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.

lundi 10 juillet 2017

Tu bois du light ? T’es foutu !

lundi 3 juillet 2017

Yves Meyer a reçu le Prix Abel

A 77 ans, le mathématicien Yves Meyer a reçu des mains du roi de Norvège le Prix Abel, une récompense équivalant au Nobel. Sa théorie des ondelettes a révolutionné le traitement des sons et des images numériques.

Le Temps: Votre théorie des ondelettes est devenue incontournable dans de nombreux domaines. Qu’est-ce au juste?

Yves Meyer: Les ondelettes sont un outil mathématique grâce auquel nous pouvons explorer notre environnement au-delà de nos sens. Par exemple, certaines d’entre elles complètent notre vision et nous offrent à voir des détails invisibles pour nos yeux. La personne qui a perçu l’utilité de cette méthode était un géophysicien, Jean Morlet, qui travaillait comme ingénieur de recherche chez Elf Aquitaine, aujourd’hui Total. C’était un visionnaire, mais pas un mathématicien. Il voulait se servir des ondelettes pour analyser les données sismiques afin de trouver du pétrole dans le sol. Il n’a pas réussi à développer les algorithmes capables de donner une utilisation rapide. C’est ce que j’ai apporté à l’aide de collaborateurs.

– Les ondelettes ont un nombre exceptionnel d’applications. Lesquelles vous semblent les plus intéressantes?

– Elles ont été remarquablement utilisées par un statisticien de Stanford, David Donoho, dont les algorithmes sont devenus une révélation pour le traitement des images. Ils ont servi de base aux astrophysiciens français qui ont pu reconstruire les images brouillées envoyées par le télescope Hubble lors de ses premières années de fonctionnement à cause d’un problème sur son miroir principal.
Plus récemment, le 14 septembre 2015 très exactement, l’interféromètre LIGO, aux Etats-Unis, a capté un signal qui, décomposé en ondelettes, a été rapidement identifié comme provenant de la coalescence de deux trous noirs. Il s’agissait de la première détection d’ondes gravitationnelles, qui ne sont pas des ondes électromagnétiques, mais des vibrations de la géométrie de l’univers. Ce qui signifie que nous pouvons écouter le cosmos en utilisant les mêmes ondelettes que celles utilisées pour l’algorithme de compression audio MP3.

– Dans l’industrie également, les ondelettes ont trouvé leur place…

– Oui. J’ai par exemple fait à Oslo une conférence dans les locaux de la société Petroleum Geo-Services, qui construit des modèles en 3D du sous-sol océanique pour trouver du pétrole et du gaz. On envoie pour cela des vibrations dans le sous-sol et on en enregistre l’écho en différents endroits pour estimer la position, la profondeur et la forme de la cavité des champs de pétrole ou de gaz. Avec les techniques modernes d’acquisition de signaux, les quantités de données à traiter sont souvent de l’ordre du térabyte. Cela représente un coût phénoménal en matière de stockage et de traitement. Les ondelettes, bien plus que les autres méthodes mathématiques, sont la meilleure solution pour réduire ce coût.

– Et dire que tout a commencé autour de la photocopieuse de l’Ecole polytechnique, près de Paris…

– En 1984, il n’y avait qu’une seule photocopieuse et nous faisions souvent la queue devant. Le directeur du centre de physique théorique, avec qui je discutais un jour en attendant mon tour, m’a fait passer un article d’Alex Grossmann dont il pensait que cela pouvait m’intéresser. J’ai pris le train pour Marseille pour commencer à travailler avec lui, Jean Morlet et Ingrid Daubechies. Il nous a fallu trois mois pour découvrir une base orthonormée d’ondelettes, ce qui a fait sauter un verrou et déclenché une joie immense. Le fait d’avoir une théorie unifiée a libéré les énergies, comme lorsque tout fleurit au printemps après l’hiver. Plusieurs centaines d’articles ont été publiés, il y a eu une sorte de folie collective. J’ai eu le Prix Abel pour cela, alors que d’autres travaux plus profonds m’ont pris plus de sept ans!

– Lors de la remise du Prix Abel, à Oslo, vous avez pu retrouver des mathématiciens dont vous avez largement inspiré les travaux, et qui soulignent tous votre disponibilité, votre générosité, ainsi que votre indépendance. Les clés de l’innovation?

– J’ai été très heureux d’écouter la conférence d’Emmanuel Candès, qui a été mon élève à Polytechnique. Il a expliqué la façon dont il a raccourci le temps passé par les enfants dans un scanner IRM. Il faut habituellement deux minutes pour obtenir une image de bonne qualité, durant lesquelles l’enfant doit être complètement immobile. Cela signifie qu’il faut utiliser une technique médicale qui l’empêche de respirer pendant ce laps de temps.
A l’aide des ondelettes, Emmanuel Candès, aujourd’hui professeur à Stanford, a mis au point un autre traitement d’image qui ne nécessite que 15 secondes d’immobilité. C’est un travail extraordinaire, que l’on peut faire si on ne suit pas les recettes reçues à la lettre. J’ai eu 50 étudiants en thèse, ils sont aujourd’hui ma famille. Je les encourage toujours à attaquer un problème par une autre perspective, à être originaux, ce qui est pour moi une obsession. Je déteste les règles et suis un amoureux de la liberté.

Source : Le Temps

dimanche 2 juillet 2017

Enseigner les mathématiques avec des jeux vidéo comme Minecraft

« Les jeunes ne voulaient plus quitter [l'école]. C'était le soir à cinq heures et les parents se plaignaient à la directrice en disant : "Je viens chercher mon enfant et il ne veut plus venir à la maison!" » Le professeur à la Faculté des sciences de l'éducation de l'Université de Montréal Thierry Karsenti explique comment l'école primaire Paul-Jarry, à Montréal, a réussi à rendre la résolution de problèmes mathématiques attrayante grâce à un jeu vidéo comme Minecraft.
S’il reconnaît que la technologie ne peut pas régler tous les problèmes liés au monde de l’éducation, le professeur estime que les écoles doivent en faire plus pour s’adapter à l’univers numérique. Il en va de leur devoir, puisque l’informatique et les algorithmes sont de plus en plus présents dans la société par le biais des téléphones intelligents et des ordinateurs.

Ecouter le podcast sur radio-canada.

vendredi 30 juin 2017

501 notions de maths que vous auriez dû apprendre à l'école


501 notions de maths que vous auriez dû apprendre à l'école
Quadrum Solutions, Sonia Mehta
Editions de Grenelle sas (2016)
255 pages

Présentation de l'éditeur
En plus des diverses formules et théories mathématiques, qui n'a jamais regretté de ne pas avoir appris à l'école les nombreuses - amusantes et légères - curiosités de cette matière ? Cauchemar pour beaucoup de petits et grands, les mathématiques ne font aujourd'hui plus peur à personne! 501 fiches vous emmènent à la (re)découverte de la plus vieille science du monde! Un livre facile à lire dédié à tous ceux qui souhaitent approfondir l'étude des mathématiques ou en parcourir l'histoire, des plus grands savants aux dernières théories, dans des chapitres passionnants et accessibles. L'ouvrage se compose de 501 fiches classées par thème, de l'invention des nombres à la naissance du 0, des mystérieux nombres Maya aux premières théories d'Archimède et Pythagore, de la séquence de Fibonacci à la relation entre mathématiques, danse et astrologie. En plus des définitions à caractères historique et scientifique, ce livre saura combler vos envies de curiosités et d'anecdotes divertissantes que vous auriez tant aimé retrouver dans vos manuels scolaires.

jeudi 29 juin 2017

Faites-les réussir en maths


Faites-les réussir en maths : De l'école à l'entrée au lycée
Armelle Géninet
Chronique Sociale (2015)
240 pages

Présentation de l'éditeur
Pour motiver les élèves à l’apprentissage des mathématiques, il est certes intéressant de leur en faire entrevoir des finalités concrètes, mais cela ne suffit pas ! Il est aussi important de leur faire découvrir leurs moyens intellectuels d’accès à ces finalités et de les entraîner à une utilisation optimale de leurs stratégies mentales. Ceci nous impose, à chaque étape, une démarche rigoureuse consistant à questionner à la fois l’activité mentale des élèves et les incontournables de l’accès aux objets mathématiques. Ce n’est que lorsque ces deux analyses sont abouties, éclairées aussi par les récentes découvertes de la neuroéducation, que nous pouvons concevoir des outils pédagogiques et didactiques en cohérence avec ces deux états des lieux et les demandes des programmes officiels. Cet ouvrage présente des propositions très concrètes d’outils et de protocoles d’actions. Les exemples présentés pour l’école, le collège et le début du lycée ont été choisis parce qu’ils sont liés à des difficultés récurrentes, les élèves faisant d’année en année les mêmes erreurs ; qu’ils correspondent à des thèmes qui préoccupent les enseignants et à leurs demandes en formation ; enfin, ce sont des apprentissages-clés pour une réussite à long terme : les erreurs des lycéens ayant très souvent leurs racines dans des apprentissages de base, à l’école et au collège.

mercredi 28 juin 2017

Secrets of Mental Math


Secrets of Mental Math
The Mathemagician's Guide to Lightning Calculation and Amazing Math Tricks
Arthur Benjamin, Michael Shermer
Three Rivers Press (2006)
304 pages

Présentation de l'éditeur
These simple math secrets and tricks will forever change how you look at the world of numbers.
Secrets of Mental Math will have you thinking like a math genius in no time. Get ready to amaze your friends—and yourself—with incredible calculations you never thought you could master, as renowned “mathemagician” Arthur Benjamin shares his techniques for lightning-quick calculations and amazing number tricks. This book will teach you to do math in your head faster than you ever thought possible, dramatically improve your memory for numbers, and—maybe for the first time—make mathematics fun.
Yes, even you can learn to do seemingly complex equations in your head; all you need to learn are a few tricks. You’ll be able to quickly multiply and divide triple digits, compute with fractions, and determine squares, cubes, and roots without blinking an eye. No matter what your age or current math ability, Secrets of Mental Math will allow you to perform fantastic feats of the mind effortlessly. This is the math they never taught you in school.

mardi 27 juin 2017

Les secrets du calcul mental


Les secrets du calcul mental
Tout le monde est capable de calculer en un clin d’œil

Pascal Imbert
CreateSpace Independent Publishing Platform (2014)
128 pages

Présentation de l'éditeur
Préparez-vous à changer votre regard sur les chiffres. Les astuces contenues dans ce livre vous apprendront à penser comme un génie des maths en peu de temps. Préparez-vous à vous étonner vous-même et à étonner vos amis avec des calculs incroyables que jamais vous n'auriez cru pouvoir maîtriser. Ce livre va vous apprendre à résoudre mentalement des opérations bien plus vite que vous ne pouvez l'imaginer, à améliorer considérablement votre mémoire des chiffres et, peut-être pour la première fois, à rendre les mathématiques ludiques. Vous apprendrez à résoudre mentalement des opérations complexes en apparence; tout ce dont vous avez besoin se trouve dans ce livre, concentré en quelques techniques très simples à maîtriser. Vous serez en mesure de réaliser diverses additions et soustractions, de multiplier et diviser rapidement des nombres à trois chiffres, de déterminer des carrés, tout cela en un clin d’œil. Quel que soit votre âge ou votre capacité de calcul actuelle, ce livre, écrit dans un langage simple et accessible de tous, vous permettra d'effectuer des prouesses mentales sans effort. Apprêtez-vous à découvrir les mathématiques telles qu'elles ne vous ont jamais été enseignées à l'école.

lundi 26 juin 2017

Harry Potter : l'énigme des potions - Micmaths

dimanche 25 juin 2017

Deux (deux?) minutes pour... le théorème de Jordan

samedi 24 juin 2017

Calculer sans neurone

Le physarum polycephalum est un champignon gélatineux de nos sous-bois humides. Cet organisme unicellulaire, dont la taille peut atteindre celle de la paume d’une main, étonne de nombreux scientifiques par sa capacité d’apprentissage. Son aptitude à trouver son chemin dans un labyrinthe, mise en évidence en biologie, modélisée via la physique et analysée par les mathématiques, ouvre de nouvelles perspectives en informatique.

Lire l'article de Xavier Goaoc sur Images des mathématiques

mercredi 21 juin 2017

Pythagore et mixité

Comment des objets mathématiques très anciens et de nature élémentaire continuent de défier les mathématiciens d’aujourd’hui.
Dans cet article Shalom Eliahou et Jean Fromentin s'adonneront à leur passe-temps favori : colorier les entiers tout en respectant certaines contraintes fixées d’avance. Activité ludique, certes, mais aussi source de défis considérables pour la recherche mathématique.

Lire leur article sur Images des mathématiques.

lundi 19 juin 2017

Le problème des mariages stables

dimanche 18 juin 2017

La géométrie dans le monde végétal


La géométrie dans le monde végétal
Elisabeth Dumont
Editions Eugen Ulmer (2014)
191 pages

Présentation de l'éditeur
Dans ce livre, l'auteur explore ces formes géométriques autour desquelles les plantes se construisent et qui contribuent au sentiment de beauté que nous éprouvons à les contempler. Mais si le regard perçoit des figures géométriques, il perçoit aussi des irrégularités. La disposition des pétales d'une fleur, les attaches des feuilles sur la branche semblent à la fois régulières et aussi toujours imparfaites, toujours nouvelles. C'est cette tension entre ces pôles contradictoires, celui des figures théoriques, idéales, et celui de la réalité des plantes, qu'explore aussi l'auteur. Ce livre, qui donne à voir et à comprendre, vous permettra de mieux apprécier la fascinante beauté des plantes.

vendredi 16 juin 2017

Prépare ta Prépa


Prépare ta Prépa
De la TS vers les classes préparatoires
Frédéric Salasca
preparetaprepa (2017)

Présentation de l'éditeur
Ce livre est un cahier de cours destiné aux élèves de terminale S qui envisagent une poursuite d'études en classe prépa.
Son achat donne accès à une plateforme d'enseignement Moodle sur laquelle vous trouverez les vidéos qui permettent de compléter le cours ainsi que la correction des exercices proposés. L'objectif est d'offrir, à partir du programme de TS, un premier contact avec les notions mathématiques qui sont aujourd'hui étudiées dans le supérieur. Cette démarche présente de nombreux avantages, elle va, pour n'en citer que quelques-uns, influer sur :

  • la motivation, il est plus facile d'aller de l'avant avec des nouveautés que de travaille sur des exercices rebattus de terminale ;
  • le recul, qui souvent manque aux élèves de prépa ;
  • la confiance en soi car les premiers jalons ont été posés ;
  • et bien sûr, le plaisir de découvrir des mathématiques un peu plus poussées !
La méthode proposée, quant à elle, s'inspire de "la classe inversée". Elle permet de ne pas laisser l'élève seul face à du texte mais de l'accompagner avec des images et du son. Enfin, la plateforme d'enseignement, avec son forum, permet de mettre en relation les élèves entre eux et avec l'auteur pour des échanges que nous espérons riches.

jeudi 15 juin 2017

Logiciel AnaCrim : big data et coup de théâtre dans l'affaire Grégory

Nouveau bouleversement sur "l'affaire du petit Grégory" : 3 personnes ont été placées en garde à vue. Et le tout grâce à un logiciel, intitulé AnaCrim, utilisé par la police judiciaire, et reposant sur la théorie des graphes afin d'analyser les relations entre les témoins. analyse de graphes

COLD CASE. Le meurtre sordide du petit Grégory Villemin, il y a plus de 30 ans, aurait pu être une affaire non classée (appelées en anglais cold cases) de plus. C'était sans compter sans un coup de théâtre impromptu qui vient apporter un énième rebondissement au dossier : l'arrestation du grand-oncle, de la grand-tante, ainsi que de la tante par alliance de la victime. La clé de l'affaire ? Un type de traitement big data appliqué aux affaires criminelles, appelé AnaCrim (lien vers la fiche du traitement informatique sur le site de la CNIL) et utilisé par la gendarmerie ainsi que par la police judiciaire française afin de croiser tous les indices recueillis. Le programme aurait permis de découvrir un faisceau d'indices impliquant plusieurs suspects. Explications.

Analyste criminel : une nouvelle profession pour la gendarmerie et la police

Initialement développée par i2, puis rachetée par iBM, la solution AnaCrim est utilisé en France par le Service central du renseignement criminel (SCRC) depuis une dizaine d'années. Les méthodes sont standardisées à l'échelle européenne. "L'objectif : mettre en évidences les incohérences dans l'emploi du temps d'un témoin ou d'un mis en cause, des contradictions entre certains témoignages et les observations faites par les enquêteurs. Les analystes criminels ont ainsi minutieusement retranscris tous les éléments constatés par les enquêteurs sur le terrain ou les détails figurant dans une audition", a expliqué le colonel Didier Berger, chef du Bureau des affaires criminelles (BAC) de la gendarmerie à nos confrères du Parisien.

MÉTIER. Les analystes en recherches criminelles (ou ARC) sont en fait des officiers de police judiciaire spécifiquement formés à l'utilisation d'Anacrim. Ils sont formés spécifiquement à cette fin au Centre national de formation de police judiciaire, une partie des cours étant donnée par l'université de technologie de Troyes (UTT). Les futurs analystes y apprennent à appliquer les outils informatiques aux finalités d'une enquête policière. "Intégrer les données, rechercher et visualiser les liens entre les divers protagonistes, leur implication dans l'affaire, la chronologie des faits, et enfin l'interprétation des données", indique le programme de la formation.

Les big data pour cerner une affaire complexe faisant intervenir plusieurs complices

Le procureur général Jean-Jacques Bosc a tenu à éclaircir, jeudi 15 juin 2017 dans l'après-midi, les dernières découvertes de l'enquête au cours d'une conférence. Il y a présenté les dernières conclusions de l'analyse en écriture (analyse graphologique de la lettre manuscrite, et analyse syntaxique des deux lettres dactylographiées) sur les écrits envoyés par le "corbeau" de l'affaire. "L'analyse criminelle montre que plusieurs personnes ont concouru à la réalisation du crime", a-t-il révélé. Pour le Général de brigade Olivier Kim, cela représente un véritable "tournant dans l'exercice de la police judiciaire, qui a vu le travail conjoint de la cellule d'enquête de Dijon avec les Services centraux du renseignement national (SCRN)".

RECOUPEMENTS. Le Général Olivier Kim a ainsi pu préciser le fonctionnement d'Anacrim : "Des milliers de pièces à conviction ont pu être recoupées grâce à Anacrim" (...). "Mais Anacrim n'est qu'un support automatique qui ne fonctionne pas sans intelligence humaine. Le rôle des analystes a été fondamental afin de resituer les personnages-clés dans le temps et dans l'espace."

L'analyse de graphes pour soulever de nouvelles pistes

Concrètement ? L'analyse criminelle repose en grande partie sur la représentation visuelle par graphe, permettant d'identifier plus facilement les liens entre différents acteurs d'un réseau... ou les incohérences dans leurs déclarations pendant l'enquête. Pour chaque dossier, "on constitue une base de données avec tout ce que tout le monde dit et fait, ce volume global est ensuite transposé sur un gros schéma sur lequel on zoome en fonction de ses recherches", résumait un ancien Analyste criminel au journal L'Alsace. Il faut "tirer le fil de la pelote", concluait-il.
Ci-dessous, un aperçu des possibilités de l'analyse de graphes dans la lutte contre la criminalité et le terrorisme. Le programme ainsi "permet d'identifier immédiatement les liens entre différentes entités, même si elles n'ont pas de rapport évident entre-elles", ainsi que de "détecter les anomalies dans le graphe", comme l'explique la démonstration. On comprend alors comment ce type d'outil a permis de détecter les incohérences dans les déclarations des différents témoins, et de placer 3 suspects en garde à vue. Le procureur a toutefois indiqué ne pas savoir précisément "qui était l'auteur du crime" à ce stade.


Source : article de Sarah Sermondadaz sur Sciences et avenir.fr

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