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Mathématiques

  • Faire entrer la terre dans une balle de ping-pong: une transformation "lisse et fractale"

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    Un globe terrestre isométrique

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    Crédits des images et vidéos : E. Bartzos, V. Borrelli, R. Denis, F. Lazarus, D. Rohmer, B. Thibert

     

    Dans les années 1950, Nicolas Kuiper et le prix Nobel John Nash ont démontré l’existence d’une vaste classe d’objets mathématiques paradoxaux tels que des tores plats en 3D ou des sphères réduites, sans pouvoir toutefois les visualiser. Une équipe de mathématiciens et d’informaticiens du CNRS, de l’Université Grenoble Alpes et de l’Université Claude Bernard Lyon 11, a réussi à construire et représenter visuellement une sphère réduite, cinq ans après avoir obtenu la première image d’un tore plat en 3D2. Les sphères, connues pour être rigides, ne peuvent pas être déformées isométriquement3, c'est à dire en préservant les longueurs des courbes, avec une régularité de classe C2. En se basant sur la théorie mathématique de l’intégration convexe4, les chercheurs sont parvenus à placer une sphère à l'intérieur d'une boule de rayon arbitrairement petit. Si l'on assimile la surface de la Terre à une sphère ronde, cette théorie permet de réduire son diamètre à celui d'un modèle réduit de globe terrestre ou d'une balle ping-pong tout en préservant les distances géodésiques5. La surface obtenue, très déformée, se compose de deux calottes sphériques, parfaitement lisses, connectées par une bande équatoriale fortement déformée. Les chercheurs montrent que ce changement de structure géométrique est similaire à celui observé lorsqu'on relie une courbe de von Koch à un segment de droite (voir figure 3). Ces résultats ouvrent des perspectives inédites en mathématiques appliquées, notamment pour la résolution de certaines équations aux dérivées partielles. Les étonnantes propriétés des fractales lisses pourraient également jouer un rôle central dans l'analyse de la géométrie des formes. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Foundations of Computational Mathematics, le 6 juillet 2017.

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  • Les sciences au coeur d'une série policière lancée par des collégiens, c'est sur You Tube

    Gilles Gourio, professeur de mathématiques dans un collège d'Avoine en Indre-et-Loire a lancé avec des élèves de 4eme et de 3eme, une série policière. Intitulée « L'Affaire Nicolas Falmel », la série compte 10 épisodes, dont 6 sont déjà en ligne sur la chaîne Youtube du groupe, Scienticfiz

     

     

    L'article complet de France Val de Loire

     

  • Les démonstrations mathématiques

    Je vous conseille ce livre très pédagogique sur le langage utilisé en mathématiques qui est souvent confronté à la langue naturelle, ce qui n'est pas sans poser quelques problèmes et demande au passage de nombreuses clarifications. Le sens des termes et des phrases est souvent implicite et le contenu profond original oublié lorsque l'on enseigne ou lorsque l'on ne prend pas le temps d'une réflexion un peu plus poussée.

     

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    Présentation de l'éditeur:

    Ce livre présente le langage utilisé par les mathématiciens en commençant par la construction et la sémantique des énoncés. Les règles de raisonnement à la base de toutes les démonstrations sont ensuite exposées en détail. Nous détaillons également les éléments de français qui permettent d'exprimer les preuves mathématiques par des textes concis, variés et intelligibles.
    La seconde moitié de l'ouvrage insiste sur les difficultés de raisonnement et de langage exclusivement à travers d'exemples. La plupart sont tirés du programme du lycée et de première année universitaire ; d'autres, ludiques et moins conventionnels, ne nécessitent pas de connaissance supplémentaire.
    Les nombreux exercices ne testent pas uniquement les compétences mathématiques mais surtout la compréhension des principes de démonstration. à notre connaissance, ce style d'exercice n'existe dans aucun autre ouvrage. Les corrections proposées ne contiennent pas simplement une démonstration possible mais sont souvent accompagnées de commentaires sur le raisonnement sous-jacent.
    Ce livre ne traite pas de logique formelle mais se veut une référence pour un cours de mathématiques sur le raisonnement tel qu'il est pratiqué. L'enseignant y trouvera des exemples et des explications qu'il pourra facilement réutiliser. L'étudiant qui aura assimilé les principes présentés sera mieux armé pour s'attaquer à la compréhension de notions mathématiques plus complexes.

    Vers la page de l'éditeur "ellipses", sur laquelle on trouve un extrait du livre et la table des matières.

  • L'univers numérique d'un prof de maths #9

    Ça fait maintenant plus de deux ans que je n'avais pas publié un tel billet. C'était en août 2014. Vous pourrez ainsi remonter le temps jusqu'au premier billet de la série publié il y a maintenant 10 ans. Que le temps passe!

    Alors quoi de neuf docteur? Attendez je relis le billet de 2014!

    J'ai créé un site professionnel avec ScenariChain, que SFR a brutalement supprimé en fermant ses pages persos! J'héberge le site maintenant sous un nom de domaine personnel. Je l'utilise à partir d'un ordinateur connecté à Internet en classe et les élèves peuvent le consulter à domicile ou sur smartphone (même s'il n'est pas responsive design). Il contient des cours, des liens d'exerciseurs (Euler, Wims), des liens vidéos... Je n'emporte  plus en classe mon ordinateur (Lenovo Yoga 2 passé sous Windows 10) .

    J'ai créé un dossier partagé OneDrive et j'y partage des images réalisées en classe avec mon smartphone. Il s'agit de photos de tableau, de photos de cahiers d'élèves, de photos de corrigés. Je trouve des immenses avantages à cela: reprendre un exercice, utiliser une image en fond, laisser une trace pendant un certain temps,  partager des cours et des corrections pour les absents. 

    J'utilise des quiz (exemple), non pas pour évaluer les élèves en cours ou en fin de notion, mais un peu comme "situation-problème" en début d'apprentissage. Les questions sont construites de façon à faire appel à des compétences et des connaissances antérieures (quand cela est possible). Je peux faire un peu de cours en amont ou durant le quiz. Chaque question minimise le nombre de concepts nouveaux, qui s'enchainent au fur et à mesure. Les variables didactiques peuvent être mieux appréhendées et circonscrites.. Le départ des notions nouvelles est une question et non une réponse. L'apprentissage est dynamisé et facilité. Les fiches de quiz sont réalisées avec les questions à gauche et un espace à droite laissé libre pour les justifications, les graphiques, les points de cours. Je demande aux élèves de distinguer leur réponse de la bonne réponse avec un code couleur et de compléter les encadrés de droite en vue de leurs révisions futures. 
    La scénarisation en classe se fait avec l'application Plickers, ce qui permet de distinguer très rapidement les points qui ne posent aucune difficulté, de ceux qui sont faiblement réussis et qui nécessitent donc une attention accrue. Les élèves sont plus engagés dès le début de l'apprentissage et confrontés à l'ensemble de la classe. Je récupère les évaluations sur le site, et je note les résultats sur une enveloppe individuelle qui contient le QR Code de chaque élève, distribué en début de séance. Je récupère la fiche entière complétée dans l'enveloppe et j'évalue le travail de structuration des connaissances, de justification, présent sur la partie droite de la feuille.

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    J'utilise toujours Edmodo (tutorat) et Diigo ( collection de liens étiquetés). J'ai abandonné tout le reste.

    Pour résumer, j'utilise aujourd'hui pleinement le potentiel pédagogique ( et de simplification)  procuré par la chaine numérique:

    Smartphone+ Ordinateur connecté à Internet+ vidéo-projecteur.

     

     

     

     

  • Les vidéos mathématiques d'Oxford

    Si vous êtes passionés de mathématiques et de leur histoire, un conseil: rendez-vous sur le compte YouTube Oxford Mathematics

    Vous trouverez par exemple au menu, les tablettes babyloniennes (et leurs erreurs), Escher artiste et mathématicien, l'histoire des mathématiques en 300 timbres, la naissance d'une idée ou les mathématiques de la croissance des tumeurs.

    Bon voyage.