Forum de mathématiques - Bibm@th.net
Vous n'êtes pas identifié(e).
- Contributions : Récentes | Sans réponse
Répondre
Résumé de la discussion (messages les plus récents en premier)
- Borassus
- 29-10-2024 22:50:35
Hello Ernst, bonsoir à tous
C'est un régal que de lire ton vertige de l'infini. :-)
Effectivement, c'est intellectuellement plaisant de pouvoir créer une infinité de polynômes de degré 4 symétriques à partir d'un nombre réduit de polynômes symétriques à coefficients entiers.
J'ai voulu continuer avec le degré 5.
Avec l'aide du Chat, qui s'est chargé des développements fastidieux, que j'ai vérifiés avec soin, on arrive à la relation $\dfrac {3bc}{5a} - \dfrac {4b^3}{25a^2} - d = 0$
Les degrés résultants des trois termes sont égaux à 1. (J'espérais 5 - 1 = 4, mais ce n'est pas le cas.)
Donc la multiplication des coefficients d'un polynôme symétrique de degré 5 par un nombre $k$ produit la mise en facteur de $k$, et donc un polynôme symétrique.
- Ernst
- 28-10-2024 12:57:53
Ernst, je n'ai pas bien compris ce que tu mentionnes
L’autre aspect fascinant ici, c’est celui de l’infini. Au départ je remarque une concentration des solutions autour de zéro et donc une raréfaction avec l’éloignement. [...]
Bonjour Borassus, bonjour tout le monde,
Ce que je voulais dire, c’est que si on demande le nombre de solutions entières de 1 à 50, on en trouve 1855, si on demande de 26 à 75 il n’en reste que 346 et de 51 à 100 il n’en reste plus du tout. D’où mon impression de raréfaction au fur et à mesure qu’un intervalle fixe glisse vers les grands nombres.
Au moment où je découvre cette histoire de facteur, je comprends qu’il est alors possible de trouver des solutions entières aussi loin qu'on aille non plus en explorant, mais en multipliant. L’infini à la portée de tous.
Et quand je m’aperçois plus tard qu’il est également possible d’énumérer sans fin les solutions entières quand $b$ et $d$ égalent zéro, je ressens la même chose, il n’y a plus de limites aux solutions, le vertige de l'infini, tout simplement.
- Borassus
- 27-10-2024 20:13:32
PS : Je rappelle que la présente discussion est née d'une question de curiosité :
« Question donc : Quel est le critère pour que la courbe d'un polynôme du 4ème degré $ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + e$ présente un axe de symétrie ? »
Et que la réactivation de cette discussion provient d'une autre question de curiosité :
Si les cinq coefficients sont des entiers choisis au hasard entre deux entiers $N_1$ et $N_2$, peut-on modéliser la probabilité que le polynôme puisse être retranscrit sous "sa forme canonique" $a(x - \alpha)^4 + \beta(x - \alpha)^2 + \gamma$ ?
[Ajouté] Et que dire de ta curiosité, Ernst ? La tienne a été bien plus motrice que la mienne ! Et quelles compréhensions a-t-elle générées !
- Borassus
- 27-10-2024 18:47:41
Bonsoir Ernst, bonsoir Jean-Louis (content de retrouver tes interventions, sans doute trop rares), bonsoir à ceux qui viennent nous rendre visite ce soir,
Je rejoins tout à fait Jean-Louis : la curiosité ne permet pas seulement d'observer, mais permet, surtout, de comprendre et d'apprendre, et donc d'élargir notre connaissance du monde.
Je lisais hier dans l'Express une interview de l'anthropologue Ludovic Slimak expliquant dans son livre "Sapiens nu : le premier âge du rêve (Odile Jacob)" qu'il y a 70 000 - 50 000 ans Sapiens s'est mis à penser autrement.
Je cite l'article :
[...] il y a environ 70 000 à 50 000 ans, un déclic se produit presque partout sur Terre. Sapiens change. Il évolue. C’est alors une explosion de nouvelles technologies, parures, peintures, armes, dans un mouvement qui a progressé à un rythme de plus en plus rapide, jusqu’à aboutir à nos sociétés modernes. Alors qu’Homo Sapiens s’était voué, pendant des centaines de milliers d’années, à reproduire à l’identique ce que les anciens faisaient, il a radicalement opté pour le changement.
[...]
A un moment, des groupes humains sont sortis du processus de continuité et ont proposé autre chose. Ils sont entrés dans une mécanique où changer n’est plus tabou et où il est même devenu fondamental d’inventer de nouvelles choses, de nouvelles technologies, d’aller conquérir de nouveaux territoires.
Sans doute la curiosité a eu une grande part dans cette évolution : qu'y a-t-il derrière cette montage ? ou cette mer ? pourquoi se produit tel phénomène que j'observe ? pourquoi telle amélioration technique produit tel effet ? — je rappelle à ce propos que la thermodynamique est née de la nécessité de comprendre les principes de fonctionnement de la machine à vapeur, et donc d'en optimiser son utilisation — et si j'essayais ceci ou cela ?
Ce n'est bien sûr pas la curiosité qui crée la conviction, mais bien la concordance entre la théorie et la réalité. (Einstein n'a commencé à être cru qu'à partir du moment où on a pu effectivement observer la déviation de la lumière d'étoiles visuellement proches du Soleil.)
Mais pour qu'une théorie puisse se mettre en place, il faut qu'ait préalablement joué le puissant moteur qu'est la curiosité. Comme je le rappelle dans ma signature, « Pourquoi ? » est sans doute le principal moteur de la connaissance.
Ernst, je n'ai pas bien compris ce que tu mentionnes
L’autre aspect fascinant ici, c’est celui de l’infini. Au départ je remarque une concentration des solutions autour de zéro et donc une raréfaction avec l’éloignement. [...]
- jelobreuil
- 27-10-2024 09:22:13
Bonjour Ernst,
Oui, mais si l'on ne fait que es observations sans avoir la curiosité de se poser les questions du "comment ?" et du "pourquoi ?" de ces observations, la science n'avance pas ...
J'entends par "curiosité" aussi bien la curiosité matérielle, observer les phénomènes dans leur réalité, que la curiosité intellectuelle, chercher leurs explications véritables ...
Et surtout se méfier de ses intuitions et de ses a priori ...
Tu connais la petite histoire du savant et de la puce ? La conclusion : quand on coupe toutes les pattes d'une puce, elle devient sourde ...
Bien amicalement, Jean-Louis B.
- Ernst
- 26-10-2024 10:22:26
Bonjour tout le monde,
Le problème de la curiosité, c’est qu’une conviction n’est pas une certitude. Ici par exemple j’ai pensé, pour aller deux fois plus vite, n’explorer que les $b$ pairs puisqu’il n’y a pas de solutions avec $b$ impair. Sauf que sans l’avoir prouvé, c’était risqué, au delà de certaines valeurs il pouvait peut-être en apparaître un, donc je n’ai pas fait.
La puissance de la théorie, c’est cette capacité de montrer ce qu’on peut faire sans risque.
L’autre aspect fascinant ici, c’est celui de l’infini. Au départ je remarque une concentration des solutions autour de zéro et donc une raréfaction avec l’éloignement. Je me demande ce que ça donne avec des valeurs de plus en plus grandes, mais c’est hélas hors de portée de l’exploration systématique. Au moment où je découvre la possibilité d’un facteur multiplicatif j'ai ma réponse : j’obtiens à la fois un infini non seulement en valeurs entières, mais aussi en valeurs réelles, même chose d'ailleurs quand je découvre que lorsque $b = 0$ et $d = 0$, alors $a$ et $c$ sont solutions quelles que soient leurs valeurs respectives.
(en l'absence de toute preuve théorique, ce n'est une fois de plus qu'une observation)
- jelobreuil
- 26-10-2024 07:43:27
Bonjour, Borassus, bonjour Ernst,
J'espère que vous allez bien ...
Je me permets d'intervenir à l'appui de vos derniers messages : la première condition de l'esprit scientifique, c'est bien l'observation des phénomènes, donc la curiosité pour la réalité des choses et non pour leur apparence ...
Bon week-end ! Bien amicalement, Jean-Louis
- Borassus
- 26-10-2024 06:24:28
Bonjour à tous,
Combien manquent à l'enseignement, et pas seulement des maths, la curiosité, la découverte, l'étonnement, l'émerveillement, les interrogations passant de nébuleuses à résolues, la recherche de nouvelles voies, et toute la théâtralisation qui va avec !
- Borassus
- 25-10-2024 22:53:03
Pour moi le plaisir des maths, c’est exactement celui-là, découvrir des structures, s’émerveiller de celles-ci, et essayer de les comprendre.
Oui !!
- Ernst
- 25-10-2024 22:19:45
Bonsoir Borassus, bonsoir tout le monde,
Ah, content que ça te plaise ! Pour moi le plaisir des maths, c’est exactement celui-là, découvrir des structures, s’émerveiller de celles-ci, et essayer de les comprendre. Je parlais des triangles pythagoriciens, j’aurais pu parler aussi des fractales, de la conjecture de Syracuse, du chaos et de la constante de Feigenbaum, ou tout simplement des nombres premiers, de tous ces tâtonnements qui traduisent une fascination.
Ah oui, > le code ici <, au cas où j’aurais loupé quelque chose et que la logique du programme passe à côté de certaines solutions. Normalement il teste tout, donc il n’y a pas de raison, mais allez savoir…
(suffit de changer le .txt en .html pour que n'importe quel navigateur l'exécute sans le formatage de Google Sites)
- Borassus
- 25-10-2024 21:49:49
Hello Ernst, bonsoir tout le monde,
Là tu m'émerveilles !
Je ne me doutais pas en réactivant le sujet avec ma question que j'allais provoquer un tel intérêt et de tels développements ! Merci ! :-)
J'avais écrit au début de tes pages interactives qu'elles pouvaient devenir addictives.
Je confirme : on peut se laisser engloutir à essayer différentes combinaisons et à s'étonner de toutes les bizarreries, effectivement pas du tout intuitives, qu'on découvre.
Par exemple, pour les intervalles [1,1], [-4,4], [-4,4], [-3,3] le calcul génère 27 solutions (dont les solutions avec $b = 0$ entraînant $d = 0$ qui se se traduisent par « à partir du moment où $b = 0$, un polynôme de degré 4 ne peut être symétrique que si $d = 0$ », ce qui semble logique).
Mais ensuite, quelle que soit la borne inférieure en dessous de -4, par exemple -100, ou quelle que soit la borne supérieure au-delà de +4, par exemple 1000, on obtient toujours les mêmes 27 solutions. C'est fou.
- Ernst
- 25-10-2024 17:48:24
Hello Borassus,
Allez hop, une page qui permet de visualiser directement les solutions obtenues par des paramètres variant dans des plages distinctes.
C’est instructif de voir des structures qui ne sont pas du tout intuitives au niveau algébrique. Par exemple si on annule $b$ (min = max = 0), alors $d$ s’annule aussi et absolument tout le reste est solution ! Par contre si on annule $d$ ce n'est pas réciproque, il y a des solutions supplémentaires avec certaines valeurs de $b$ différentes de zéro, c’est fou.
- Borassus
- 24-10-2024 22:04:50
Bonsoir Ernst, bonsoir à tous
Merciii pour cette belle collection de polynômes symétriques, dont je me suis amusé à visualiser la première colonne sur GeoGebra !! :-)
Tu as parfaitement résumé !
Et c'est très plaisant de voir concrètement les combinaison ad hoc, et de pouvoir en choisir à souhait, voire d'en créer par simple multiplication par un entier.
J'ai été surpris de voir qu'il y a des combinaisons avec $a = 4$ qui soient autonomes : je pensais que ces combinaisons résulteraient systématiquement de combinaisons avec $a = 2$ multipliées par 2.
Note : Les polynômes bicarrés (c'est-à-dire avec $b = 0$ et $d = 0$) — à quand les polynômes bigarrés ? — sont systématiquement symétriques.
Si $c$ est positif, la courbe présente un seul extremum ; s'il est négatif, la courbe en présente trois.
Par ailleurs, la proportion est $\dfrac {89}{6655} \approx 1,34 \%$
- Ernst
- 24-10-2024 20:26:50
Bonsoir,
Bon, je vais essayer de résumer ce que j’ai compris.
Au départ, tu considères un polynôme de la forme $ax^{4}+bx^{3}+cx^{2}+dx+e$ et tu cherches les conditions d’une symétrie. Après diverses considérations, tu détermines que les paramètres doivent satisfaire l’équation $b^{3}-4abc+8a^{2}d=0$. Tu souhaites des valeurs entières pour les paramètres, et $a$ différent de zéro pour ne pas réduire le polynôme de départ au degré trois.
J’ai été surpris de constater que lorsqu’une solution était trouvée, elle pouvait être multipliée par un facteur quelconque et rester valide, ce qui permet déjà de ne tester que la moitié des possibilités, la multiplication par -1 donnant l’autre moitié, et ensuite d’éliminer toutes les solutions qui ne sont que de simples multiples.
Voici ce qu’il reste :
[ 1,-2,-3, 4] [ 1,-2,-2, 3] [ 1,-2,-1, 2] [ 1,-2, 0, 1] [ 1,-2, 1, 0]
[ 1,-2, 2,-1] [ 1,-2, 3,-2] [ 1,-2, 4,-3] [ 1,-2, 5,-4] [ 1, 0,-5, 0]
[ 1, 0,-4, 0] [ 1, 0,-3, 0] [ 1, 0,-2, 0] [ 1, 0,-1, 0] [ 1, 0, 0, 0]
[ 1, 0, 1, 0] [ 1, 0, 2, 0] [ 1, 0, 3, 0] [ 1, 0, 4, 0] [ 1, 0, 5, 0]
[ 1, 2,-4,-5] [ 1, 2,-3,-4] [ 1, 2,-2,-3] [ 1, 2,-1,-2] [ 1, 2, 0,-1]
[ 1, 2, 1, 0] [ 1, 2, 2, 1] [ 1, 2, 3, 2] [ 1, 2, 4, 3] [ 1, 2, 5, 4]
[ 1, 4, 2,-4] [ 1, 4, 3,-2] [ 1, 4, 4, 0] [ 1, 4, 5, 2] [ 2,-4,-3, 5]
[ 2,-4,-1, 3] [ 2,-4, 1, 1] [ 2,-4, 3,-1] [ 2,-4, 5,-3] [ 2, 0,-5, 0]
[ 2, 0,-3, 0] [ 2, 0,-1, 0] [ 2, 0, 1, 0] [ 2, 0, 3, 0] [ 2, 0, 5, 0]
[ 2, 4,-3,-5] [ 2, 4,-1,-3] [ 2, 4, 1,-1] [ 2, 4, 3, 1] [ 2, 4, 5, 3]
[ 3, 0,-5, 0] [ 3, 0,-4, 0] [ 3, 0,-2, 0] [ 3, 0,-1, 0] [ 3, 0, 1, 0]
[ 3, 0, 2, 0] [ 3, 0, 4, 0] [ 3, 0, 5, 0] [ 4,-4,-5, 3] [ 4,-4,-3, 2]
[ 4,-4,-1, 1] [ 4,-4, 1, 0] [ 4,-4, 3,-1] [ 4,-4, 5,-2] [ 4, 0,-5, 0]
[ 4, 0,-3, 0] [ 4, 0,-1, 0] [ 4, 0, 1, 0] [ 4, 0, 3, 0] [ 4, 0, 5, 0]
[ 4, 4,-5,-3] [ 4, 4,-3,-2] [ 4, 4,-1,-1] [ 4, 4, 1, 0] [ 4, 4, 3, 1]
[ 4, 4, 5, 2] [ 5, 0,-4, 0] [ 5, 0,-3, 0] [ 5, 0,-2, 0] [ 5, 0,-1, 0]
[ 5, 0, 1, 0] [ 5, 0, 2, 0] [ 5, 0, 3, 0] [ 5, 0, 4, 0]
Nombre de solutions : 89
Nombre total d'essais : 6655
Un mot sur les assistants numériques. Comme ils ont tendance à sortir un peu n’importe quoi, il faut croiser les résultats et les mettre devant les erreurs pour les voir améliorer leurs propositions, sans jamais être sûr du résultat final. Ici ils ont fini par tous proposer 89 solutions, mais est-ce un biais que j’ai induit, mystère...
- Borassus
- 24-10-2024 07:59:32
Bonjour Ernst, bonjour à tous,
Je te suggère de limiter dans ta simulation le coefficient $a$ à 1 et au n premiers nombres premiers, et définir des intervalles, identiques ou non, pour les coefficients $b$, $c$ et $d$.
A partir de chacun des polynômes obtenus, on peut créer autant de polynômes symétriques qu'on souhaite en multipliant les quatre coefficients par un même nombre entier (pour rester dans les polynômes symétriques à coefficients entiers).
Bonne, belle et fructueuse journée à tous.








