Le blog-notes mathématique du coyote

Saviez-vous que les policiers américains ont accès sur leurs tableaux de bord à des prédictions d’infractions ? Que le syndicat des juges français s’est récemment indigné de l’utilisation d’algorithmes dans le traitement des données liées aux décisions de justice ? Dans de nombreux domaines les algorithmes et leurs applications progressent sans cesse. On entend dans la bouche des ingénieurs de la R&D de Google ou d’IBM de curieux discours aux accents prophétiques, que l’on croirait tirés des romans d’Asimov ou de Philip K.Dick sur ce que sera le monde et l’humain du futur.
Mais tout ceci est bien sérieux, et nul besoin de s’en convaincre quand on sait que ces pitchs exaltés sont prononcés devant des parterres d’investisseurs aux portefeuilles gonflés. Et ces avancées concernent tout aussi bien le domaine public.
À la racine de ces projets, on trouve souvent une utilisation d’algorithmes complexes. La clé de l’utilisation de ces formules réside dans l’analyse réussie d’un ou plusieurs ensembles de données permettant de déterminer un choix ou préconiser une action. Bienvenue dans l’univers des predictive analytics, un domaine où l’algorithme est roi. Ci dessous, 6 exemples de prédictions algorithmiques.

Lire l'article sur epochtimes.fr

Des chercheurs s’intéressent aux probabilités derrière les championnats de football et tentent de comprendre dans quelles situations la victoire finale d’équipes modestes est possible.
Le 7 mai 2016, le monde du football était en émoi : Leicester City se couronnait championne de la « Premier League » pour la première fois, deux ans seulement après avoir rejoint l’élite anglaise. Petite équipe au budget limité, sans grandes stars parmi ses joueurs, elle devançait les clubs de Manchester, Chelsea et autres Arsenal. Preuve qu’au foot, David peut encore battre Goliath. Talent fou ? Méforme des grosses cylindrées ? Coups de chance à répétition ? Une chose est sûre : le hasard fait aussi partie du football. Et qui dit hasard, dit mathématiques.

Lire l'article de Sebastián Escalón sur le journal du CNRS.

Quelle taille devrait atteindre mon enfant lorsqu'il sera adulte ? La réponse à cette question n'est pas exacte mais statistique. Elle est donnée par une équation appelée formule de Tanner. Mais d'autres facteurs peuvent influencer la taille définitive de votre enfant.
Le résultat à la formule de Tanner est nommé « taille cible parentale », cette équation permet de se donner une idée de la taille qu'aura l'enfant par rapport à la taille de ses parents.
Elle se calcule à l'aide de la formule de Tanner, laquelle s'appuie sur la taille des parents.

• Taille cible garçon : (taille de la mère en cm + taille du père en cm + 13) divisé par 2
• Taille cible fille : (taille de la mère en cm + taille du père en cm – 13) divisé par 2

Source : Science étonnante

Pour ceux qui l'ignorent, rappelons que Pac-Man est un petit personnage jaune qui déambule dans un labyrinthe en espérant fuir de vindicatifs et voraces fantômes. En réalité, il y a également une histoire de pilule qui rend invincible mais nous oublierons ce détail pour respecter les lois antidrogue.
Pour un mathématicien, le jeu se présente un brin différemment : on se donne le labyrinthe sous forme d'un graphe connexe fini. Un graphe est un ensemble de positions, appelées sommets, reliées par des arêtes que l'on parcourt toujours dans le même intervalle de temps, indépendamment de la longueur sur le dessin (connexe veut simplement dire qu'il est d'un seul tenant).

Lire l'article de Roger Mansuy sur larecherche.fr

Les mathématiques sont utiles pour résoudre des problèmes concrets ! Un exemple : vous voulez améliorer votre performance en course à pied. Quelle est la meilleure manière de procéder ?

Écoutez la réponse de la chercheuse Amandine Aftalion en podcast audio.

Le nombre d’or ou « divine proportion » représente parait-il le rapport le plus esthétiquement parfait que l’on puisse trouver dans la nature, dans les monuments antiques, les œuvres d’art célèbres ou un simple rectangle.

Lire l'article du Dr Goulu sur Pourquoi Comment Combien.

LEGO. Outre le plaisir de manipuler ces petits objets de couleur et de construire des châteaux en les empilant convenablement, ces fameuses briques posent des défis mathématiques de taille. L’objectif de ce texte est d’en présenter un en particulier, bien simple à énoncer : combien d’empilements différents peut-on créer avec N briques similaires ?

Lire l'article de Fabien Pazuki sur Images des Mathématiques.

Le kaléidoscope est un tube formé d’un agencement de miroirs qui contient des fragments de verre colorés, mobiles, aux formes variées. À chaque secousse, il offre une figure différente. Sa conception repose sur deux principes : les propriétés de réflexion de la lumière et les lois de composition des symétries.

Lire l'article de Serge Cantat sur Images de Mathématiques

Julien Guyon est polytechnicien, docteur en mathématiques appliquées de l’École des ponts, analyste quantitatif, professeur associé aux départements de mathématiques de l’Université de Columbia et de NYU, et amateur de football. Alors que le tirage au sort de la compétition il démontre scientifiquement, pour « Le Monde », comment les Bleus partent avec un avantage sur leurs adversaires.

Lire l'article sur Le monde.fr

Est-il possible d'inventer automatiquement des mots nouveaux qui sonnent bien ? Oui, grâce à un peu de statistiques et aux chaînes de Markov !

Source : Science étonnante

Les jeux ne sont pas encore faits, mais une prédiction mathématique a déjà calculé les probabilités que chacune des équipes atteigne le tour suivant. Et qu’elles remportent la Coupe.
A coup presque sûr, la Nouvelle-Zélande sera en finale de la Coupe du monde de rugby. Elle a en tout cas 63,5% de chances d’atteindre cette position, selon la Royal Statistical Society, le centre de statistiques britannique. C’est la nation qui a la probabilité la plus élevée d’aller en finale, mais aussi le plus de chances – avec une probabilité de 46,8% – de la remporter, si l’on en croit les chiffres.

Probabilités et incertitudes

Donc, “il y a encore plus de 50% de chances qu'une autre équipe soit couronnée”, souligne Niven Winchester, économiste au Massachusets Institute of Technology (MIT), dans les colonnes de Significance, le magazine officiel de la Royal Statistical Society et de l’American Statistical Association.En s’appuyant sur l’algorithme rugbyvision.com de notation des matchs internationaux de rugby qu’il a mis au point, l'économiste a construit un système de “prédictions” lui permettant d’estimer les probabilités que chacune des équipes du tournoi a d’atteindre les quarts de finale, les demi-finales, la finale, de devenir championne, mais aussi de caractériser l’incertitude quant à ces prédictions.

Finale : la Nouvelle-Zélande contre l’Irlande

“L'Irlande a 62,1% de chances d’aller en demi-finale, 27,7% d’aller en finale, et 9,2 % de gagner la compétition, dévoile le magazine. L'Irlande devra probablement battre l'Angleterre en demi-finale et la Nouvelle-Zélande en finale pour remporter la Coupe.”
Et, parmi les équipes participant à la Coupe du monde de rugby 2015 mais qui ne jouent ni dans le Tournoi des six nations ni dans le Rugby Championship (l'équivalent des Six Nations pour les pays du Sud), “ce sont les Samoa qui sont le plus susceptibles d’aller au-delà des phases de poule avec 30,9% de chances de se qualifier pour les quarts de finale”, prévoit Significance. Les paris sont ouverts !

Source : Carole Lembezat, Courrier International

P.S. Moi, je parie sur l'Irlande...

La sonde New Horizons, qui passera au plus près de Pluton et Charon le 14 juillet 2015, a commencé à observer la surface de ces deux corps. L'engin spatial est encore à 18 millions de kilomètres de sa cible mais de subtiles techniques de traitement d'images révèlent des détails sur les photographies prises par le télescope Lorri. Découvrez la magie de la déconvolution.
Tous les instruments d’optique, du microscope au radiotélescope, que ce soit dans le visible ou dans l’infrarouge, introduisent des déformations, des perturbations dans l’image d’un objet. De sorte qu’il n’est pas facile de dire a priori si celle que l’on forme sur un capteur, par exemple CCD, n’introduit pas ou ne détruit pas des informations qui n’ont rien à voir avec le véritable aspect de cet objet. Heureusement, les mathématiciens ont développé des méthodes dites de déconvolution qui séparent dans le signal collecté par un instrument de mesure la part qui est due à cet instrument et celle qui revient en propre à l’objet étudié.
La déconvolution fait intervenir la fameuse théorie des séries et des transformées de Fourier ainsi que la théorie des distributions de Laurent Schwartz. On peut avoir une idée de ces théories en consultant l’ouvrage du médaillé Fields : Méthodes mathématiques pour les sciences physiques, ou encore celui de Walter Appel : Mathématiques pour la physique et les physiciens !

Ces images, prises avec le Long Range Reconnaissance Imager (Lorri) de New Horizons, présentent de nombreuses caractéristiques à grande échelle sur la surface de Pluton. Ces clichés ont été traités à l’aide d’une méthode appelée déconvolution afin d’obtenir des détails plus précis de la surface de Pluton. En contrepartie, elle déforme la planète naine qui semble ne plus être sphérique. © Nasa, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute
Des images « déconvoluées » de Pluton et de Charon

Cette technique de déconvolution, les membres de la mission New Horizons l’utilisent pour étudier les observations faites avec l’instrument Lorri (Long Range Reconnaissance Imager), un télescope fournissant des images monochromes. Cette technique introduit parfois des artefacts dans les images, montrant ainsi des détails qui n’existent pas. Mais, utilisée avec doigté, elle révèle désormais la surface de Pluton et de sa lune principale, Charon.
Selon Jeff Moore, l’un des membres de l’équipe d’imagerie de la mission New Horizons : « la détection sans ambiguïté de terrains sombres et brillants sur la surface à la fois de Pluton et Charon indique la présence d’une grande variété de paysages sur ces deux astres. Par exemple, la frange brillante que nous voyons sur Pluton pourrait être formée de matériaux gelés qui se sont déposés après s’être évaporés d’une calotte polaire qui est maintenant en été ».
Alan Stern, le chercheur du Southwest Research Institute (Boulder, Colorado) à la tête de la mission New Horizons, ne cache pas quant à lui son enthousiasme : « Ce système est tout simplement incroyable. L’équipe scientifique est en extase devant ce que nous voyons sur l’hémisphère de Pluton dont nous allons nous approcher au plus près ». Stern ne cache pas non plus son étonnement devant la découverte de terrains sombres à l’un des pôles de Charon. Les scientifiques n’ont pour le moment aucune explication. Ces corps lointains nous réservent à coup sûr des surprises...

Source : Laurent Sacco, Futura-Sciences

Le professeur au département des sciences informatiques à l'Université de la Colombie-Britannique (UBC), Robert Bridson, recevra samedi un Oscar pour ses contributions à différents films au cours de 13 dernières années.

Il a toutefois admis vendredi que son discours de remerciement n'était pas encore tout à fait au point. « J'ai 45 secondes et c'est difficile de tout dire [en si peu de temps] », a-t-il lancé.
Robert Bridon est récompensé par l'Académie des arts et des sciences du cinéma pour avoir développé un programme mathématique permettant d'élaborer des effets spéciaux qui ont l'air très réels. Ce programme a permis de créer des scènes dans des films bien connus, dont Le Hobbit, Avatar et Gravité.
« Il faut que ça semble vrai et la meilleure façon de faire ces choses est d'aller vers les vraies lois de la physique et des mathématiques qui sont dans la nature pour simuler » Il espère que son prix incitera les jeunes passionnés par les films à envisager des études en mathématiques.

Source : Ici Radio-Canada