Mathematiques pour les initiés

Vladimir Arnold Trivium – conclusion

Avant les vacances d’été j’avais écrit un billet avec les exercices du Trivium mathématique de Vladimir Arnold. Grâce aux efforts estivaux de certains lecteurs, notamment de JLT, presque toute question a trouvé sa solution (sauf les 27, 41, 51, 58, 68, 69, 70, 73, 74). Quelle conclusion peut-on tirer ? D’abord ce trivium est loin d’être […]

Les limites des logiciels de calcul formel?

Dans ce billet j’ai posé l’exercice de montrer que la loi binaire x¤y := x(y2+1)½+y(x2+1)½ définit une structure de groupe sur l’ensemble des réels. Le seul obstacle est l’associativité; la preuve n’est pas très difficile (il s’agit d’un simple transport de la loi + par le sinus hyperbolique). Mais avec Maple je n’arrive pas à […]

Question codage Maple

Ce matin en TP Maple je voulais coder une chose qui semble toute anodine : créer le liste des fonctions x —> sin(kx) où k=0,..,100. Il est facile de créer la liste des expressions sin(kx) où k=0,..,100, et dans les cas pratiques on peut se débrouiller avec ça. Mais créer la liste de ces fonctions […]

La collection d’exercices de Vladimir Arnol’d

En 1991 le mathématicien russe Vladimir Arnol’d publia un Trivium mathématique (fichier pdf). Il y vise ceux qu’il appelle les mathématiciens ignorants qui ont étudié les super-variétés ou les théorèmes de plongements mais ne savent pas résoudre des problèmes concrets et simples — ou, avec les mots de Pólya, ceux qui ressemblent à des singes […]

Fibres d’une application complexe

Hier Pierre Lecomte a posé dans son blog un exercice sur des angles et la cotangente qui m’a inspiré la généralisation complexe suivante. Notons \(A :=\left\{ (\alpha,\beta,\gamma)\in(\mathbb{C}\setminus\pi\mathbb{Z})^3\;|\; \alpha+\beta+\gamma\in\pi\mathbb{Z}\right\}.\) Question: Déterminer les fibres de l’application \(f\: :\; A\: \to \: \mathbb{C}^3 \) définie par \(f(\alpha,\beta,\gamma)=(\cot\beta\cot\gamma,\,\cot\alpha\cot\gamma,\,\cot\alpha\cot\beta).\) Réponse: Soit H est l’hyperplan de C3 d’équation u+v+w=1 et Dk, […]

Torsion du bras – le groupe fondamental de SO(3)

Dernièrement nous avons parlé de groupes cycliques et du groupe de rotation SO(3). Aujourd’hui nous allons revisiter ces deux notions pour explorer une jolie propriété en mathématiques. Voici une petite vidéo où je tourne mon bol de café au lait. Plus précisément je lui fais deux tours complets. On remarquera qu’après le premier tour mon […]

Faut-il un corps pour la méthode du pivot ?

A l’occasion de la solution d’un joli exercice de type colle sur les matrices (voir le blog de Pierre Lecomte), je suis naturellement amené à poser la question suivante. Soit A une matrice inversible à coefficient dans un corps. Alors par des opérations élémentaires sur les lignes on peut transformer A en la matrice unité. […]

Lieu discriminant

Mon dernier billet où on parlait de racines multiples de polynômes m’a rappelé quelques souvenirs de notions que j’avais apprises pendant ma maîtrise. Le résultant de deux polynômes Considérons deux polynômes \(P=a_0+a_1 X+a_2 X^2+\,\cdots\,+a_n X^n,\;Q=b_0+b_1 X+b_2 X^2+\,\cdots\,+b_m X^m.\) Leur résultant R(P,Q) est le déterminant de la matrice de Sylvester, matrice carré d’ordre m+n dont on […]

Question sur les groupes topologiques

Un groupe topologique est un ensemble G munie d’une structure de groupe et d’une topologie telles que la loi interne \(G \times G \rightarrow G ,\;\; (x,y) \rightarrow xy,\) et la formation d’inverse \(G \rightarrow G ,\;\; x \rightarrow x^{-1},\) sont des applications continues. En autres mots les deux structures, l’algébrique et la topologique, sont […]

Peut-on relier deux points par un chemin injectif ?

Les commentaires du billet un exercice de topologie sur le blog de PB soulevait quelques questions intéressantes. Une parmi elles possède la réponse suivante : Dans une variété topologique connexe on peut relier tout couple de points distincts par un chemin injectif. Remarquons que ce résultat ne vaut plus sur des espaces non-séparés comme la droite […]