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mardi 4 août 2009

C'est l'histoire d'une chèvre...

Et si nous faisions un peu de maths par ce magnifique temps ? Mais je vous rassure, je ne vais pas vous faire des maths barbantes avec par exemple un cours sur les formes sesquilinéaires à symétrie alternée ou hermitienne, non, loin de moi cette idée… Manipuler les outils mathématiques, ça peut être marrant et parfois déconcertant, la preuve !

Equation de maths

Je vais tâcher de vous énoncer un fameux problème de probabilités qui est bien souvent incompris par le quidam sans explications propices. Vous connaissez peut-être déjà la réponse si vous avez vu le film Las Vegas 21, mais l’avez-vous compris ? Rien n’est moins sûr…

Nous sommes à un jeu télévisé. Sur le plateau se dressent 3 portes et derrière chacune d’elle, un lot. Deux d’entre elles cachent une chèvre, la troisième cache une voiture. On demande au joueur de sélectionner une porte et de se placer devant. Parmi les deux portes restantes, le présentateur, qui sait ce que cache chacune des portes, va ouvrir une porte derrière laquelle se cache une chèvre. On demande ensuite au joueur s’il désire ou non changer de porte. Dans son intérêt, que doit-il faire ?

Je ne vais pas vous faire mariner plus longtemps, mais essayez de jouer le jeu et de réfléchir par vous même avant de lire la réponse. Nombre de personnes sont tentées de répondre que chacune des portes restantes a la même probabilité de cacher la voiture : le joueur aurait donc, quelque soit son choix, une 50% de chances de gagner. C’est ce que vous pensiez ? Et bien je suis désolé de vous dire que vous vous fourvoyez !

En réalité, si le joueur conserve son choix, il a une probabilité de 1/3 de gagner, contre 2/3 s’il change de porte. Vous êtes sceptiques ? Quelques explications s’imposent…

Tout le paradoxe, plus connu sous le nom du paradoxe de Monty Hall, repose sur le fait que le présentateur sait ce qui ce cache derrière les portes. Lorsqu’il ouvre un des deux portes parmi celles restantes, il le fait donc en connaissance de cause. Ainsi, si au départ les trois choix sont équiprobables donc équivalent à une probabilité de gain d’1/3, la probabilité associée à la porte qui est ouverte par le présentateur, se reporte en quelque sorte sur celle qu’il n’ouvre pas.

En effet, on a une information supplémentaire sur la porte qu’il n’a pas ouvert : s’il ne l’a pas choisie c’est qu’elle a potentiellement plus de chances de cacher la voiture. En revanche on ne sait rien de plus sur la porte devant laquelle était posté le joueur car le présentateur n’avait aucun choix la concernant : elle conserve donc sa probabilité originelle.

Vous restez encore méfiant et voulez du concret ? Très bien, passons à la pratique. Admettons que le joueur sélectionne d’abord la première porte. Trois cas s’offrent à nous :

  • La voiture est derrière la porte 1. Si le joueur change, il perd quelque soit la porte ouverte par le présentateur.
  • La voiture est derrière la porte 2. Le présentateur va donc ouvrir la porte 3. Si le joueur change, il gagne.
  • La voiture est derrière la porte 3. Le présentateur va donc ouvrir la porte 2. Si le joueur change, il gagne.

Soit au final deux chances sur trois de gagner si le joueur effectue un changement.

Et si le joueur ne change pas ?

  • La voiture est derrière la porte 1. Si le joueur ne change pas, il gagne quelque soit la porte ouverte par le présentateur.
  • La voiture est derrière la porte 2. Le présentateur va donc ouvrir la porte 3. Si le joueur ne change pas, il perd.
  • La voiture est derrière la porte 3. Le présentateur va donc ouvrir la porte 2. Si le joueur ne change pas, il perd.

Soit une chance sur trois de gagner. Vous êtes convaincu ?

Par contre, si le présentateur ne savait rien du tout et qu’il ouvrait, sur les deux portes restantes, une au hasard et que par ce même hasard il en choisissait une qui cachait une chèvre, la probabilité que la porte sélectionnée cache la voiture serait la même que la probabilité que la voiture se cache derrière la porte restante.

Déconcertant et limpide à la fois n’est-ce pas ? Et oui, les mathématiques, c’est comme les antibiotiques, c’est pas toujours automatique ! ;-)

vendredi 17 juillet 2009

Et si l'homme ne s'était pas posé sur la Lune ?

A chaque évènement majeur de notre société son démenti. D’abord le réchauffement planétaire et son mouvement contestataire, les attentats du 11 novembre 2001 et leur pendant conspirationiste, j’en passe et des pas mûres. En tant qu’évènement majeur, le premier pas de l’homme sur la Lune a également ses détracteurs qui affirment qu’aucun être humain n’a mis les pieds sur notre satellite. Alors, mensonge ou vérité ? Je vous laisse en décider en regardant ce petit documentaire…


L’imposture de la lune PARTIE 1

L’imposture de la lune PARTIE 2

L’imposture de la lune PARTIE 3

L’imposture de la lune PARTIE 4

Le visionnage de ce documentaire vous a rendu perplexe ? Se pourrait-il que l’on vous ait menti tout ce temps ? En réalité, il semble que plus d’un des éléments à charge contenus dans cette vidéo soient discutable. Si vous souhaitez quelques réponses à vos questions, laissez moi vous aiguiller vers deux sources contredisant la majorité des arguments avancés ici :

Maintenant, à vous de vous faire votre avis sur la question. Complot ? Exploit ? Mensonge ? Vérité ? A chacun sa vérité, étayée d’arguments plus ou moins scientifiques et plus ou moins fiables. Pour ma part, j’ai eu un moment de doute lors du visionnage du reportage ci-dessus, mais les quelques explications fournies m’ont enlevé la plupart des doutes que j’avais. Mais j’avoue avoir une certaine attirance pour ces thèses conspirationnistes qui permettent de faire une gymnastique d’esprit et de ne jamais rien tenir pour acquis. ;-)

dimanche 12 juillet 2009

L'art de vous faire croire n'importe quoi en quatre étapes

Déjà au lycée, je démontait l’argumentation de ma prof d’éducation civique basée sur des statistiques employées de manière plus que douteuses. C’est l’avantage des chiffres : on peut leur faire dire ce que l’on veut si l’on n’est pas très précis dans leur déclaration et que l’on ne les contextualise pas. Facile dans ces conditions de faire croire au résultat qui nous intéresse en s’appuyant de chiffres sans corrélation aucune, première étape fondatrice de l’art d’avoir toujours raison.

J’en veux pour preuve ce billet provenant de l’excellent blog En quête de sciences démontrant l’ineptie des chiffres de la sécurité routière tels qu’énoncés. En effet, impossible de comparer un mois à un autre à cause des nombreux paramètres qui rentrent en compte, tels la météo, pour en déduire la fluctuation de la vigilance des automobilistes. Pourtant, c’est bel et bien ces chiffres que l’on vous rabâche à longueur de journaux télévisés.

Une autre erreur courante est de comparer des statistiques qui ne sont pas issues du même échantillon de personnes (en taille et/ou en nature) et d’en déduire des conclusions là aussi erronées. On peut également donner l’exemple de faux syllogismes qui prennent l’apparence de raisonnements logiques sans en avoir la rigueur. C’est d’ailleurs cette méthode qui est largement employée par Ionesco, auteur dramaturge ayant publié l’absurde Rhinocéros d’où est tirée cette citation :

LE LOGICIEN, au Vieux Monsieur.
Voici donc un syllogisme exemplaire Le chat a quatre pattes. Isidore et Fricot ont chacun quatre pattes Donc Isidore et Fricot sont chats.

LE VIEUX MONSIEUR, au Logicien.
Mon chien aussi a quatre pattes.

LE LOGICIEN, au Vieux Monsieur.
Alors, c’est un chat.

[…]

LE VIEUX MONSIEUR, au Logicien après avoir longuement réfléchi.
Donc, logiquement, mon chien serait un chat.

LE LOGICIEN, au Vieux Monsieur.
Logiquement, oui. Mais le contraire est aussi vrai.

[…]

LE VIEUX MONSIEUR, au Logicien.
C’est très beau, la logique.

LE LOGICIEN, au Vieux Monsieur
A condition de ne pas en abuser.

Un autre stratagème souvent employé dans l’art d’avoir toujours raison est de parler avec conviction, même si l’on ne croit pas soi-même à ce que l’on raconte et d’invoquer les sentiments de l’auditoire. Il suffit de donner une foultitude de données ainsi que quelques conclusions que l’on estampille de "scientifiquement prouvées", tout en oubliant de mentionner que l’échantillon sur lequel a porté l’étude est composé de 10 cas sélectionnés parmi ceux qui présentaient les meilleurs résultats. Cet argumentaire a permis d’émettre un doute sur le raisonnement largement diffusé par Al Gore sans son combat contre le réchauffement climatique. Vous pouvez d’ailleurs voir un contre-reportage à ce sujet sur le blog de Vicnent.

Enfin, dernière tactique de loin la plus efficace, l’hypothèse simplificatrice. Le principe est simple : on pose pour vraie une hypothèse qui va nous permettre d’établir un raisonnement valable dans les limites du modèle envisagé. La meilleure illustration de ceci reste la physique où ces hypothèses sont omniprésentes et sont d’ailleurs la base de tout raisonnement. Je ne résiste pas là encore à partager avec vous cette petite blague que ceux qui ont étudié un tant soit peu la physique (principalement ondulatoire) en post-bac comprendront certainement[1] :

Un fermier a un problème avec ses poules qu’il n’arrive pas à régler. Il décide de faire appel à un physicien pour résoudre le problème et celui-ci réfléchit pendant de longues heures. Au bout d’un moment, il revient voir le fermier et s’exclame : j’ai une solution ! …Mais elle ne marche que pour des poules sphériques et dans le vide.

Tout ça pour souligner le fait qu’un argumentaire erroné est simple à mettre en oeuvre, en établir un solide est, par contre, beaucoup plus difficile car cela nécessite une certaine rigueur, tout en restant assez clair pour que le raisonnement soit intelligible par un auditoire varié. Reste à être assez attentif pour déceler les éventuelles failles que comportent les argumentaires mensongers pour pouvoir les dévoiler et les contrecarrer. Mais, c’est souvent moins facile à fire qu’à faire ! ;-)

Notes

[1] Pour les autres, il faut savoir que la physique utilise de nombreuses hypothèses simplificatrices présentes dans les modèles de base étudiés en cours dont les plus courants sont : une géométrie sphérique, le caractère infini d’un objet (un fil observé à très faible distance par exemple) et un environnement assimilé au vide. Ces approximations permettent la mise en place de modèles simplifiés qui conduisent à la résolution des problèmes posés avec un niveau de connaissances modeste. On obtient ainsi une première approximation du résultat en conditions réelles.

mardi 30 juin 2009

La vidéo en 3D, comment ça marche ?

Je ne résiste pas à l’envie de vous faire partager cette petite vidéo expliquant le fonctionnement de la vidéo 3D désigné comme étant le futur de la vidéo classique. Dénichée sur Emob, cette petite animation vous expliquera en quelques minutes la "théorie" ainsi que les différentes mises en oeuvre techniques possibles.


La vidéo en relief, comment ça marche ?

Pour ma part, je pense que la technique qui a le plus d’avenir reste la polarisation des ondes lumineuses. En effet, les résultats obtenus avec les anaglyphes ne sont pas toujours satisfaisants, tandis que les résultats devraient être largement plus probants avec ce type de filtrage qui ne dépendent pas du tout de la vue du spectateur. Cependant, la vidéo en 3D ne deviendra probablement grand public que lorsque l’on s’affranchira de dispositifs optiques nécessaires à sa visualisation. A quand les projections holographiques 3D ? ;-)

vendredi 3 octobre 2008

Une histoire de notations

Si vous avez suivi un minimum l'actualité ces temps-ci, vous avez surement entendu parler d'un nouveau projet à la Google dénommé 10100. Mais je ne suis pas ici pour vous parler de ce projet, mais plutôt des conventions de notations ou formats d'écriture des nombres. J'aurais pensé que Thierry eut sauté sur l'occasion, mais il ne l'a pas fait, je m'en charge donc. ;-)

Si la notation rencontrée précédemment pour le nom de code du Google project est la plus courante et compréhensible, nombre de blogueurs ayant repris l'information ont placé dans leurs pages un 10^100, le chapeau symbolisant l'exposant, notation fréquemment rencontrée dans toutes sortes de calculatrices et logiciels. Mais pourquoi ne pas utiliser 1E100 ? Cette notation est elle aussi très fréquente : pour A réel et B entier, AEB signifie ainsi "A fois dix puissance B".

Mais bien l'utilisation des puissances soit commode, nous pourrions nous en passer si nous avions un peu de temps devant nous. Ainsi, 10^100 est égal à 1 000 000 ... 000, avec quelques 91 zéros supplémentaires à la place des points de suspension. Mais il est également possible de se passer de chiffres puisque le nombre en question porte un nom à l'image du million et du milliard : le gogol.

Nous obtenons ainsi de nombreuses définitions du même objet. En mathématiques, ces définitions spécifiques que sont les notations sont primordiales puisqu'elles permettent d'effectuer différentes manipulations sur les objets en question. Elles permettent également de confondre certains objets différents ayant cependant les mêmes propriétés de manière à les manipuler de manière identique.

Ainsi, un nombre complexe z peut se noter sous sa forme algébrique z=a+ib, sa forme trigonométrique z=r(cos(t)+i*sin(t)) ou sous sa forme exponentielle : z=r*exp(i*t), r étant le module du nombre complexe et t étant son argument. On peut alors imaginer toutes sortes d'extravagance et d'abus, comme la confusion entre un polynôme (à l'origine considéré comme une suite) et la fonction polynôme associée à ce même polynôme. Mieux encore, on peut considérer une fonction comme un vecteur pour peu qu'on soit placé dans un espace vectoriel adéquat, et bien d'autres choses encore.

Bref, les notations permettent de faire de nombreuses choses en mathématiques, mais attention de ne pas tomber dans le piège des notations ambigües ou mal définies. Si l'on manipule indifféremment deux types d'objets, il ne faut pas perdre de vue le fait qu'ils sont différents et que l'on ne mélange pas les torchons et les serviettes, sinon, gare aux pièges. Maudits formats ! :-)

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