Quelques fichiers Mathematica™

par Emmanuel Amiot

 

Ces fichiers ont été conçus et utilisés dans une classe de Mathématiques Spéciales. Néanmoins plusieurs d'entre eux peuvent intéresser des lecteurs pourvus d'une culture mathématique minimale, voire même séduire par leur seule beauté esthétique! On peut les visualiser avec votre navigateur, mais pour les réécrire, ou les modifier & éxécuter, il est nécessaire de disposer de Mathematica™ version 3 au moins.

 

En attendant, téléchargez une version compactée (pour Macintosh version 2 au moins) en cliquant ici.

 

5 Cubes

Réunion de polyèdres inscrits dans un dodécaèdre. Cela permet de se familiariser avec ce qu'il y a dans le package Polyhedra.

Abaque de Hall

L'abaque de Hall est un diagramme utilisé en S.I., riche du point de vue mathématique.

Bernstein-Weierstrass

Explore la vitesse de la convergence uniforme de la suite des polynômes de Berstein.

Bi-Lorenz

Une illustration (à l'aide de NDSolve) du fameux attracteur de Lorentz.

Brachistochrone

Recherche - et étude - de la courbe brachistochrone (le tobbogan le plus rapide). Ce problème est à l'origine du calcul variationnel.

Cantor-Borel

Une courbe remplissant un carré, dûe à Borel et utilisant l'ensemble triadique de Cantor. Illustre la fonction Outer.

Concours général 2001

À propos de l'équation x y + y z + z x = 0, x+y+z=1.

Coniques homofocales

Un dessin d'ellipses et hyperboles orthogonales.

Continue, Non Derivable

Une fonction "sauvage", définie récursivement mais difficile à prévoir. Entre la fonction de VanDerWaerden et le flocon de Koch.

Convergence Uniforme & Son

Illustration sonore de la convergence uniforme sur tout compact, mais pas sur R, d'un produit infini.

Discrétiser un phénomène

Comment passer du continu au discret sur deux équations différentielles simples.

Divergence bornée d'un DSE

La somme d'une série entière peut diverger tout en restant bornée.

 

Ecoute les Nombres

Comment écouter l'irrationalité d'un nombre...

enveloppes

Package pour calculer les enveloppes de familles de courbes planes (hors-programme, sauf à Centrale {:-) ).

EquaDiffPendule

Autour d'une équation fameuse, sans linéariser.

Exos arithmétique

Exercices classiques d'arithmétique: thm de Wilson, de Fermat, nombres de Carmichaël, etc.

Exponentielle de Matrices

On sait que exp(A+B) = exp(A).exp(B) quand A et B (deux matrices) commutent.
La réciproque est-elle vraie ?

FaisceauxCercles

Deux faisceaux orthogonaux (points fixes et points limites...)

Fonction Phi d'Euler

La représentation graphique de la fonction Phi d'EULER (nombre d'entiers premiers avec n et inférieurs à n) est riche d'enseignements.

ItèreHomographie

Orbites sous l'action d'une homographie () dans le demi-plan de Poincaré.

Limite d'une suite complexe

Étude numérique de la suite complexe D'après Gray.

Matrices magiques

Que pensez-vous de l'inverse d'une matrice magique ?

NormeMatriceMonteCarlo

Des normes sur M2(R) par une méthode statistique...

NormesEquivalentes

Une belle illustration de l'équivalence des normes en dimension 3.

 

Théorème de Pascal     

 

Une illustration et démonstration par le calcul formel du théorème
de Pascal sur l'hexagramme mystique !

            

PellFermat

Tout sur l'équation x2-7y2=1 ! Et vive Pierre de Fermat.

Plancherel

Transformations de Fourier dans les deux sens, à partir de signaux simples (triangulaire, carré).

Plouffe et Pi

La fameuse formule de Simon Plouffe pour calculer le nème chiffre dePi; (en base 16).

Polygone connaissant les Milieux

Recherche d'un polygone plan connaissant les milieux de ses côtés, avec une animation des différentes solutions.

 

Puissances d'une Matrice

Illustration graphique des puissances d'une matrice 2x2 par son effet sur un repère.

Pythagore, Z/12 Z et alii

Du problème de la gamme naturelle aux projections des sous-groupes denses de R sur le cercle unité.

Recouvrement par disques

Il ne s'agit pas de la propriété de Borel-Lebesgue, mais du problème de recouvrir un disque par six autres, plus petits (d'après un problème de l'école de l'Air). Avec animation.

Ricatti

Comment résoudre une EDO assez véreuse grâce à Mathematica. Utile pour voir comment faire quand la force brute ne suffit pas!

Roméo: une Récurrence Linéaire

Magnifique TD sur des récurrences linéaires 2x2 et leur signification sentimentale.
Ça parle aux élèves !

Les sentiments de Roméo sont en abscisse, ceux de Juliette sont désordonnés :=)

Sapin

Création de quelques élèves de taupe, qui ont su réinvestir leurs khôlles sur la programmation récursive pour les fêtes de Noël….

Series en Phin

Un exercice étrange, proposé à Polytechnique, où la convergence d'une série numérique fait intervenir des cousins des nombres de Fibonacci.

Son non dérivable

Où l'on écoute une fonction continue, non dérivable… et ça s'entend!

Sinus digitalisé

Les problèmes posés par la digitalisation d'un sinus. À partir d'un TP d'électronique préparé par des élèves de BTS d'un lycée voisin, calculs et simulations théoriques pour affiner et comprendre les contraintes pratiques de construction d'un sinus synthétique (discret).

 

Stella Octangula

Une beau polyèdre qui fascina Kepler.

 

Surconvergence

Comment le domaine de définition d'une série entière

s'étend... (il s'agit de la fonction (x2 - x - 1)-1 )

Surfaces Fractales

Les bibliothèques de Mathematica™ permettent de plisser et contorsionner bizarrement des polyèdres simples. Les résultats sont étonnants. En prime des fractales classiques (bons exercices de programmation récursive): Cantor, Koch...

Tangentiels sur une Cubique

Étude d'une suite où chaque point est le tangentiel du précédent sur une cubique unicursale.

Une fonction modulaire

 

Graphe du produit des (1+zn) (dans C), et le programme pour le faire (cette fonction est liée aux fonctions modulaires classiques)

 

Une Norme

On étudie une boule unité bizarre (intersection de deux paraboles) pour laquelle le calcul naïf fait apparaître des artefacts liés à l'érosion numérique, et qui présentent une autosimilarité…

Villarceau (Cercles de)

La fameuse double famille de cercles obliques que l'on peut tracer sur un tore (pneu).

Viviani

La fameuse fenêtre illustrée en couleur….

Volterra en 3D

Le fameux problème d'un système de proies et de prédateurs, avec une population supplémentaire de prédateurs.

 

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