Le blog-notes mathématique du coyote

Par Laurent Busslinger, 24 Heures, le 21 Juin 2007

Le taux de réussite des Vaudois à l’EPFL a dégringolé. En cause: le manque de connaissances en mathématiques.

Le taux de succès des étudiants vaudois en première année de l’EPFL s’est effondré. Pour 2004-2005, 77 élèves sur les 147 qui s’étaient présentés pour la première fois à l’examen propédeutique l’avaient réussi, soit un taux de 52,4%. Cela alors que la performance globale de tous les débutants de l’école était de 54,2%, et celle des Suisses de 53%. Pour 2005-2006, ils n’étaient plus que 69 Vaudois sur 167 à réussir leur première année, soit un taux de succès tombé à 41,3%. Bien en dessous de la performance générale (52,7%) et de celle des Suisses (46%).

Ces chiffres sortent d’une étude encore confidentielle, initiée pour mesurer l’arrivée dans la Haute Ecole des porteurs de la nouvelle maturité fédérale, qui a remplacé les anciennes sections (scientifique, classique, etc.) par des options (maths-physique, biologie-chimie, économie-droit, etc.). 24 heures a pu trouver les données concernant Vaud, et tous les Départements de la formation des cantons amenant à l’EPFL un échantillon suffisant d’étudiants ont été informés de leurs performances. Mais ils les gardent pour eux. Une publication n’étant pour l’instant «qu’envisagée». «Ces chiffres sont entre leurs mains, nous ne les communiquons pas», dit le président de l’EPFL Patrick Aebischer.

Valais et Fribourg en tête

Car c’est aussi dans les comparaisons que le bât blesse. D’après ce que nous avons quand même pu apprendre, Vaud n’enregistre pas seulement une baisse significative de la performance de ses élèves, mais est décroché par ses voisins. Grosso modo, les étudiants fribourgeois qui entrent à l’EPFL collent toujours à la moyenne suisse, avec, il est vrai des effectifs bien inférieurs à ceux des Vaudois. «Il n’y a pas chez nous de différence entre l’ancienne et la nouvelle maturité», lâche Nicolas Renevey, chef du service de l’enseignement fribourgeois. La performance des Valaisans, là encore avec de faibles effectifs, est significativement supérieure à la moyenne suisse y compris en 2006.

Patrick Aebischer, lui, s’en tient à des généralités: «Entre ancienne et nouvelle maturité, nous constatons une détérioration». Principal souci, la scission de l’ancienne section scientifique entre maths-physique et biologie-chimie: «Dans cette dernière, la base mathématique n’est plus suffisante.» Sans compter que s’ils n’ont pas choisi au gymnase l’option complémentaire des mathématiques renforcées, les élèves vont ramer doublement à l’EPFL. Ainsi, moins d’un quart des Vaudois qui se sont limités aux mathématiques standards ont passé leur première année. «Si l’on ne veut pas faire de sélection à l’entrée, il faut que les maturités soient des passeports vraiment valables, centrés sur ces savoirs fondamentaux que sont la langue maternelle, une ou deux langues étrangères, l’histoire, les mathématiques», poursuit Patrick Aebischer. Qui ajoute: «Sans se disperser, et avec assez d’heures d’enseignement.»

Trop éclectique?

Et c’est peut-être là que Vaud doit s’interroger. A Fribourg comme en Valais, l’enseignement secondaire (collège?+?gymnase) dure sept ans. Dans le canton de Vaud six ans, alors que les programmes vaudois ne cessent de se diversifier, qu’on s’aventure dans le droit matrimonial, l’informatique, etc. En attendant la publication complète des comparatifs de l’EPFL, avec toutes leurs nuances, il y a apparemment déjà là une piste de recentrage.

La revue L'Enseignement Mathématique est maintenant numérisée sur seals (swiss electronic academic library service).
Cette revue internationale a été fondée en 1899 par l'organe officiel de la Commission Internationale de l'Enseignement Mathématique (CIEM/ICMI). L'une des caractéristiques très originales des débuts de cette revue a été une série d'articles sur l'enseignement des mathématiques dans différents pays. L'ambition d'internationalité de la revue s'est affirmée jusqu'à publier des articles ou chroniques en espéranto. On mentionnera aussi des textes sur le rôle social de la science et une grande enquête sur la méthode de travail des mathématiciens. Dans le style propre à cette époque, les fondateurs déclarent (dans un message adressé aux lecteurs en 1904) avoir construit «un instrument de progrès scientifique universel, de solidarité confraternelle».

L'AMQ (Association Mathématique du Québec) édite quatre bulletins par an qui sont disponibles sur leur site.

Les 60 fiches mathématiques paraissaient chaque lundi dans le Soir, créées par Luc de Brabandere et Christophe Ribesse. Il s'agit d'une approche créative de concepts mathématiques. Vous pouvez les télécharger au format PDF.

En mai 2000, année des mathématiques, le CNRS publiait un numéro spécial de CNRS INFO, revue apparemment défunte qui était destinée aux médias. On y trouve une bonne vingtaine d'articles sur les mathématiques.

On trouve dans le no 407 de La Recherche (avril 2007) un dossier sur les problèmes difficiles en mathématiques.

Intéressant article de Jean-Paul Delahaye dans Pour la Science du mois d'avril 2007.
Le problème de l’ange du mathématicien anglais John Conway est un casse-tête concernant le confinement d’un pion se déplaçant sur un échiquier. Cette énigme appartient à une catégorie de jeux inventés par David Silverman et Richard Epstein à la fin des années 1940. Voyons son énoncé. Un ange, qui occupe une case d’un échiquier infini à cases carrées, se déplace comme le roi du jeu d’échecs : d’une case vers la droite, ou vers la gauche, ou vers le haut ou vers le bas ou en diagonale. L’ange cherche à échapper au démon qui, à chaque coup, détruit une case de son choix de l’échiquier (différente de la case où l’ange est placé). Le démon commence, puis l’ange et le démon jouent à tour de rôle. Le but du démon est de coincer l’ange, c’est-à-dire de l’emprisonner au centre de huit cases détruites. Le but de l’ange est d’échapper indéfiniment au démon. Aucun élément de hasard n’étant présent dans le jeu, l’un des deux joueurs possède une méthode lui assurant de gagner : ou l’ange est confiné ou il ne l’est pas. Lequel des deux gagne et comment doit-il procéder ?

A lire :

• The Angel Problem, par John H. Conway
• The Angel Problem, par Oddvar Kloster
• The angel game in the plane, par Brian H. Bowditch
• The Angel of power 2 wins, par Andras Mathé

L. A. V. Carvalho a publié un article, intitulé "On some contradictory computation in multi-dimensional analysis", publié dans Nonlinear Analysis. Cet article prétend prouver les choses suivantes : "les mathématiques multi-variables sont contradictoires avec l'arithmétique", "une rotation d'angle qui n'est pas un multiple entier de pi/2 est contradictoire avec l'arithmétique", "la théorie des nombres complexes est contradictoire", et enfin "les transformations de Lorentz sont contradictoires, sauf si la vitesse est nulle". Outre les curiosités de langage comme "mathématiques multi-variables", ce papier proclame finalement, et en toute modestie, que les mathématiques et la physique post-newtonienne, soit une partie substantielle de tout le savoir humain, sont absurdes. Il s'avère que ces nouvelles fantastiques sont le fruit d'une erreur grotesque...
Il y a évidemment de quoi rire et croire à un poisson d'avril. Il ne semble pourtant pas que ce soit le cas, ou alors celui-ci est préparé de longue date (l'article est paru en 2005). Quoi qu'il en soit une chose est certaine, l'article est paru dans une revue sérieuse, et en belle et nombreuse compagnie puisque le numéro en question de Nonlinear Analysis est consacré aux actes du 4e congrès mondial des analystes non-linéaires. En fait on tient là un début d'explication. Pour ce genre d'événement de nombreux chercheurs, en particulier des jeunes, soumettent leur papier en espérant avoir l'honneur d'une présentation orale de quelques minutes, ou plus modestement d'un poster affiché dans le hall. Les organisateurs, débordés de demandes, n'ont pas le temps nécessaire pour vérifier la solidité de tous ces articles. Le papier de L.A.V. Carvalho semble prouver qu'ils n'ont même pas le temps de les lire en diagonale. Il est cependant étonnant que l'article ait été publié par la suite avec les autres, compte tenu de l'énormité de ce qu'il affirme et qui n'est même pas caché derrière un jargon impénétrable. Cela pourrait signaler, comme j'en suis d'ailleurs persuadé, qu'il ne s'agit donc que de la partie émergée de l'iceberg...

Extrait du blog Mathéphysique (30 mars 2007)

LE PETIT VERT est le bulletin de la régionale Lorraine A.P.M.E.P.
Né en 1985, il complète les publications nationales que sont le bulletin (le 'Gros' Vert), PLOT et le BGV. Il paraît quatre fois dans l’année (mars, juin, septembre et décembre).
Son but est d’une part d’informer les adhérents lorrains sur l’action de la Régionale et sur la "vie mathématique" locale, et d’autre part de permettre les échanges entre les adhérents.
On y trouve un éditorial (rédigé par un membre du Comité) et diverses annonces, les rubriques "problèmes", "dans la classe" et "maths et médias", et parfois une "étude mathématique". Il est alimenté par les contributions des uns et des autres, et chacun d’entre vous peut y écrire un article.

Roger B. Nelsen est un spécialiste des preuves sans mots. Il a d'ailleurs écrit deux ouvrages sur le sujet. Il met à disposition sur son site ses articles récents, dont plusieurs preuves sans mots.
Ces preuves peuvent s'utiliser en classe. On en trouve régulièrement dans Mathematics Magazine.
On trouve sur le site d'Angel Plaza de la Hoz une superbe version animée d'une preuve sans mots à propos des sommes alternées de carrés de nombres impairs.

Mathadore est un hebdomadaire gratuit canadien en français portant sur l'enseignement des mathématiques.

Lien entre l'enseignement secondaire des Mathématiques et l'Université, L'Ouvert propose à ses lecteurs: des articles sur les recherches récentes; des textes sur l'histoire des mathématiques; des synthèses sur les questions didactiques; des comptes rendus d'activités et d'expérimentations avec les élèves; des problèmes pour stimuler le plaisir de chercher ; des informations sur l'enseignement des mathématiques en Europe; des nouvelles des groupes de l'IREM et le point sur leurs recherches; les sujets (et les corrigés) du célèbre Rallye Mathématique d'Alsace.
L'Ouvert accueille volontiers, de toutes les académies, les propositions d'articles et d'illustrations pour les couvertures.

Voici Images des Mathématiques 2006. Ce numéro rassemble des articles dont l’ambition est de faire connaître, de manière précise et attrayante, des mathématiques en train de se faire, à des lecteurs scientifiques, en particulier des étudiants en mathématiques. L’exercice est difficile et les auteurs s’y sont soumis avec brio ! Ce numéro est disponible sur le site Web du CNRS à l’adresse :
http://www.math.cnrs.fr/imagesdesmaths/IdM2006.htm
Rappelons que le précédent numéro d’Images des mathématiques 2004 est toujours disponible à l’adresse :
http://www.math.cnrs.fr/imagesdesmaths/IdM2004.htm
Ce numéro comporte 28 articles classés, suivant la tradition du milieu, selon l’ordre alphabétique des auteurs. Parmi ces articles, un certain nombre reviennent sur l’œuvre de collègues éminents, et qui ont été à l’honneur récemment : H. Cartan à l’occasion de son centenaire, A. Connes avec la médaille d’or du CNRS, J.-P. Serre pour le prix Abel et tout récemment W. Werner, médaille Fields et premier probabiliste à recevoir cette distinction ; ou de grandes figures historiques récemment disparues, fondateurs de nouvelles branches des mathématiques : J.-L. Lions et R. Thom. On trouvera aussi dans ce numéro des articles historiques reliés à des mathématiques actuelles : une note sur L. Bachelier autour du mouvement brownien, et un texte sur H. Poincaré, à l’occasion de sa célèbre conjecture, qui constitue d’ailleurs le sujet d’un autre article.
Ce numéro témoigne de l’unité des mathématiques, de leur ouverture vers d’autres disciplines (citons dans le désordre économie, physique, mécanique céleste, informatique, imagerie, …) ainsi que du dynamisme des mathématiciens français, comme en témoigne la médaille Fields de W. Werner, après celle recue par L. Lafforgue en 2002.

Un article intéressant, au moment où nos élèves vont rendre leur travail de maturité : Le plagiat et autres types de triche scolaire à l'aide des technologies : une réalité, des solutions, par Nicole Perreault.

La brochure « Zoom sur les métiers des mathématiques » est l’initiative de quatre associations : la Société de Mathématiques Appliquées et Industrielles (SMAI), la Société Mathématique de France (SMF), la Société Française de Statistique (SFDS) et l’association Femmes et Mathématiques. Le projet a été coordonné par Brigitte Lucquin et réalisé en partenariat avec l’Onisep.
Cette brochure présente une galerie d’une vingtaine de portraits de jeunes femmes et hommes récemment engagés dans la vie active dans des métiers essentiellement hors enseignement et recherche universitaire - pour lesquels une formation mathématique de base joue un rôle fondamental.
Elle vise un public de collégiens, de lycéens, d’étudiants ainsi que leurs parents, leurs professeurs et des responsables d’orientation et de formation.

Télécharger la brochure « Zoom sur les métiers des mathématiques » (format PDF 6 Mo).

Encore un article intéressant de Jean-Paul Delahaye dans la revue Pour la Science de janvier 2007 : L'étonnante loi de Benford. Le « 1 » apparaît en premier bien plus souvent que les autres chiffres! Ce phénomène est imparfaitement expliqué, mais il permet de dépister les tricheurs. Cette loi est tout à fait présentable en classe et étonne toujours les élèves (et pas seulement eux). On peut les impliquer pour "récolter" des nombres qu'ils analyseront exploiter en classe, comme je le fais depuis plusieurs années.
Notons enfin que Delahaye cite un article de Paul Jolissaint, qui travaille dans mon lycée.

Intéressant article de Jean-Paul Delahaye dans le numéro 360 de la revue Pour la Science (décembre 2006) sur le lemme de Burnside (qui n'est d'ailleurs pas de lui). Ce lemme est utile pour le dénombrement, par exemple pour calculer le nombre de façons différentes de colorier les faces d'un cube avec k couleurs. Et comme toujours, l'auteur présente ce lemme de manière compréhensible!

A voir : Wikipedia : Burnside's lemma et Applying Burnside's lemma to a one-dimensional Escher Problem

Lorsque l’on pense aux débuts de l’informatique, viennent à l’esprit d’énormes ordinateurs décorés d’une multitude de câbles, meublant des pièces entières. Pourtant, derrière ces mastodontes se cache une machine… de papier. En 1936, alors que les rares machines à calculer déjà construites peinent à donner le résultat pour lequel elles ont été conçues, un étudiant britannique de 24 ans, Alan Turing, imagine une machine d’une simplicité enfantine, mais d’une puissance colossale : constituée d’un ruban, d’une tête de lecture et d’une liste d’instructions, celle-ci réalise tout ce qui peut être mis sous la forme d’un algorithme. La multitude des machines devient une : l’ordinateur est né.
Qui est ce jeune homme et comment a-t-il conçu une idée aussi ingénieuse ? Telles sont les questions auxquelles Jean Lassègue, chargé de recherche au CNRS attaché au Centre de recherche en épistémologie appliquée de l’École polytechnique, répond ici, nous entraînant sur les traces d’un scientifique qui avait tout pour lui, sauf d’être homosexuel dans une Angleterre conservatrice. Se dessine alors un parcours des plus romanesques : en à peine 20 ans, Turing obtint des résultats révolutionnaires dans des domaines aussi variés que les mathématiques, la logique, la construction des premiers ordinateurs ou la morphogenèse biologique. Pendant la Seconde Guerre mondiale, au départ quasi seul, il décoda les messages cryptés de la marine allemande. Ces gloires ne suffirent pas, toutefois, à racheter, aux yeux de la justice anglaise, son attirance pour les hommes : condamné à la castration chimique, Turing, à bout de ressources, tira sa révérence dans la fleur de l’âge.
À côté de ce pèlerinage aux sources de l’informatique, ce numéro vous propose de découvrir les mathématiques indiennes de l’époque médiévale, de suivre le parcours de Joseph Norman Lockyer, un pionnier de l’astrophysique qui renouvela la vision des sciences au XIXe siècle, de rechercher la recette du parfait énoncé de concours, ou encore de goûter au raffinement de l’illustration scientifique du XVIIIe siècle.

Voir le sommaire.

On trouve de plus en plus de livres et de revues numérisés sur le web. La DML (Digital Mathematics Library) propose des centaines d'articles, provenant de dizaines de revues mathématiques.

Comme chaque année, Theoni Pappas sort son calendrier mathématique. A chaque jour de l'année correspond un petit problème dont la réponse est la date du jour. L'année passée, le mensuel La Recherche en avait publié une version française. Je ne sais pas si c'est prévu pour 2007.