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>Deux petites trouvailles intéressantes… un éditeur LaTex et l’incontournable Geogebra

>Juste un petit billet pour présenter sommairement deux trouvailles de ces derniers mois, sur PC. L’une d’entre elle est le logiciel (sous licence GPL) Geogebra, l’autre est simplement un outil d’édition de LaTeX en ligne.
Commençons par la seconde : pour ceux qui ne connaissent pas LaTeX, c’est un langage qui permet d’éditer (entre autre) des formules mathématiques, avec tous les symboles connus, des plus simples ( le « multiplier », absent de nos claviers) aux intégrales triples… Par exemple, le fameux théorème d’Ostrograsdsky (qui parle de lui-même, cela va sans dire), écrit grâce à LaTex :

 \iiint_{\mathcal{V}} \mathrm{div}\ \vec F \ {\rm d}V =
\iint_{\Sigma}  \vec F \cdot {\rm d} \vec S
Pour le pseudo chimiste que je suis, ce langage est bien pratique pour écrire des équations chimiques, où indices et exposants sont légions… : par exemple, le couplage de Suzuki (qui est une réaction passionnante, je vous l’accorde):

Bon, tous ça pour dire que c’est très utile, mais cela peut être assez ardu pour le néophyte. Que je suis… D’où mon intense satisfation de trouver un éditeur de LaTeX en ligne, super simple d’utilisation, avec plein de petite icônes pour toutes les fonctions, lettres, flèches que permet le langage… Voici le lien vers cet outil en ligne (qui m’a permis de réaliser toutes les équations mathématiques et chimiques depuis le début de ce blog).

L’autre trouvaille est donc le logiciel de géométrie gratuit Geogebra. Alors, forcément, je vais pas faire ici un tutoriel pour un gros logiciel, dont je ne maîtrise pas grand chose… Vous pouvez bien sûr aller sur le site geogebra.org pour tous les détails… Je vais néanmoins vous donner quelques exemples d’utilisation qui peuvent intéresser profs et curieux…
Déjà, allez voir la représentation de la bat-équation, par El jj, (c’est le dernier dessin…)
Et voici ce qu’a réalisé mon copain Alex, pour illustrer des cours d’optiques géométriques… Une véritable simulation mathématiquement et physiquement irréprochable de la marche lumineuse des rayons à travers une lentille :

This is a Java Applet created using GeoGebra from www.geogebra.org – it looks like you don’t have Java installed, please go to www.java.com

Ah, parce que je vous ai pas dit ? Les réalisations de Geogebra s’exportent en applet JAVA, et donc les présenter sur Internet est trop fastoche ! Donc sur ce document,  on peut faire varier r : taille de la lentille, h: rayon de courbure de la lentille, n : indice du verre de la lentille, h : hauteur à laquelle arrive le rayon, et alpha: angle avec lequel arrive le rayon. On laisse la trace des rayons quand on fait varier les curseurs, et voilà qu’on comprend toute l’optique, depuis le lien entre les lois de Snell-Descartes (le fameux n1 sin i1 = n2 sin i2) avec la déviation des rayons, aux aberrations géométriques lorsque les conditions de Gauss ne sont plus respectées (rayon trop éloigné du centre de la lentille, angle trop important) [une remarque : pour supprimer les traces, la commande, c’est Ctrl + F ]

Un autre exemple, qu’Alex a réalisé en pensant démontrer que la vidéo relayée par Tom Roud, sur des cordes de guitare qui vibrent était un fake (ce qui n’était pas le cas, voir le papier de Tom) : une modélisation de la vibration de la corde !

This is a Java Applet created using GeoGebra from www.geogebra.org – it looks like you don’t have Java installed, please go to www.java.com

Cette fois-ci, c’est animé (t, c’est le temps). Alex a programmé les 3 premières harmoniques du signal, dont on peut faire varier l’intensité (curseurs a1, a2, a3), ainsi que les caratéristiques de la cordes, longueur l, masse linéique µ, tension T. (on peut voir ici que d’après les données pré-enregistrées pour l, µ, et T qui sont des données réelles, quelques soient les intensités relatives des harmoniques, on ne voit pas les jolies formes qui dansent sur la vidéo du blog de Tom Roud)…

Vous remarquerez tout de même que je ne suis pas encore au point pour une jolie présentation des curseurs…Mais j’espère vous avoir donné suffisamment envie pour l’essayer… Si vous êtes par ailleurs intéressés par le fichier .ggb de ces documents, j’ai l’autorisation de l’auteur (que de remercie vraiment chaleureusement) de les diffuser !

>Dés, shadoks, et probabilités…

> »Les shadoks avaient construit une fusée qui avait une chance sur 1 million de fonctionner. Ils se dépêchaient donc de rater les 999 999 premières fois  pour enfin réussir. D’où leur devise : plus on rate, plus on a de chance que cela réussisse… »
Cette devise, absurde par excellence, reste hélas, plutôt bien partagée. Combien de fois entend-on des adeptes de jeu de hasard déclarer qu’ils ont toujours perdu jusqu’alors, et qu’ils ne peuvent plus que gagner, ou que c’est sûr, le vent va tourner, maintenant qu’il a si longtemps soufflé dans le même sens (le mauvais bien sûr…). Ou alors cela fait 10 fois que l’on tente la même opération, qui a une chance sur 10 de marcher, donc ça ne peut que fonctionner !
Ce qui est dommage, c’est que ça ne marche pas du tout, mais alors… pas du tout.
Regardons de plus près, à l’aide tout d’abord d’une pièce.
On a une chance sur deux de tomber sur « pile ». Pour autant, si on la lance 2 fois, on a « seulement » 3 chances sur 4 d’avoir lors des 2 lancers au moins une « pile ». (Pour les calculs précis, voir plus bas…).

A l’aide d’un dé à 6 faces, et 6 lancers, la probabilité de tomber au moins une fois sur la face « 6 » tombe à  2 chances sur 3 environ.
Revenons à la fusée Shadok. En lançant un million de fois leur fusée, ces charmantes créatures obtiennent finalement une probabilité de 63 % de réussir. Et personne ne peut prédire quel est le lancer qui marchera !!

Pour aller plus loin maintenant :

  • Quelle est la probabilité pour réaliser au moins une fois un évènement qui a une chance sur n de se produire, en essayant n fois ?
  • Combien de fois faudra-t-il essayer pour avoir une probabilité de 90 %  que l’évènement se produise ?
En proba, lorsqu’on est dans cette situation, on regarde plutôt la probabilité totale que l’évènement ne se produise jamais. Dans notre cas, à chaque lancer, la probabilité que l’évenement ne se réalise pas est de :
                                                               
donc pour n lancer :                         

Du coup, la probabilité que l’évènement souhaité se produise au moins une fois, correspond au complémentaire :                        
                                                          

(On peut même maintenant s’amuser à calculer la probabilité limite si n tend vers l’infini…

Et à l’aide d’un petit développement limité de la fonction ln quand n tend vers l’infini, on obtient :

D’où, enfin,

Et pour la seconde question, la démonstration est assez simple, et on obtient, avec a le nombre d’essai minimal pour avoir 90 %  de résultat :

                                                                     

Tout ça pour dire, que les shadoks, pour avoir 9 chances sur 10 d’envoyer leur fusée, auraient dû essayer un peu plus de 2 millions 300000 fois…