vous-même."
• Démonstration par complexité : "La démonstration est trop compliquée pour être donnée ici." Variantes : "Je ne peux pas vous le faire, car ça fait partie du programme de l'année prochaine." "J'ai fait le calcul en 1985, c'est assez pénible, je n'ai pas envie de le refaire."
• Démonstration par accident : "Tiens, tiens, qu'avons-nous là..." (En fait, tout était calculé par avance pour obtenir le résultat prétendument inattendu.)
• Démonstration par la définition dite méthode du postulat d'Euclide : "On le définit comme vrai." (En abuser risque de diminuer l'intérêt de votre cours.)
• Démonstration par la tautologie : "C'est vrai, parce que c'est vrai." (Risque de vous faire perdre du crédit, mieux vaut utiliser une des autres méthodes.)
• Démonstration par référence : "Comme c'est établi à la page 289 du ..." (Là encore, si vous en abusez, vous viderez votre cours de sa substance.)
• Démonstration par perte de référence : "Je sais que j'ai vu la démonstration quelque part." (Même si c'est du bluff, préférez la méthode précédente.)
• Démonstration par manque d'intérêt : "Y a-t-il quelqu'un qui souhaite vraiment voir la démonstration?" Variante en combinant avec la démonstration par complexité : "La démonstration est longue et pénible. Est-ce que je la fais?" Variante dite du calcul merdique : "En général, quand je me lance dans ce calcul, je me plante. On y va?"
• Démonstration par obstination : "Vous pouvez croire ce que vous voulez, moi je vous dis que c'est vrai." Variante du contre-exemple : "Trouvez-moi un contre-exemple, en attendant je considère que c'est vrai." (Contraire à la déontologie la charge de la preuve ne serait pas à celui qui affirme.)
• Démonstration par analogie : "C'est la même chose que..." ; "Il suffit de s'inspirer de..." "On procède comme pour..." (Moyen efficace d'obtenir des résultats faux : le procédé a coûté cher à de nombreux mathématiciens.)
• Démonstration par autorité : "Borsnbuch l'a dit." Variante dite de l'ascenseur : "J'ai rencontré Borsnbuch dans l'ascenseur, et il est d'accord."
• Démonstration par renvoi multiple : "On conclut en combinant les lemmes 1, 3, 8 et 15 avec le théorème 12, puis en utilisant les propositions 7, 9 et 21."
• Démonstration par appel à l'opinion publique : "Si c'était vrai ça se saurait, donc c'est faux..." (Contrairement aux apparences, ce procédé marche bien, car les résultats simples qui n'ont pas été démontrés sont généralement faux.)