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SOMMAIRE A la recherche des inconnues Partages et héritages amenaient déjà les Anciens à résoudre des équations sans le savoir. Au fil des siècles, la manière d'aborder les équations et leurs méthodes de résolution ne cessèrent d'évoluer. Dossier 1 : Résolution exacte De simples manipulations algébriques permettent de résoudre toutes les équations de degré au plus 4. C'est Galois qui établie l'impossibilité de poursuivre ces manipulations avec succès pour le degré 5. Au temps du certificat d'études / A la recherche des racines évidentes / Les manipulations algébriques / Rafaele Bombelli / Cardan, Tartaglia et le troisième degré / L'équation du scribe Ahmes / Qu'est-ce qu'un groupe? / Évariste Galois / Le premier article de Galois / Les équations réciproques / L'impossibilité de Galois / Les équations sur le comptoir / L'esprit de l'escalier Dossier 2 : Résolution géométrique ou graphique La découverte du premier irrationnel remit en cause la représentation des grandeurs. Elle amena les Grecs à s'intéresser aux solutions d'équations constructibles à la règle et au compas. Le premier irrationnel / Un problème d'algèbre à la règle et au compas / Le problème des deux échelles / Des équations, mais pas de calculs! / Les nombres constructibles / L'étoile en or / Les courbes à résoudre / Les abaques Dossier 3 : Résolution numérique approchée Faute de trouver à une équation des solutions rationnelles exactes, on peut en obtenir des approximations rationnelles très fines grâce à des méthodes itératives. La plus simple est la dichotomie. Quant à la méthode de Newton, elle a pris sa pleine puissance grâce aux ordinateurs. Les lunettes itératives / Où sont les racines ? / Joseph-Louis Lagrange / Autour du théorème de Sturm / Des racines au goutte à goutte / Al Khwarizmi / L'équation du beau / François Viète / Quel est le taux effectif d'un emprunt? / La méthode de Bairstow Dossier 4 : Au-delà des équations En cherchant à résoudre les équations algébriques, les mathématiciens firent des découvertes dépassant de loin ce domaine : les nombres complexes, la transcendance, la théorie de Galois et bien d'autres Jean le Rond d'Alembert / Les anneaux de polynômes / Les livres à équations / Le champ des complexes / Karl Friederich Gauss / Puiseux et les coefficients en t / Algébriques et transcendants Dossier 5 : Énigmes policières, équations à problèmes Bien des problèmes de mathématiques, célèbres ou pas, se ramènent à la résolution d'une ou plusieurs équations. Il en est de même des énigmes des romans policiers. Diophante et ses équations / Pierre de Fermat / Le problème des bœufs du Soleil / Le crime en équation / Flair policier / L'hyperbole du crime / L'équation des prisons Et toujours En bref - notes de lecture - problèmes - solutions

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La présentation de Tangente Les clés de toute œuvre mathématique sont la créativité, l'originalité, la beauté, le caractère d'évidence et d'achèvement. C'est aussi exactement ce qui caractérise une œuvre d'art. Dès lors, un dialogue fécond entre arts et mathématiques s'établit naturellement, d'autant que les techniques mathématiques peuvent se mettre au service de l'art. La notion de perspective relève aussi bien de la peinture que de la science. Il en va de même de la symétrie, des trompe-l'œil, des anamorphoses ou des fractales. L'architecture et les décors de l'Alhambra de Grenade fascinent encore aujourd'hui, tout comme les peintures abstraites de Piet Mondrian, Paul Klee, François Morellet, Vassily Kandinsky ou de Victor Vasarely. Aussi loin que l'on remonte dans l'histoire, mathématiques et arts sont entremêlés. L'ouvrage propose un voyage très complet et documenté, visuellement plaisant, à travers ces liens parfois évidents, parfois insoupçonnés que les artistes et les mathématiciens ont tissés au cours des siècles (et tissent encore). Le sommaire Les grands classiques Techniques mathématiques au service de l'art Représenter les mathématiques Les maths, sources d'inspiration

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SOMMAIRE Dossier 1 : Passeport pour le triangle C'est le plus simple des polygones. À toutes époques, on l'a observé, découvrant à chaque fois de nouvelles propriétés. Depuis quelques années, cependant, le triangle semble passé de mode. Et si nous le faisions revivre? Pourquoi trois points’ / La somme des angles d'un triangle / Le théorème de Pythagore / Mesurer dans un triangle / La leçon de Mémé Laïus / Le triangle " à l'ancienne " / Géométrie de l'équerre / Alignement et concourt / Une vision géométrique des triplets de Pythagore Dossier 2 : Points, droites et cercles remarquables Le triangle, plus que toute autre figure géométrique, a hanté l'imaginaire de tous les mathématiciens. Pas en vain. Ils y ont trouvé des points si remarquables, des droites si singulières, des cercles si extraordinaires qu'ils leur ont laissé leur nom. Une mine de points remarquables / Le fameux cercle des neuf points / Pas anonymes, les points / La droite de Simson / Le " théorème japonais " de Lazare Carnot / Ellipses inscrites dans un triangle / Inscrire un carré / La merveille de Frank Morley Dossier 3 : La plastique du triangle Malgré sa simplicité, la forme triangulaire recèle une multitude d'avantages pratiques : disposition des nombres entiers, calcul de distances, représentation des surfaces en 3D… L'art du triangle / Mesurer du linéaire par de l'angulaire / Arithmétique en triangles / Des triangles qui tournent rond / Les triangles cachés de la 3D Dossier 4 : Jeux et problèmes autour du triangle Le triangle est une des pierres fondatrices des mathématiques classiques, mais, comme tout objet sérieux, il peut être détourné au nom du plaisir du jeu. Ces quelques problèmes, énigmes et autres puzzles convaincront les plus incrédules. Des triangles pour aller plus vite / Diagrammes triangulaires / Le rubis du mécène / La ronde des triangles / Un problème qui revient de loin / Du côté du triangle équilatéral / Triangles à foison : les puzzles polymorphes / Le trioker / En direct du Japon / Jouons avec les allumettes! / Un problème sur l'oreiller de Lewis Carroll Et toujours En bref - problèmes - solutions

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Mathématiques et littérature… deux mondes que l’on voudrait opposer et qui pourtant s’observent, dialoguent, s’inspirent mutuellement. D’Edgar Poe à Umberto Eco, de Lautréamont à Wislawa Szymborska, écrivains et poètes disent leur fascination pour les mathématiques, en émaillent leurs œuvres, chantent leur beauté dans leurs vers. Avec Blaise Pascal, Lewis Carroll, Sofia Kovalewskaïa, Claude Berge, Douglas Hofstadter… on découvre que l’on peut être à la fois bon mathématicien et belle plume. Et si l’arithmétique et la symétrie sculptent depuis toujours la poésie, oulipiens et autres tenants de l’écriture à contraintes ont plus récemment apporté la preuve que les mathématiques offrent de formidables outils de création littéraire.

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SOMMAIRE Dossier 1 : Euler dans son époque Leonhard Euler est l'un des plus grands mathématiciens de tous les temps. Sa renommée s'étendait dans toute l'Europe. Homme des Lumières, il correspondit avec la plupart des scientifiques de son époque et sa façon de poser et de résoudre les problèmes marqua le style de son temps. Leonhard Euler (1707-1783) / Euler et la musique / Euler physicien / Euler, " blogueur " infatigable / Les lettres à une princesse d'Allemagne / Un nouveau style / Sur les pas d'Euler à Saint-Pétersbourg / Le mathématicien dévot et le libre penseur Dossier 2 : Le mathématicien éclectique Euler a posé et résolu une multitude de problèmes, et c'était aussi un grand découvreur de mathématiques. Ses travaux touchent l'analyse, l'arithmétique, la combinatoire, l'algèbre, la géométrie… Doté d'une grande intuition, il ne s'embarrassait pas toujours de vérifications rigoureuses : un calcul donnant des résultats conformes à l'expérience était considéré comme légitime! Leonhard Euler, père de la combinatoire contemporaine / Un cercle de mathématiciens / La formule d'Euler / Géométrie du triangle : un joyau eulérien / Euler et la règle des signes / Équation normale d'une droite / Développements eulériens / Les angles d'Euler / La constante d'Euler / La méthode d'Euler / Les nombres de Mersenne / Les briques d'Euler / Le problème des quatre carrés / L'indicatrice d'Euler et ma cryptographie / La notion de fonction chez Euler Dossier 3 : Le précurseur Le génie d'Euler a notamment consisté à prolonger des concepts mathématiques existants ( il étendit par exemple l'exponentielle aux nombres complexes ) ou à proposer de nouvelles méthodes de calcul ou de résolution de problèmes connus. Ses travaux furent parfois l'amorce de théories développées bien après lui. La formule magique des polyèdres / Comment Euler calculait / Probabilité arithmétique et / L'extension de l'exponentielle / Les équations différentielles linéaires / Euler et la fonction gamma / Le calcul des variations / Euler et les séries de Goldbach / La formule d'Euler-Maclaurin / Les nombres chez Euler / Fermat par Euler : intuition ou chance? / Les erreurs d'Euler Dossier 4 : Les jeux et les problèmes de Leonhard Euler Dans l'élaboration de son œuvre titanesque, le grand Euler n'a jamais négligé l'aspect ludique des mathématiques. Jeux, énigmes, problèmes amusants sont à l'origine de certaines de ses théories. Découvrons les problèmes ludiques les plus célèbres d'Euler : celui des ponts de Königsberg, qui inaugure la théorie des graphes, celui de la marche du cavalier sur l'échiquier, celui des rencontres, lié à la combinatoire, ou encore celui des 36 officiers… La fibre ludique du grand Euler / Hasards, rencontres ou coïncidences / Le parcours du cavalier sur l'échiquier Et toujours En bref - bibliographie - jeux et problèmes - solutions

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SOMMAIRE Mathématiques : chronologie de quatre siècles d'aventures / Les divisions du savoir dans l'Antiquité / Dupliquer un carré chez Platon / De l'astrologie à la science / La naissance des mathématiques Dossier 1 : Les civilisations Les mathématiques furent l'invention de toutes sortes de peuples, qui les pratiquèrent tantôt pour des raisons comptables, astronomiques ou religieuses, tantôt pour elles-mêmes. Les hommes voyagent, les peuples se rencontrent, les uns deviennent les passeurs du savoir des autres, tels les Arabes exhumant la science grecque ou offrant des chiffres d'origine indienne à l'Occident. La Grèce antique et sa zone d'influence / Alexandrie : sept cent ans d'histoire des mathématiques / La mystérieuse machine d'Anticythère / Babyloniens et Égyptiens / La méthode de Héron / Mathématiques indiennes : les origines / La science arabe racontée par Shéhérazade / Dans l'Amérique précolombienne / Le latin, langue des mathématiques Dossier 2 : Les personnages Les mathématiques antiques doivent leur développement à la passion de personnages remarquables, fondateurs d'écoles ou savants solitaires. Certains de ces grands noms, Pythagore, Euclide nous sont familiers. D'autres, comme Théétète ou Hypatie, sont moins connus. Dans cette partie, nous rendons aussi hommage à al-Khwarizmi, Zu Chongzhi, Aryabhata et d'autres grands savants orientaux. Thalès et l'ombre de la pyramide / Trois mathématiciens chinois / Les pythagoriciens : des maths ésotériques et secrètes : Deux mille ans avant Galois, Théétète / Euclide / Aristote / Archimède, le quadrateur / Aryabhata et Brahmagupta / Al-Kindi / Al-Khwarizmi, maître de l'algèbre / Thabit ibn Qurra / Le pape qui aimait les chiffres Dossier 3 : Les grands thèmes Comment calculaient les Anciens? Connaissaient-ils les objets mathématiques qui nous sont aujourd'hui familiers? Comment abordaient-ils les grands concepts mathématiques? Dans ce dossier, on délaisse nos calculatrices modernes pour goûter aux joies du maniement de l'abaque. On compare l'efficacité des systèmes de numération. On redécouvre les premières réflexions sur la nature du nombre, l'invention du zéro, la manipulation - prudente- de la notion d'infini Écrire les mathématiques / Une histoire d'inconnues / La découverte des grandeurs incommensurables / Pourquoi les Grecs n'ont-ils pas inventé l'algèbre? : L'invention de la trigonométrie / Des chiffres " romains " aux chiffres " arabes " / Les naissances multiples du zéro / L'infini, potentiel ou actuel ? / L'abaque grec et la calculette romaine / Les polyèdres dans l'Antiquité / Un recueil mathématique vieux de douze siècles Et toujours en bref - jeux et problèmes - solutions

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La présentation de Tangente Non, la finance n'est pas réservée aux initiés ! Son vocabulaire, qui nous fascine et nous obsède parfois, met en avant des mots comme « taux », « indices », « variations », « inflation », souvent empruntés à l'analyse mathématique. Et ce n'est pas un leurre.Pour exemple, le prix d'une option est fixé à partir de l'équation dite «de Black et Scholes» (ce dernier a obtenu le prix Nobel d'économie en 1997), et toute étude sérieuse des cours requiert une analyse statistique poussée. Cet ouvrage, à la fois accessible et technique, s'adresse à tous ceux qui rêvent d'avoir les clés pour comprendre les rouages du monde de la banque et de la finance sans avoir à suivre une formation spécialisée. De Monsieur Tout le monde, qui comprendra mieux le taux d'intérêt de son crédit, au professionnel de la Bourse qui comprendra les modèles, mais aussi le rôle et le fonctionnement des autorités de régulation. Une analyse de la gestion d'une crise permettra de fournir des réponses objectives au débat sur la validité des modèles mathématiques et leur responsabilité souvent (à tort) mise en avant. Le sommaire Taux d'intérêt et crédit La bourse Les marchés à terme et options Régulation et risque

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La présentation de Tangente Le nombre est l'un des objets mathématiques de base. On l'utilise tous les jours, dans de nombreux contextes. Mais de quels nombres parle-t-on ? Des entiers positifs, à l'origine servant à compter ? Des nombres négatifs, qui mesurent essentiellement les variations, et dont l'apparition est relativement récente?? Des nombres imaginaires, apparus au même moment, indispensables outils de l'ingénieur ? Et il y en a bien d'autres ! Cet ouvrage présente d'abord la formidable histoire des nombres, de l'apparition du zéro à celle des nombres transcendants, en passant par les différents systèmes de numération. Puis il chemine sur des sentiers plus ou moins classiques : le nombre p, les triplets pythagoriciens, les partages d'entiers, l'hypothèse du continu, les équations diophantiennes, ou les pépites dues au fameux mathématicien hongrois Paul Erdös. Pour terminer, il livre de vrais secrets, de certaines curiosités fascinantes aux applications les plus confidentielles de la théorie des nombres. Le sommaire L'apparition des nombres Les nombres dans tous leurs états Les visionnaires des nombres Calculs et curiosités

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Le cercle fascine les mathématiciens depuis des millénaires : décimales de π, constructions à la règle et au compas, puissance d'un point, chaînes de théorèmes... Ce numéro hors-série de la Bibliothèque Tangente fait le tour complet de cette figure mythique en trois grands dossiers thématiques, allant des propriétés fondamentales aux cercles remarquables des triangles, en passant par les relations profondes entre droites et cercles.

Rédigé avec la rigueur et l'accessibilité caractéristiques de la collection Tangente, cet ouvrage de 163 pages s'adresse aussi bien aux lycéens curieux qu'aux amateurs adultes souhaitant approfondir leur culture géométrique. Un incontournable pour tout passionné de géométrie classique.

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La présentation de Tangente Philosophie et mathématiques sont nées simultanément du regard que l'homme porte sur le monde qui l'entoure. Infini, hasard et déterminisme, logique et paradoxes sont des sujets communs aux deux disciplines qui ont toujours fasciné, et n'ont pas encore livré tous leurs secrets. Pendant toute une époque, ce sont les mêmes savants qui étaient philosophes et mathématiciens. En s'interrogeant sur la nature du savoir mathématique (les nombres existent-ils ? peut-on compter l'infini ? qu'est-ce qu'un point dans le plan ?), des penseurs et des savants comme Platon, Aristote, Pascal, Descartes, Leibniz, Poincaré ont fait avancer la réflexion. Ces interrogations ont conduit à l'émergence de théories sur les concepts concernés mais aussi sur le langage et son efficacité, l'interaction sémantique / syntaxe ou encore le rôle de l'intuition. Elles ont aussi été à l'origine de croyances comme celle de l'existence d'entités inaccessibles. Les enjeux de ces questionnements, de ces échanges, de ces controverses sont mis ici à la portée de tous, sans occulter les difficultés suscitées par les notions présentées. Le sommaire Maths et philo : regards croisés La logique Querelles philosophiques Les grandes notions

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SOMMAIRE De l'abaque au boulier / Racines grecques, boulets / Le mauchecar de la combinoraticenne Dossier 1 : Dénombrements élémentaires Dénombrer c'est bien plus que compter! Si l'on sait réciter en une monotone litanie la suite des entiers 1,2,3,4... jusqu'à l'épuisement, on ne connaît pas toujours les subtilités que recèlent les combinaisons, les arrangements, les permutations et autres dérangements. De la théologie à la combinatoire moderne/ Dénombrements élémentaires / Dénombrer les mains au poker / Histoires de dérangements / Chemins faisant / Les nombres de Catalan (1) / La bijection pour dénombrer / Les permutations Dossier 2 : Secrets et méthodes Les outils mobilisés pour dénombrer sont parfois complexes : combien d'essais infructueux avant de trouver l'analogie ou la bijection lumineuse d'où va jaillir la solution! Quelques principes "magiques", simples et féconds, vont aider à manipuler les objets "discrets". Le principe des tiroirs / Induction, récurrence et récursivité / Les nombres de Catalan (2) / Le crible de Poincaré / Les fonctions génératrices / Le principe de l'extremum Dossier 3 : Graphes et optimisation Que ce soit pour visualiser les positions gagnantes d'un jeu et découvrir les stratégies qui y mènent, ou pour optimiser un processus sous contrainte, la théorie des graphes s'avère souvent salutaire. Le calcul booléen / Optimisation combinatoire / Le très discret groupe tétraédrique / La programmation en nombres entiers / La théorie des jeux / Mathématiques discrètes Dossier 4 : Jouer avec la combinatoire Par nature, les mathématiques discrètes sont facilement représentables : des grilles de sudoku aux problèmes de coloriage en passant par l'assemblage des pièces d'un puzzle, les interprétations visuelles et ludiques ne manquent pas pour décrire les propriétés du monde discret. Problème de coloriages / Théorème des quatre couleurs / Les parallélépipèdes parfaits / Le rangement de ma boîte de cubes / Décomposition d'un carré / Guitarpèges / Un théorème qui tombe à Pick / Le stomachion d'Archimède Dossier 5 : Problèmes de maths discrètes L'histoire de l'analyse combinatoire et des mathématiques discrètes n'est pas ancienne, en comparaison avec celle de la géométrie ou de l'arithmétique. il en résulte qu'un grand nombre de problèmes sont récents, et pas toujours encore résolus. La combinatoire hier et aujourd'hui / Combien existe-t-il de grilles de sudoku? Et toujours Preuves sans mots - jeux et problèmes - solutions

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SOMMAIRE La forme de la terre histoire / L'IGN / Gauss et la cartographie / Distances / Mathématiques exotiques / Le GPS Dossier 1 : Géographie physique A l'heure où les modèles climatiques constituent un enjeu majeur, il n'est pas inutile de rappeler que les mathématiques jouent un rôle important dans l'explication de certains phénomènes naturels comme les marées, le vent ou encore les courants marins. La longueur des fleuves / Les marées, phénomène complexe et fascinant / La nouvelle géographie / L'énigme de Samos / Vents et courants marins Dossier 2 : Cartographie L'art de la cartographie mobilise des tEchniques et des connaissances scientifiques très variées. Le cartographe doit être capable de projeter la représentation de la surface du globe sur une surface plane tout en conservant certaines contraintes géométriques ( longueur, angles ou distances ). L'évolution des mesures / Géométriser la Terre / Le chemin du randonneur / Des projections à la carte / La France vue du train / Construction d'un globe terrestre / Les ondelettes, un outil sorti de terre Dossier 3 : Topographie L'homme parcourt le monde, conquiert, construit et s'interroge. Il veut mesurer et décrire le terre qu'il habite. Topographie, cartographie et géodésie sont liées à la géométrie et s'associent pour accéder au savoir. Les instruments évoluent, mais les questions restent les mêmes : apprécier une longueur, mesurer une surface, évaluer un relief... Voyage en Topographie / Ceci n'est pas une sphère / Mesurer le Terre, qu'elle idée! / Les instruments du topographe / Mesurer du linéaire par de l'angulaire / La triangulation / Représenter le relief / Comment s'orienter vers la Mecque? / Faire le point en mer Dossier 4 : Géographie humaine Les enjeux politiques, démographiques, économiques, sociaux ou sociétaux de la géographie humaine sont colossaux. On le mesure à l'aune du débat sur les retraites qui n'épargne aucun pays dans le monde. Parmi les chiffres incontournables qui sont utilisés dans tous les modèles figurent les données démographiques. L'espérance de vie / Les statistiques en France / Les femmes meurent deux fois moins que les hommes! / Le recensement / Autour de l'équation de Verhulst / De la dynamique des populations à la théorie du chaos / La loi de Zipf et la taille des agglomérations / Tout le monde ne s'appellera pas Martin! / Les aborigènes, une culture mathématique / La théorie des champs moyens Et toujours Problèmes - solutions - en bref - notes de lecture

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SOMMAIRE Dossier 1 : Les suites élémentaires Bien que récemment théorisées, les suites se sont composées comme un incontournable outil de l'analyse. Les plus simples d'entre elles font partie de notre quotidien. Qui n'a jamais entendu parler des suites arithmétiques et géométriques, ou de la suite de Fibonacci? Relations de récurrence en économie / Les trésors inépuisables de la suite de Fibonacci / Suites à récurrence linéaire ou affine / Gauss et la moyenne arithmético-géométrique / Une encyclopédie des suites d'entiers / Les suites de Queneau / Cordic : les suites cachées des calculettes / La résolution d'équations financières / Les suites de Farey / Des termes en cascade Dossier 2 : L'approximation et le calcul de limites Quand on évoque une suite ou une série, on parle de l'infini, parfois même sans le savoir! Infinité des décimales d'un nombre réel, infinité d'opérations imbriquées, infinité d'étapes avant d'atteindre une limite Les fonctions continues, l'algorithme de Babylone, les développements en série sont autant de moyens d'obtenir un résultat à l'aide d'une infinité d'opérations. Développements décimaux / Les calculs paradoxaux d'Euler sur les séries divergentes / Les fractions continues / Archimède, un génie intègre / Le calcul des racines carrées / Les séries géométriques en économie et en finance / Les suites, les séries et 𝝅 Dossier 3 : Les séries Que se passe-t-il lorsque l'on somme tous les termes d'une suite? Bien souvent, la série obtenue diverge : les sommes partielles ne semblent pas tendre vers un nombre. Parfois pourtant la somme a un sens. De la divergence de la série harmonique aux différents modes de convergence, les séries offrent une foisonnante diversité de comportements. La surprenante divergence lente de la série harmonique / Variations sur la série / Le calcul des sommes / La série harmonique alternée / La série géométrique / Différents modes de convergence / Séries géométriques et critères de convergence / Les polynômes qui ne s'arrêtent jamais / Les séries de Riemann / Dzêta de deux façon Euler / La constante d'Apéry / Naissance des séries trigonométriques / Une série étonnante : l'exponentielle Dossier 4 : Jeux et problèmes en série Les suites se prêtent au jeu, et Tangente vous propose d'en abuser sans modération. Ces problèmes peuvent être inspirés des défis que les mathématiciens se lançaient au Moyen Age, des tests modernes de QI ou des programmes scolaires. Suites de jeux, jeux de suites / Les suites au bac / Les suites logiques et leurs secrets Et toujours Problèmes - solutions - en bref - notes de lecture - le who's who des suites

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Les mathématiques : outil fondamental des sciences du vivant ? C'est ce que suggèrent de nombreuses constatations : la présence dans la nature de structures mathématiques complexes (spirales, fractales, symétrie dans la nature...), les capacités cognitives des chimpanzés, les alvéoles des abeilles ou la géométrie complexe des toiles d'araignées... Des modèles théoriques, validés par l'expérience, permettent d'appréhender de nombreux phénomènes biologiques complexes, tels les équilibres entre proies et prédateurs ou l'étude du comportement collectif des oiseaux et bancs de poissons. Enfin, le séquençage des génomes et le fonctionnement du cerveau semblent eux aussi suggérer que les mathématiques, loin d'être le propre de l'homme, seraient en fait le propre du vivant.

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SOMMAIRE Editorial / La société d'Arcueil, au service des jeunes savants Dossier 1 : Evolution et modèles Nul ne peut ignorer aujourd'hui l'importance de la chimie dans le fondement de notre vie et de notre avenir. Car cette science est à la fois très ancienne et toute jeune. Ancienne par ses questionnements sur la matière et sur l'évolution du monde, jeune dans le développement de modèles prédictifs et explicatifs pertinents, dont les plus sophistiqués s'appuient sur des conceptions mathématiques d'une grande modernité. Une petite histoire de la chimie mathématique / De la désintégration à l'embrassade / Le calcul, indispensable à l'expérience / La chimie mise en équation / Histoire et destinée du tableau de Mendeleïev / L'âge de la Terre / La découverte de Fourier : même le feu est régi par les nombres / La naissance de la chimie quantique / Une algèbre pour comprendre les structures électroniques des atomes et des molécules Dossier 2 : Aux frontières de la physique La chimie se partage avec la physique l'étude de la structure de la matière et des grandes lois qui régissent son comportement. Pas étonnant, donc, qu'un chimiste soit amené à jongler avec thermodynamique, mécanique quantique ou encore mécanique statistique. Structure atomique, liaisons, équilibres sont autant de notions fondamentales qui ne peuvent se comprendre sans l'éclairage des théories de la physique. L'énergie chimique dans tous ses états / Diamants sur paillasse / Les mystères de l'entropie / L'homme qui valait deux Nobel / Les urnes d'Ehrenfest / La loi d'Arrhenius / Boltzmann et l'irréversibilité, une histoire de probabilité... / Pourquoi la glace flotte dur l'eau / Équilibres et réactions Dossier 3 : Structures moléculaires et réactions La chimie s'intéresse à la fois aux propriétés des molécules et à leurs transformations les unes en les autres. Elle nous mène donc de l'échelle microscopique, qui est celles des atomes constituant les édifices moléculaires, à celle, macroscopique, des réactions chimiques que nous observons. Que l'une soit la clé de la compréhension de l'autre, c'est là le grand secret du chimiste! Cayley et le calcul des isomères chimiques / Un prix qui dynamite! / Le cristal, joyau de la nature, chef-d'oeuvre du chimiste / Le "démon" de Prigogine / Cristallographie et polyèdres : de Haüy à Fedorov / L'énigme de la chiralité / Le pH, les logarithmes et des cas limites / Structures cristalline ionique, constante de Madelung et énergie réticulaire / Les secrets mathématiques de l'équation de réaction / Les réactions oscillantes Dossier 4 : La chimie de pointe, les enjeux, l'actualité La chimie de demain sera-t-elle mathématique? Le décloisonnement des disciplines amène de plus en plus de scientifiques ( physiciens, mathématiciens, biologistes, informaticiens, astronomes, ingénieurs...) à la rencontre des problématiques des chimistes. Chimie interstellaire / Contrôler les molécules / Les fractales en génie chimique : de biologie en technologie chimique et énergétique / Traquer la structure d'une protéine jusque dans l'espace réciproque / La pile en deux temps, trois mouvements / Des nanoparticules d'or pour optimiser nos ordinateurs? / L'analyse en composantes principales, technique fondatrice de la chimiométrie Et toujours En bref - note de lecture - photomathons - jeux - problèmes - mathématiques récréatives - solutions

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SOMMAIRE Dossier 1 : Systèmes linéaires et transformations géométriques Les matrices, ce sont ces tableaux de nombres sur lesquels on peut définir des opérations naturelles. Ces objets algébriques permettent de modéliser naturellement les systèmes d'équation linéaires. Plus surprenant est leur rôle dans la description des transformations géométriques : les matrices leur ouvrent des horizons inattendus ! Espaces vectoriels : l'algèbre à l'assaut de la géométrie / Des matrices pour transformer / Le sens du déterminant / Transformations affines et points invariants / Systèmes linéaires et matrices / Comment rentrer dans le rang / Les nombres complexes comme ensemble de matrices / Le théorème de Cayley-Hamilton / Les fonctions homographiques Dossier 2 : Réduction de matrices Une matrice existe généralement sous différentes formes, ou plusieurs déguisements. Ainsi, pour pouvoir "lire" directement les propriétés d'une matrice. Il est utile de chercher la forme " la plus simple " qu'elle peut revêtir. Le pivot de Gauss en est un bon exemple : la nouvelle forme de la matrice ( triangulaire) permet une résolution immédiate d'un système linéaire. Diagonaliser pour calculer les puissances d'une matrice / Le pivot de Gauss / Similitude et diagonalisation / Diagonalisation, géométrie et algèbre / La trigonalisation / Manipuler des matrices avec un tableur Dossier 3 : Les matrices sont partout! Que l'on soit ou non mathématicien, les matrices nous environnent. La planète Neptune a d'abord été découverte sur le papier, grâce à un proto-calcul matriciel, avant d'être effectivement observée. L'économie, l'actuariat et la finance sont friandes de matrices. L'électronique, l'informatique et toutes les sciences ne peuvent s'en passer. Il est temps d'apprendre à reconnaître ces objets! Agrandir les images sans perdre en qualité / Partout en physique, des matrices / La trilatération / Les matrices actuarielles / Les tableaux entrées - sorties en économie / Matrices élémentaires en économie / Matrices et codes secrets / Les hommes préfèrent les grosses... matrices / Calculs matriciels en statistique multivariée / Les matrices d'Hadamard / Problèmes de géo-matrices Dossier 4 : Des matrices et des jeux Un grand nombre de jeux font intervenir des tableaux de nombres. Ainsi, derrière chaque jeu de grille logique, chaque sudoku, chaque carré magique se cache une matrice, souvent utile dans sa résolution. Mais les matrices se nichent parfois là où ne les attend pas : dans les jeux littéraires, l'écriture sous contraintes les a depuis longtemps déjà mises à contribution. Les carrés magiques : des matrices comme les autres / Divertissements littéraires / Les matrices sudokus / Les matrices lumineuses du Light Out / Problèmes / Les carrés magiques / Solutions Et toujours en bref - problèmes - solutions

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SOMMAIRE Dossier 1 : Mathématiques et pouvoir "Gouverner, c'est prévoir" selon Émile de Girardin. L'art de la prévision étant régi par les mathématiques, on peut s'attendre à ce que les hommes d'État accordent grand crédit à cette discipline. Pourtant, les hommes politiques français des dernières années semblent fâchés avec les mathématiques, dont ils n'ont de cesse de diminuer l'influence dans l'enseignement. La théorie des jeux pour modéliser la politique / Les révolutionnaires / Le principe de précaution / Quand mathématique rime avec politique / Pouvoir, mathématique et dérives mystiques / Astrologie et pouvoir / Jacques Attali, entre culture, mathématiques et pouvoir / La courbe de Plouffe / La logique de la Constitution / L'Académie des sciences, passerelle avec le pouvoir / L'homme moyen Dossier 2 : Les élections On pourrait croire que l'opinion des citoyens d'un pays démocratique s'exprime simplement par le biais des élections. Les choses sont beaucoup plus complexes. Quel que soit le système électoral, des choix techniques peuvent modifier considérablement le résultat des scrutins et conduire à d'étonnants paradoxes. Modéliser les préférences / Les paradoxes du suffrage universel / Le paradoxe du vote / Intérêt collectif versus intérêt individuel / Ne pas se fier aux apparences / L'inaccessible idéal de la démocratie parfaite / L'élection dans les États fédéraux / Le découpage électoral : stratégie ou magouille? / Les jeux, Internet et les élections / Manipulations légales / Les algorithmes de la proportionnelle / La méthode de D'Hondt / Cryptographie et vote électronique Dossier 3 : Statistiques et sondages Les statistiques, discipline récente des mathématiques, sont omniprésentes dans le monde d'aujourd'hui. C'est à elles que le langage journalistique emprunte le plus de termes : moyenne, estimation, échantillon, expérience, test, sondage. Ce sont justement aux sondages, un outil qui va bien au-delà de la simple mesure des opinions, que ce dossier s'intéresse en profondeur. Le pouvoir relatif des statistiques / Une brève histoire des outils statistiques / Du budget des familles à l'indice des prix / 20 000 selon la police / Coup d'oeil sur le recensement / Les Français paient-ils trop d'impôt? / Les Français, les statistiques et les hôpitaux / La croissance de l'espérance de vie / Des cahiers de doléances aux sondages / Le sondage qui aurait toujours tort / Marges d'erreur et méthodes de redressement / "La transparence des sondages est une nécessité " / Méthode aléatoire et méthode des quotas / Laplace, le hasard et les lois universelles / Cette pièce est-elle truquée? Dossier 4 : Retraites, assurances, impôts Ce sont encore les statistiques qui président à la plupart des actes de la vie économique et politique : fixation des impôts ou des primes d'assurance, spéculations boursières, évolution des salaires, règles du départ à la retraire. Autant de domaines où les politiques ne peuvent faire abstraction des mathématiques. Économie et politique, le fossé grandissant / Le problème des retraites et les comptes notionnels / Les primes d'assurance-vie / Mesurer la délinquance / Peut-on simplifier l'impôt? / La courbe de Laffer : trop d'impôt tue l'impôt Et toujours en bref -note de lecture - jeux - problèmes - solutions

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SOMMAIRE Les échecs et les grains de riz / La naissance de la théorie des jeux / Les frères ennemis / Une typologie des jeux Dossier 1 : Les jeux à information complète Les jeux qui se prêtent le plus naturellement à une étude théorique sont les "duels de réflexion pure à information complète", qui opposent deux joueurs disposant de toute l'information à chaque instant et ne faisant pas appel au hasard. Les échecs, les dames, les jeux de Nim en sont des exemples. Un graphe pour représenter un jeu / Les jeux de Nim / Information parfaite ou imparfaite / Les jeux de Nim infinis / Martin Gardner et ses successeurs / Les premiers paradoxes Dossier 2 : Les jeux à l'information incomplète Qu'est-ce qui va bien pouvoir différencier les "jeux à information incomplète " des duels de réflexion pure à information complète ? On le devine aisément : c'est soit l'intervention du hasard, soit l'asymétrie de l'information disponible pour les différents joueurs! Les jeux à information incomplète / La vente du billet de cent euros / Le désastre de Waterloo / La stratégie moderne / Les ventes aux enchères / L'auteur, le texte, le lecteur : trois joueurs / Les jeux de lutte et de coopération / L'équilibre de Cournot Dossier 3 : Les probabilités dans la théorie des jeux L'une des composantes de nombreux jeux est le hasard. Et qui dit hasard dit probabilités. Mais qu'il soit possible d'étudier les composantes aléatoires d'un jeu est une idée qui ne remonte qu'au XVIIème siècle! Pascal et Fermat / Roulette et martingales / Peut-on faire fortune au casino?/ Le théorème de la ruine certaine / Le paradoxe de Saint-Pétersbourg / De l'impossibilité de quantifier le hasard / L'optimisation du choix / Le poker / Le poker est un jeu de hasard... et de stratégie / Topologie des mains de départ / Valeur de votre tapis: l'Independant Chip Model / Le théorème des cotes Dossier 4 : Jeux de société, jeux dans la société Vivre dans une société organisée suppose d'accepter des règles communes et de les respecter. De là à créer un monde fantastique dans lequel l'imaginaire va être mis à contribution, il n'y a qu'un pas, qui fait des jeux une composante essentielle de notre société. De la persistance des règles de jeux / Le meilleur coup aux échecs / Le jeu de Hex / Enquête sur ka Récréation mathématique / L'awalé / Informatique et jeu / De la triche aux échecs / Le jeu de la vie / L'analyse rétrograde / Le glaive et la puce Dossier 5 : Jeux et enjeux On retrouve les jeux dans la modélisation de problèmes de la vie courante, qui gagneraient parfois à être reformulés et étudiés à l'aide de la théorie des jeux. Les gendarmes et les voleurs / Jouez-vous des embouteillages / Jeux littéraires / Les finales aux échecs / A vous de jouer! / Solutions Et toujours en bref -note de lecture - jeux - problèmes - solutions

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SOMMAIRE Invariants et lois mathématiques / Des invariants pour jouer / Les invariants en linguistique / Bienvenue au pays des invariants empiriques / La loi des levées totales au bridge / Les invariants comme outils de preuve Dossier 1 : Les invariants en arithmétique L'un des invariants les plus élémentaires qui soient est la parité. Pourtant, il permet déjà de résoudre une multitude de problèmes et de comprendre bon nombre de casse-tête. La parité permet par exemple de comprendre pourquoi le Taquin ne peut être résolu. D'autres invariants de même nature, tels que les congruences ou la signature des permutations sont utilisés, par exemple pour confectionner des codes correcteurs d'erreurs. Parité et congruences / Les effets magiques des invariants / Le Taquin et le nombre d'inversions / Signature d'une permutation / Compter les drapeaux et les colliers / "Ce qui ne varie pas" / Des invariants pour décrypter / Les codes correcteurs d'erreurs / Bibliographie / Problèmes / Solutions Dossier 2 : Les invariants en géométrie Comment distinguer les différentes géométries apparues au cours des siècles? La réponse fournie par Felix Klein repose tout entière sur la notion d'invariant. Depuis, les invariants sont omniprésents: la recherche de points fixes, de propriétés ou de lieux fait généralement intervenir un invariant géométrique. Transport de propriétés par les transformations géométriques / Invariance globale, invariance point par point / Résoudre le Rubik's Cube / Invariance en géométrie / L'invariant de Dehn / Le birapport / Invariance par dualité / D'où la photo a-t-elle été prise? / La caractéristique d'Euler-Poincaré / Les polyèdres de Platon sont-ils des invariants? / Les invariants et le programme d'Erlangen Dossier 3 : Les invariants en analyse et en typologie L'introduction par Henri Poincaré de nouveaux inva¬riants en topologie à la fin du XIXe siècle constitue un progrès scientifique majeur. Quelques années plus tard, Emmy Noether explique comment les lois de la physique découlent de la recherche d'invariants mathématiques. théorèmes de point fixe / Les suites récurrentes et le point fixe / La méthode de la descente infinie de Fermat / Un déterminant discriminant / Les règles d'intégration de Bioche / Les invariants topologiques / Invariants en théorie des noeuds / Emmy Noether et les invariants en physique / Les invariants de classe, au service de la qualité logicielle Et toujours en bref - notes de lecture

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SOMMAIRE Dossier 1 : Grands mathématiciens français Les grands mathématiciens français ne se sont pas tous enfermés dans leur tour d'ivoire. Quelques-uns d'entre eux ont fait plus que produire de brillants résultats: ils Ont marqué leur temps et porté haut les couleurs de la France par l'influence qu'ils ont eue. Descartes, le doute comme méthode / Pierre de Fermat, la saga d'un théorème / Blaise Pascal, entre coeur et raison / D'Alembert et la factorisation des polynômes / Joseph Fourier, la physique mathématique / Galois, génie et héros romantique / Henri Poincaré, toujours aussi actuel / La meilleure et la pire des erreurs de Poincaré / L'histoire extraordinaire de Nicolas Bourbaki / Mandelbrot, l'inventeur des fractales / Jean-Pierre Bourguignon, ambassadeur de la recherche / Cédric Villani, l'ambassadeur par excellence Dossier 2 : Les vulgarisateurs Ils aiment les mathématiques, mais ils ont surtout envie de les faire aimer. Pour s'adresser au public, ils ont su utiliser les facettes les plus aimables de la reine des sciences, en les déclinant pour toucher toutes les sensibilités. Portrait de quelques-uns de ces acteurs souvent peu connus. Bachet de Méririac, le premier " passeur " / Edouard Lucas, ludographe et mathématicien / Ceux qui ont fait Tangente / Portrait : Gilles Cohen / Jean-Pierre Boudine : à propos de "UN" / Le CIJM/ Pierre Berloquin, des livres et des jeux / Les jeux du monde / Il y a autant de points sur une droite que dans un plan!/ Philippe Boulanger : plus fort qu'Einstein Dossier 3 : Les écrivains Ils ont un talent d'écriture reconnu, ils aiment les mathématiques et ils ont envie de le faire savoir. Certains ont été des écrivains reconnus avant de faire connaître ce goût et de contribuer à la diffusion de l'image des mathématiques. D'autres sont « matheux » à l'origine ont réussi, grâce à leur talent littéraire, à mettre en scène les mathématiques et à faire parler d'elles. Ambassadeurs littéraires des mathématiques / Culture scientifique et culture générale : Denis Guedj, l'amant des maths/ L'invraisemblable nombre Oméga / Paul Valéry et les maths / Analogie et transport de prorpiétés / La révolution des sept ponts / Le boss des maths / La gardienne des lieux Dossier 4 : Math Quiz Et si on s'amusait un peu pour finir ce hors série? Avec les maths et avec la langue française? En distinguant les connaissances des idées reçues? Douze petits questionnaires aux thèmes variés vous attendent, créés à l'occasion des 25 ans du magazine Tangente. Le triangle / Les nombres premiers / Les maths français / Les revues et livres mythiques / Les polygones / Les courbes / Les grands théorèmes / Probabilités et statistiques / Les citations / L'algèbre / Le cercle / La trigonométrie / Solutions

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SOMMAIRE Impossibles ces figures? / Littlewood, le mathématicien qui tutoyait l'impossible Dossier : 1 C'est impossible, on l'à montré! De nombreux problèmes datant de l'Antiquité ont été prouvés insolubles, alors même qu'ils étaient bien posés. Certains sont devenus de grands classiques. La quadrature du cercle/ La trisection de l'angle / Impossible est-il géométrique? / Rapports d'engrenages impossibles: comment ne pas se casser les dents / Des imaginaires parfois complexes / Quand des systèmes élémentaires sont impossible / Systèmes linéaires impossibles et inverses généralisés / Raymond Queneau et les équations de degré 5 / Un découpage paradoxal et néanmoins rigoureux / Théorème d'impossibilité relatifs à des élections / Algorithmes numériques impossibles Dossier 2 : Variations autour de la notion de preuve Les sciences progressent souvent en posant des questions qui reflètent l'intuition de leur auteur. En mathématiques, ces questions reçoivent le nom de conjectures. Parfois des démonstrations sont fournies, mais si difficiles à reproduire qu'un doute subsiste sur leur validité. L'outil informatique peut alors être d'un grand secours. La notion d'axiome à travers les siècles / Le statut particulier des conjectures / Les grandes conjectures / L'impossible de Gödel : la fin d'un rêve / Des preuves inacceptables ?/ Les grands théorèmes / Le monumental théorème de Feit-Thompson reçoit une preuve formelle /Quand les calculs deviennent impraticables Dossier 3 : Ils existent, mais où sont-ils ? En mathématiques, il est possible de démontrer que des objets existent sans jamais les exhiber. On parle alors de preuves non constructives. Cela pose sous un angle nouveau la question de l'existence en mathématique: suffit-il de définir un concept pour lui donner vie, ou doit-on explicitement le construire ? L'échelle de l'existence mathématique / Impossibles, les événements de probabilité nulle? / Les infinitésimaux nilpotents pour l'analyse / Les fonctions réciproques / Les fonctions implicites Dossier 4 : Jouer avec l'impossible Il est facile, si l'on n'y prend garde, de tomber dans le piège d'un raisonnement subtilement erroné. Plusieurs paradoxes reposent sur de telles manipulations. Des esprits curieux vont alors explorer les conséquences des règles de la logique, par exemple pour résoudre un problème d'apparence impossible dont il semble que toutes les données soient manquantes. Le problème impossible / Un problème impossible et néanmoins soluble!/ Magiciens de père en fils / Paradoxes et démonstrations paradoxales / Les bijections inattendues / On va faire un petit tour... en base 4 / Ces extraordinaires courbes de remplissage / Les jetons bicolores / L'égalité de tous les réels ou le théorème de l'impôt cible / Impossible, même à un Dieu omnipotent? / Les chaussettes de Ramsey / Les trois dès Et toujours en bref - notes de lecture - problèmes - solutions

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SOMMAIRE Aux origines de l'intégrale / Newton vs Leibniz / L'accueil mouvementé du calcul intégral / De Cauchy à Lebesgue / Le surplus du consommateur / L'intégration en physique / L'Able intégrale Dossier 1 : L''intégrale de Riemann L''intégrale, outil analytique par excellence, répond à l''origine à un besoin de nature géométrique: calculer l''aire délimitée par des courbes du plan. Aire et intégrale / La quadrature de la cycloïde / La construction de l'intégrale de Cauchy / Les sommes de Darboux et de Riemann / L'intégrale de Riemann / L'intégrale pour mesurer des grandeurs / Les formules de la moyenne Dossier 2 : Les bases du calcul intégral Une fois l''intégrale définie et son usage délimité, se pose la question de son calcul. Si certaines méthodes n''exigent qu''un minimum de technique, la plupart des intégrales nécessitent un calcul qui passe par la détermination de primitives de la fonction à intégrer. De la primitive à l'intégrale / L'intégration par parties / La technique du changement de variable / Les règles de Bioche / Les méthodes de quadrature /Les méthodes de quadrature / Calcul approché d'intégrales / Les méthodes de Monte-Carlo / Les théorèmes de Guldin / L'élégance de l'intégration terme à terme / La formule de Wallis Dossier 3 : Extensions de la notion d''intégrale L''histoire de l''intégrale ne s''arrête pas avec Riemann, ni même avec Lebesgue! Sa construction non plus. De nombreux mathématiciens ont cherché à étendre la notion d''intégrale à des classes de fonctions de plus en plus générales, pour simplifier la présentation ou pour les besoins d''une application. Les intégrales multiples/ L'intégrale de Stieltjes / Théorie de la mesure et intégrale de Lebesgue / Y a t-il une intégrale après Lebesgue? / Le passage difficile de l'intégrale de Riemann à l'intégrale stochastique / Dérivées et intégrales dans le monde des 0 et des 1 / Intégration dans le plan complexe : le théorème des résidus / La puissance de l'intégration fractionnaire / Les intégrales de Coxeter Dossier 4 : L''intégrale en analyse L''intégrale est omniprésente en mathématiques et dans les applications. Elle intervient aussi bien en physique qu''en théorie du signal ou en tomographie, et dans pratiquement tous les domaines de l''ingénierie et de la finance. Convergence d'intégrales impropres / Intégrales de Fresnel, intégrale de Poisson / Suites et fonctions définies par une intégrale / Calcul de pi / Les intégrales eulériennes / La transformée de Laplace / Série et transformée de Fourier / Les atouts de la comparaison entre série et intégrale / Intégrales de bases / Le produit de convolution Et toujours En bref - problèmes - solutions

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SOMMAIRE Peut-on définir une esthétique des mathématiques?/ Ô mathématiques sévères / Quelques passerelles entre arts et maths Dossier 1 : La beauté intrinsèque des mathématiques Tous les mathématiciens vous le diront: les mathématiques sont belles. Il est cependant parfois difficile pour le profane de saisir le sens d'une telle affirmation. Qu'est-ce qui peut susciter le sentiment esthétique dans un domaine aussi abstrait? Quelle belle démonstration!/ Un problème résolu perd-il son attrait? / La beauté cachée des structures géométriques / Élégance et mathématiques / Faire des maths par plaisir.Perversion, réalité ou utopie? / L'esthétique de l'illusion : quand l'ellipse devient parabole / L'esthétique génératrice d'une erreur chez Fermat / Les "bonnes mathématiques" selon Terence Tao / Belles démonstrations Dossier 2 : La beauté artistique révélée par les maths Qu'ils soient peintres, poètes ou compositeurs, nombre de créateurs utilisent, consciemment ou non, des processus qui peuvent être analysés grâce aux mathématiques. La littérature et la musique s'y prêtent à merveille, mais, au-delà de la symétrie, la photographie et les arts plastiques permettent des dialogues inattendus avec les mathématiques. Des arts qui rencontrent les maths / Les évolutions se l'art fractal / La photo pour illustrer les maths / Ces écrivains qui parlent maths/ Léo Ferré, la poésie des mots mathématiques / Léo Ferré ,la poésie des mots mathématiques / Surprises littéraires d'un arithmomane / La symétrie dans la poésie française / L'accord parfait, si beau car math/ Maths'b'pop : géométrie et symétrie au servie de la chanson / Esthétique photographique, moyenne et médiane statistiques / Bouquet de pensées esthétiques Dossier 3 : Éthique et mathématiques Les mathématiques sont peut-être, plus que toute autre discipline scientifique, un trait d'union privilégié entre le beau et le bon. Leur utilisation dans des sujets sensibles comme la guerre, la finance ou l'assurance-vie, le rôle d'outil de sélection qu'elles jouent dans l'enseignement, peuvent alors être questionnés. De l'esthétique à l'éthique par les maths / L'exigence de la preuve est-elle une éthique?/ Les maths dans la formation citoyenne / Racisme et maths: incompatibilité / Les maths comme outil de sélection/ Bouquet de pensées éthiques / Aux origines de l'éthique scientifique / Modèles mathématiques et crise financière / L'éthique des maths en finance / L'assurance-vie sous un éclairage éthique/ En bref Dossier 4 : Éclectique Jacques Bair À l'occasion du départ à la retraite de Jacques Bair, Tangente consacre un court dossier à l'un de ses collaborateurs les plus dévoués, qui s'est investi corps et âme dans la diffusion des mathématiques en s'appuyant sur ses passions (ses « tics » diraient certains) : l'analyse non-standard et les mathématiques de la gestion. Jacques Bair : de la convexité à la didactique / Analyse classique ou analyse non standard? / Le Chat de Geluck préfère l'analyse non standard Et toujours Problèmes de toute beauté - solutions - en bref

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SOMMAIRE La Société informatique de France / Le Prix Bernard Novelli / Les perspectives de l'informatique au XXIème siècle / Informatique, popularisation et médiation / Intelligence artificielle et philosophie Dossier 1 : Mathématiques pour l'informatique L'informatique n'existerait pas sans les mathématiques. Les procédures qu'elle utilise, les algorithmes et les structures de langage qui permettent la programmation, la vérification de programme s'appuient sur des théories mathématiques dont certaines ont été algèbre de Boole, notion de complexité ont apporté à l'informatique le support théorique qui en fait une science à part entière. La préhistoire de l'informatique / Babbage et le premier ordinateur potentiel / Le programme de Lady Ada King / Les messages qui se corrigent tout seuls / Alonzo Church, Alan Turing et la calculabilité / Algèbre de Boole / Langages et récursivité / Langages rationnels et automates finis / Complexité de Kolmogorov et profondeur logique de Bennett / Comment éliminer les spams Dossier 2 : Informatique pour les mathématiques Comme toute progéniture reconnaissante, l'informatique a bien rendu aux mathématiques ce qu'elle leur droit. L'expérimentation, la simulation, le calcul haute performance, la démonstration automatique sont quelques-unes des nombreuses portes ouvertes par l'informatique aux mathématiques. Mathématiques expérimentales / Les automates cellulaires et le jeu de la vie / Démonstration, l'ordinateur à la rescousse / Espaces de Banach et informatique théorique / Le problème fondamental de l'informatique théorique: P est-il égal à NP? / La simulation numérique / Le calcul haute performance / Quelques problèmes de calculs Dossier 3 : Des applications qui changent le monde Mathématiques et informatique, une équipe gagnante. Que d'applications de ce partenariat talentueux voient régulièrement le jour! Compression des images, cryptographie, sécurité informatique... L'utilisation des modèles mathématiques sophistiqués agissant sur les données massives ( en finance, biologie, commerce...) fait même débat dans la mesure où elle pose des questions d'éthique inédites. Images numériques, du pixel à la topologie / La méthode de Monte-Carlo : application à un investissement financier / Pirater un site ou une messagerie / Limiter la collecte des données personnelles : un problème juridique NP - difficile / Le langage des molécules du vivant / GroLopin et les plans projectifs finis / Le traitement du signal / Protégez-vous des hackers! / Le Cloud / Le classement des pages par les moteurs de recherche / Entre le robot et l'homme, les mathématiques / La cryptographie, à l'origine de l'informatique Et toujours En bref, problèmes, solutions et notes de lecture

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SOMMAIRE Angles corniculaires et de demi-cercle chez Euclide / D'Euclide à Hilbert / Les multiples personnalités de l'angle / L'angle, un concept ambivalent / Quelques inégalités angulaires / Dans le triangle / Les angles opposés par le sommet Dossier 1 : Les angles en géométrie classique Chacun de nous les a rencontrés à l'école et pense tout savoir d'eux, qu'ils soient exprimés en grades, degrés ou radians. Les outils qui permettent de les construire sont connus de tous : règle, compas, rapporteur Pourtant, la notion d'angle n'est pas si simple, à commencer par sa définition! Le théorème de l'angle inscrit / Les rotations et symétries, des transformations qui tournent bien / Tous les triangles sont-ils équilatéraux? / le billard, une affaire à rebondissements / Sous l'angle des symétries / Angles et lunules quarrables / L'exponentielle complexe / Courbes orthoptiques et friandises géométriques / Les transformations conformes Dossier 2 : La trigonométrie La trigonométrie n'a pas toujours bonne presse. Elle est pourtant d'une importance capitale pour se repérer , tant en mer que dans l'espace. L'approche géométrique des nombres complexes lui a donné ses lettres de noblesse. Du théorème de Pythagore à une formule de trigonométrie / Le théorème des sinus / Angles, fonctions hyperboliques et génie électrique / Angles, produit scalaire et orthogonalité / L'astronomie, grande consommatrice de trigonométrie Dossier 3 : Mesurer les angles Le plus simple pour mesurer un angle est de prendre son rapporteur. Très bien, mais comment mesurer des angles sur le terrain, entre des éléments de paysage? Ou en mécanique de précision? Ces questions nécessitent de revenir au sens physique de l'angle. D'où nous viennent les degrés / La mesure des angles / L'arc de sinus, d'al-Khawarizmi à Apian / Le dos de l'astrolabe, alidade et carré des ombres / L'astrolabe planisphérique / Faisons le point/ Des angles dans tous nos outils / Des phases qui nous font tourner la tête! Dossier 4 : La géométrie dans l'espace Dans l'espace, la notion d'angle solide s'inspire de celle d'angle du plan. À la différence près que si les rotations du plan sont aisées à comprendre, leurs homologues en trois dimensions ne se laissent pas appréhender de la même manière L'angle solide / Les systèmes élémentaires de coordonnées / Des géométries sous un nouvel angle / Les coordonnées géographiques / Toutes latitudes / Les rotations, si simples avec les quaternions!/ Quand les atomes s'organisent / Une notion d'angle même dans des espaces très abstraits Et toujours En bref, le dictionnaire des angles, notes de lecture, références, problèmes et solutions

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SOMMAIRE Les onze états du taureau de Picasso / Tous les chemins mènent à Königsberg Dossier 1 : Les types de graphes Quelques points et des traits pour les relier suffisent à créer un graphe. Une idée aussi simple se devait d'engendrer un monde foisonnant d'objets: les idées les plus élémentaires sont souvent les plus riches! Les graphes planaires / Quand les chemins ne se croisent pas / Gardons le sens de l'orientation et restons pondérés! / Obstruction et stabilité / Les matrices entrent en scène / Le graphe de l'amitié et le moulin à vent / Des arbres au secours des probabilités / Des graphes et des surfaces à partir d'un carré / Le théorème des quatre couleurs / Colorier, un défi innocent et redoutable / Le théorème des graphes parfaits / Cliques et théorème de Turan/ La formule d'Euler et les solides de Platon / Le polyèdre de Czàszàr, un monstre topologique / Diagrammes de Schelegel : les polyèdres sont des graphes! Dossier 2 : Des applications à la vie quotidienne De par leur structure purement topologique, les graphes sont un puissant outil d'aide à la décision. Ils sont utiles pour planifier et ordonnancer les tâches dans une chaîne de production, gérer les priorités dans un projet, ou hiérarchiser les étapes dans une suite d'instructions informatiques... La fourmi et le problème du voyageur de commerce / Un projet dans le bon ordre, la méthode PERT /L'algorithme de Dijkstra / Quand le chemin se joue aux dés / Un problème de téléphonie mobile / Desa rbres pour faire passer les trains / Comment éviter les bouchons / Un arbre pour le théâtre / Entre sens et texte / Les livres dont vous êtes le héros Dossier 3 : Dans L'informatique Que serait la théorie des graphes aujourd'hui sans l'informatique ? Qu'il s'agisse de trier des données, de compresser des fichiers ou de rechercher un mot dans un texte, on retrouve partout une structure de graphe dans un ordinateur. Parler à son ordinateur / Retrouver un mot dans un texte / Les réseaux de neurones / Des listes autrement qu'en ligne / Des arbres à compresser Dossier 4 : Jeux de graphes La théorie des graphes permet de comprendre, voire de résoudre une grande quantité de jeux de réflexion ou de jeux mathématiques et logiques, parfois de manière inattendue (voir à ce sujet le numéro 46 de la Bibliothèque Tangente). A contrario, les graphes peuvent être à la source d'une catégorie de récréations dont les plus classiques sont des problèmes de labyrinthes. Arbres, jeux et stratégies / Graphes sur un échiquier / Algorithmes en graphes / Graphes et labyrinthes / Résoudre des énigmes à l'aide des graphes / Jeux et problèmes / Solutions et en bref

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SOMMAIRE Démonter : une histoire au long cours Dossier 1 : Les fondements de la preuve La possibilité de convaincre avec une absolue certitude fait à elle seule la spécificité des mathématiques, la différenciant des autres sciences. Tout au long d'une longue histoire, qui remonte aux Grecs de l'Antiquité et qui continue à s'écrire aujourd'hui, la recherche d'une justification, d'une preuve, d'une démonstration, a constitué l'activité qui caractérise le mathématicien. Les bases de la logique / Cela existe, je l'ai démontré! / Bien choisir son axiomatique / Les limites de la preuve / Kurt Gödel, le vrai et le démontrable / Une démonstration peut-elle être purement visuelle? / Le rôle de l'analogie en mathématiques / Preuve et logique Dossier 2 : Les grands classiques Les différents modes de démonstration sont aujourd'hui bien établis. Certains datent de l'Antiquité, d'autres sont nés en France au XVIIe siècle. Le raisonnement par récurrence, qui est selon Henri Poincaré « une propriété de l'esprit lui-même », est plus récent. Tout l'art est de comprendre quelle technique de raisonnement s'appliquera à un problème donné... Démontrer : une grande variété de méthodes / Analyse et synthèse : une particularité des mathématiques / Pour un tiroir de plus.../ Comment trouver un bon invariant / La démonstration par récurrence / L'étrange axiome du choix / La récurrence et la base incomplète / Les joies du transport de propriétés / Cantor et les infinis Dossier 3 : De nouvelles formes de preuves Si les bases de la logique sont désormais bien établies, de nouveaux outils pour la démonstration continuent à être introduits en mathématiques. L'arrivée des ordinateurs pose plusieurs questions fondamentales: les algorithmes utilisés produisent-ils toujours un résultat, ou peuvent-ils boucler sans fin ? Peut-on distinguer un problème « facile » d'un problème « difficile»? Des calculs à n'en plus finir / Non, les problèmes ne sont pas tous de même difficulté! / Manipuler pour démontrer / Même le hasard peut créer des certitudes / La méthode d'exhaustion / L a théorie homotopique des types : de nouveaux fondements des maths ? Dossier 4: Les apports de l'informatique L'informatique théorique est la science qui nous a le plus obligés à repenser la notion de preuve. Les analogies entre démonstration mathématique et programme informatique sont maintenant bien établies. L'ordinateur offre des moyens de calculs inédits. Il devient même possible de certifier qu'une preuve mathématique est effectivement valide. La démonstration automatique : un enjeu crucial / Prouver rapidement qu'une propriété est vérifiée ... ou pas / Comment prouver son identité / Une preuve de maths est un programme informatique ! / Vérifier une preuve en n'en lisant que quelques lettres ! / Le "petit"théorème PCP / Réduire la taille d'une preuve Et aussi La preuve par le contre-exemple / Idées lumineuses Et toujours En bref - notes de lecture - problèmes- solutions

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La notion de fonction, omniprésente dès les origines des sciences, se précise au XVIIe siècle pour les besoins de la physique. Il devient alors possible, grâce au calcul infinitésimal, d'étudier les trajectoires, vitesses et accélérations d'objets en déplacement, comme les billes... ou les planètes. L'intuition physique doit alors faire place à la rigueur d'un raisonnement mathématique. C'est l'occasion pour Newton, Leibniz et Bernoulli de mettre en évidence le concept sur lequel s'appuyer : celui des fonctions, précisément ! SOMMAIRE Petit voyage à travers les âges : de l'expression à la fonction Dossier 1 : Le concept de fonction Une fonction f est un processus, une "boîte noire", qui, à partir d'un objet x pris dans un ensemble E, en fait correspondre un autre. Essayer de formaliser précisément cette idée naïve s'est révélé une belle gageure : des Babyloniens à Euler en passant par Newton et Leibniz, personne n'a su proposer une définition qui fasse l'unanimité! Fonction ou application? / Vous avez dit "affine"? / Fonctions + itérations = fractales / Les fonctions dans la nature / Les fonctions en informatique Dossier 2 : Continuité, dérivabilité, primitive La notion de dérivée d'une fonction en un point est un concept directement issu de la physique, qui permet d'exprimer de manière quantitative la vitesse d'un mobile à chaque instant. Il n'est pas vrai que toute fonction continue soit dérivable; il est moins facile d'imaginer qu'il existe des fonctions continues qui ne sont dérivables en aucun point! Continuité locale, continuité sur un intervalle / Provocantes fonctions discontinues / La controverse des cordes vibrantes / Effet de seuil : les aberrations de la discontinuité / Le théorème des valeurs intermédiaires / De la tangente à la dérivée / Souvent, fonction varie.../ Résoudre des équations : le théorème de Rolle à la rescousse / Approximations et dérivées successives / Interpoler, extrapoler et approximer : trois idées complémentaires / Une approche primitive de l'intégration Dossier 3 : Courbes, graphes, équations Pour les algébristes de la Renaissance, la fonction est une sorte de "formule magique" qui permet d'obtenir une solution à une équation polynomiale. Avec l'arrivée des solution à une équation polynomiale. Avec l'arrivée des coordonnées, les fonctions se transforment en graphiques, en courbes, en surfaces... avant de devenir plus abstraites. Courbes et fonctions / Des courbes pour dessiner / Équations algébriques : une histoire sans fin! / Équations différentielles et variations / Les fonctions de plusieurs variables / Quand la relation n'est pas bien définie : les fonctions implicites Dossier 4 : Nom d'une fonction ! Les fonctions sont la dynamique des maths. Elles nouent des relations entre les nombres, les figures géométriques, les structures algébriques ...Les classifier en fonction de leur spécificité s'est naturellement imposé. Cette nomenclature a permis d'immortaliser les patronymes de savants comme Euler, Lagrange ou Tchebychev. Ces incontournables fonctions polynomiales / Les fonctions trigonométriques/ Discrètes et fondamentales : les fonctions arithmétiques / Euler et la postérité de son indicatrice / Monstrueuses fonctions! / Les séries de fonctions / Une nouvelle approche combinatoire : les fonctions génératrices / Les variables aléatoires / Les fonctions spécifiques aux statistiques / Analyse fonctionnelle : les opérateurs sont dans la place / Les distributions de Schwartz Et aussi Les fonctions dans la vie courante / Fonctions et manipulation / Elles ont un nom Et toujours En bref - Note de lecture - problèmes - solutions

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SOMMAIRE Mathématiques des assurances : les mal aimées? / Analyse, probabilités, statistiques : pour comprendre l'assurance / Des actuaires et des journaux Dossier 1 : Les secrets de l'assurance vie Les premières rentes viagères datent de l'Antiquité. Que de chemin parcouru pour aboutir au panel de contrats d'assurance vie dont on dispose aujourd'hui ! Pour arriver à proposer des produits adaptés à chaque profil, il n'y a pas de secret : il faut disposer de données fiables. Naissance et évolution des tables de mortalité / Comprendre les tables de mortalité / Ajuster les tables de mortalité aux observations / La tarification des assurances vie classiques / Mortalités prospectives Dossier 2 : Couverture accident Les particuliers essaient de mettre leurs proches à l'abri, les entreprises tentent de se prémunir contre les risques financiers ou ... climatiques! Comment les assureurs évaluent-ils les primes associées à chaque type de couverture? Les risques maritimes à l'origine des assurances / Prendre en compte les événements rares, des modèles en cascade / Comment tarifer a priori... sans a priori / La tarification a posteriori, une belle application des chaînes de Markov / La prime technique : pour une tarification efficace / Nouvelle : à l'Institut intergalactique, on assure ! Dossier 3 : Les horizons nouveaux Notre société est de plus exigeante en matière de couverture de risques, et de nouveaux champs d'application des assurances apparaissent régulièrement. Les produits classiques doivent évoluer vers plus de flexibilité. Se protéger contre les risques météorologiques / Le Big Data en assurance, des perspectives étonnantes / Produits d'assurance vie de nouvelle génération / Assurance vie ou épargne ? Les produits Universal Life / Les contrats en unités de compte / L'assurance dépendance Dossier 4 : Gérer des réserves, éviter la ruine Les premiers calculs mathématiques d'une prime d'assurance équitable ont abouti... à des faillites! C'est le problème du provisionnement qui n'avait pas été bien évalué. Provisionner et gérer ses réserves / Couvrir le règlement des sinistres, un défi pour l'assureur / Les compagnies d'assurance risquent- elles la faillite ? / Srinivasa Varadhan et les événements rares / Fortis, Dexia : les conséquences d'une mauvaise gestion / Il y a garantie et garantie /La gestion actif-passif Dossier 5 : Les retraites Le vieillissement des populations est un fait. Les systèmes de retraite doivent évoluer pour équilibrer cotisations des actifs et paiements des retraités, à qui il faut garantir une fin de vie digne. Un vieillissement irréversible de la population / Répartition ou capitalisation? Les clés pour comprendre / Entre capitalisme et solidarité, un choix de société / Les fonds de pension : késako ? /Les fonds de pension américains / Retraites en Belgique : à la découverte des trois piliers / Retraites : quel modèle pour l'évolution des mortalités? Et toujours En bref - notes de lecture - problèmes et solutions

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SOMMAIRE La place grandissante des mathématiques dans les études de médecine / Les débuts difficiles de la statistique médicale / La carte du cerveau Dossier 1 : Modèles et épidémiologie La transmission externe des virus comme la propagation interne des microbes peuvent être modélisées par les systèmes dynamiques. Les mathématiques contribuent ainsi à juguler voire éradiquer des maladies. Histoire de modèles / La propagation des épidémies / Daniel Bernoulli et la modélisation de la variole / Le modèle de Ross : une explication de l'extension du paludisme Dossier 2 : Statistiques pour le diagnostic Que ce soit pour comparer les effets de médicaments différents, pour déterminer un indice de masse corporelle idéal ou pour quantifier la fiabilité d'un test, le recours aux raisonnements probabilistes et statistiques se révèle indispensable! Diagnostic, les raisonnements médicaux / Aider à la détection de l'ostéoporose / L'indice de masse corporelle / Etienne Hatvani, aux origines de la statistique hongroise / Le théorème de Bayes, un outil pour le médecin / Markov: les chaînes de l'espoir / Deux paradoxes statistiques en médecine / Odds-ratio : les risques relatifs / Médicament versus placebo / Gérer les carences ou les excès en taux d'iode Dossier 3 : Contre le cancer Tout n'a pas été tenté contre le cancer, loin s'en faut. Depuis une trentaine d'années, les mathématiciens s'n mêlent. Les modèles à base d'équations différentielles et d'équations aux dérivées partielles commencent à produire des résultats thérapeutiques spectaculaires. Un modèle probabiliste pour l'immunothérapie du cancer / Benoît Perthame : "Comprendre les résistances aux thérapies anticancéreuses" / Des équations différentielles en oncologie / Les lois de la croissance tumorale / Une modélisation mathématique de l'évolution d'un cancer métastatique Dossier 4 : Nouvelles techniques médicales La géométrie, l'analyse de Fourier, la théorie des ondelettes ou encore l'analyse de données sont quelques branches des mathématiques qui sont sollicitées pour mettre au point des technologies innovantes dans les domaines de l'imagerie ou de la robotique. Les maths en imagerie médicale / Imagerie médicale, les maux en images / Les objets de santé connectés / Les maths du cœur Et aussi Les médecins matheux / La saga des courbes médicales / Nouvelle : la pustulite versicolore palpitante Et toujours Problèmes et solutions