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  • Des mathématiques sucrées

    Prenons une drôle de machine, disons la CandyFab 6000.

    CF6k

     

    Mettons-y un peu de sucre. Un peu plus s'il-vous plait. Comme ça c'est OK :

    Sugar

    Photos: Oskay

     

    Maintenant prenons un objet mathématique par exemple un tore :

    Blue_cut-torus.gif

    Non c'est un peu trop simple. On va le couper, l'entortiller un peu sur lui-même puis le ressouder pour le transformer en bobine toroïdale ( je ne sais pas si c'est comme ça que l'on dit), comme ça :

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  • La mort du système solaire par chaos

    Cellarius_ptolemaic_system.jpgAu début l'histoire commençait bien, la Terre, plate puis sphérique, était au centre du monde que les Dieux tout-puissants ou le Dieu Horloger avaient créé. Les planètes et le soleil tournaient autour d'elle sur des sphères parfaites séparées par l'éther, et sur la sphère des fixes étaient accrochées les étoiles. Les relevés se sont multipliés et puis d'étranges mouvements de retour arrière de quelques planètes ont été découverts. Pas grave puisqu'il suffit de deux cercles qui roulent l'un dans l'autre pour produire cet effet. A moins que la terre ne soit pas au centre du monde, peut-être serait-ce le soleil... Le mouvement des planètes vu de la terre serait relatif et apparent mais pas absolu comme s'eût été le cas si la terre avait été fixe. On s'aperçut aussi que les trajectoires des planètes étaient bien  allongées pour être des cercles, les ellipses conviendraient mieux et c'est ce que découvrit Kepler en interprétant les nombreux relevés de Tycho Brahé. La face est sauve puisque l'on peut même construire une ellipse à l'aide de cercles, mais cela ne devait plus tellement être un sujet d'actualité tellement les croyances anciennes avaient déjà du être balayées. Le système solaire, retiré dans un coin de la voie lactée, s'est ensuite un peu endormi sur ses belles orbites elliptiques et régulières jusqu'à ce qu'un jour un mathématicien du nom de Poincaré vienne un peu le réveiller et lui souffler dans l'oreille qu'il n'était pas éternel. Les trajectoires de 3 corps en mouvement peuvent devenir très instables et leur avenir dépendre énormément des conditions initiales et donc de très faibles variations de trajectoires. Même si l'un d'entre eux est immobile, le système peut toujours être chaotique et soumis à de très fortes variations, en rendant toute tentative de lecture de l'avenir impossible. Si le système simplifié de 3  corps dont le plus massif est immobile est déjà complexe, nous pouvons imaginer ce qu'il en est avec plus de 3 corps, ce qui est le cas du système solaire actuel.

    La validité éternelle d'une loi n'entraîne pas la stabilité des trajectoires, qu'on se le dise!

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  • L'édito maths #2

    548px-Tomato_full.png

    Chose promise chose due, je vais me lancer dans un type de billet un peu plus personnel et particulier qui aura peut-être de l'éditorial ce qu'aurait pu être le vin rosé défini par la commission européenne, mais depuis que je publie sur le net, j'ai remarqué  que les lecteurs ne tardent pas à me faire remarquer les points qui ne vont pas. Je suis donc confiant et suis certain de ne pouvoir m'égarer seul trop longtemps, car l'air de rien, ce blog est pas mal lu et régulièrement avec une progression moyenne sensible depuis sa création il y a trois ans et demi déjà. Le blog en est aujourd'hui à plus de 400 visites par jour et plus de 1000 pages consultées quotidiennement.

    La principale question que je me suis posée et qui me tourmente toujours est le jeu qui m'est laissé, en tant que professeur de mathématiques, pour pouvoir m'exprimer à voie haute dans un espace public. Je me suis donc renseigné sur ce fameux devoir de réserve que tout enseignant est amené à respecter. Force est de constater que les choses ne sont pas si nettement définies que cela. On trouvera une clarification sur Educnet.

    Mais tout bien réfléchi, je ne crois pas que je me heurte au devoir de réserve mais tout simplement au difficile exercice d'exposer des idées et des pensées personnelles en public. Mes études puis mon métier me rappellent sans cesse à la "Loi", à l'idée que je ne suis qu'un vecteur de transmission et qui doit être le plus lisse et le plus neutre possible, presque transparent. Toute tentative illégitime d'interposition me renvoie à l'erreur d'appréciation, de raisonnement ou de jugement. Si je dois faire appel à mon intuition, celle-ci sera vite confrontée à la nécessaire démonstration ou à l'incontournable validation qui devra suivre, pour asseoir l'hypothèse (la "conjecture" en mathématiques) ainsi émise. Exprimer une idée qui ne serait pas vérifiée ou vérifiable, pas démontrée m'apparaît comme une tentative de violation de la Loi plutôt que comme positive. C'est peut-être aussi pour cela que les scientifiques (je parle de ceux qui veulent "expliquer" la démarche scientifique) ont sans doute beaucoup de peine à "vulgariser" car soit ils le vivent comme une sorte de faute personnelle soit ce seront les pairs qui ne tarderont pas de leur faire remarquer les raccourcis et les simplifications trop brutales qui dénaturent la pensée initiale. L'"espace-jeu" dans lequel doit se déplacer le scientifique-vulgarisateur est infime car s'il se tourne trop du coté des pairs, il ne vulgarise pas et s'il se tourne trop du coté des néophytes il est rejeté par les pairs. Cette situation doit s'atténuer, les nouveaux outils de communication numériques peuvent en être les vecteurs, et chacun doit faire 50% du chemin, l'un en ne jugeant pas trop sévèrement les tentatives de diffusion vers un public plus large et l'autre en intériorisant le fait que ce qui est complexe ne peut pas se simplifier à l'extrème d'un coup de baguette magique et que l'étude quantitative, fait partie intégrante de "l'Humanité" comme sa consoeur, l'étude qualitative et ne doit pas être rejetée de fait sans autre procès que d'être de ce type.

    Lorsque le qualitatif rencontre le quantitatif, l'idée est qu'ils se parlent et non pas qu'ils se tournent le dos. C'est d'ailleurs ainsi qu'est née la notion de vitesse qui nous semble aujourd'hui si naturelle. Au départ qualitative, associée à la notion de célérité, elle se gradua, devenant qualitative par degrés de célérité puis se transforma petit à petit en l'idée abstraite que l'on a aujourd'hui que ce soit la vitesse d'un avion, d'un vélo, d'une action ou d'une décomposition.

    Ici, nous trouverons une coupe transversale, des tentatives de ponts jetés entre des rives parfois éloignées. Pas de carottage vertical dans le monde profond des mathématiques mais un voyage souvent horizontal qui trouve les mathématiques à chaque fois sur le chemin, là où peut-être on ne les attendait pas, où les matheux eux-mêmes n'avaient pas l'idée qu'ils puissent s'y trouver. C'est l'objectif que je me suis fixé depuis la création de ce blog, de parcourir les chemins de l'actualité scientifique, économique, éducative et parfois politique, de l'histoire, de l'art, de la philosophie, de la sociologie et du web à la recherche de quelques traces de mathématiques. Les puristes resteront peut-être sur leur faim et les néophytes trouveront peut-être les pentes déjà bien raides, mais c'est le prix à payer pour faire le voyage...

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  • Le théorème japonais

    Le théorème japonais s'illustre parfaitement à l'aide d'un sangaku qui est en fait une énigme mathématique visuelle.

    Vous allez voir c'est très simple à comprendre ( peut-être un peu moins à démontrer!) et c'est très visuel:

    Prenons un cercle.

    Plaçons des points sur le cercle.

    Relions ces points de façon à former un polygone dont les cotés ne se croisent pas.

    C'est possible que la figure ressemble à ça pour 7 points :

     

     

    cercle.png

    Nous allons ensuite faire une triangulation, c'est à dire paver tout simplement le polygone avec des triangles, dans les bleus, comme ceci, pour les garçons:

     

    cercle2.png

    Et puis dans les roses pour les filles :

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  • Est-il possible d'apprendre les maths en jouant ?

    Si l'on me demande mon avis personnel, je dirai que oui: il est possible d'apprendre les maths en jouant. Le jeu, la surprise ludique fait que l'on apprend plus vite et mieux en jouant. Il ne faut cependant pas confondre l'apprentissage ludique sans autre but que celui de progresser dans un univers idéel et l'apprentissage forcé dans un système éducatif. Si l'un est synonyme de liberté et de libre-arbitre à l'addiction prêt, l'autre amène avec lui son lot d'impératifs et de figures imposées qui transforment vite l'attrait de la quête et de la découverte en parcours du combattant pour certains. Le rôle du professeur en est d'autant plus important que ces "rêgles du jeu" peuvent être difficiles à décoder et devenir parfois causes de démotivation et d'abandon pur et simple de la partie.

    J'avais fait une note sur les jeux sérieux en présentant l'exemple de Binary Game, un jeu utilisé par Cisco pour former les employés au binaire.

    Alors peut-on apprendre les mathématiques en tuant des zombies , en étudiant les sangakus, en jouant sur kidimath, en remplissant une mission intergalactique, ou tout simplement en jouant?

     

     


    C'est la question, qui de mon point de vue, est l'une des questions les plus profondes en éducation qui puisse exister, puisqu'elle engage aussi bien le psychisme individuel, le système de formation que la place de l'apprentissage, de son évaluation et de ses buts définis par la société. A la croisée des mondes, cette problématique est le sujet de MathémaTICE n° 15.