

7 Raven Room
Seven ravens remember
487 leçons · 69 chapitres · 47 articles · 968 problèmes résolus
Mathématiques130
Nombres et algèbre
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Un nombre pour plusieurs : statistiques résumées
Trois outils pour bâtir une seule leçon : un résumé statistique constitue une compression avec perte, et la manière dont vous compressez détermine ce que ce résumé restitue fidèlement. Chaque étape transmet à la suivante une limite bien précise des résumés par un nombre unique.
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Écrire un nombre
Trois outils et un seul argument : certains nombres ne peuvent pas s'écrire jusqu'au bout. La meilleure version courte de l'un d'eux se cherche plutôt qu'elle ne se devine, et tronquer un nombre a un coût que vous pouvez mesurer.
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Trouver x, à partir du signe moins
Six outils qui construisent la résolution d'équations dans l'ordre où les concepts dépendent véritablement les uns des autres, depuis l'effet d'un signe moins jusqu'à une méthode mécanique pour trois inconnues à la fois. Chaque étape fournit à la suivante un élément précis : une opération, une restriction sur cette opération, ou un test pour vérifier si elle était permise.
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Ordres de grandeur
Trois outils, une habitude : lorsque les quantités diffèrent par des facteurs plutôt que des écarts, arrêtez de compter. Comptez plutôt les exposants. Le premier construit la règle, le deuxième la parcourt, et le troisième y place un nombre sans la moindre donnée.
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Au-delà du second degré
Quatre outils, et chacun existe parce que le précédent ne suffit plus. La factorisation fonctionne quand les racines sont simples, la formule prend le relais quand elles ne le sont pas, la division opère au-delà du degré deux, et une fonction rationnelle est ce que deviennent deux polynômes lorsque l'un repose sur l'autre.
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Fonctions : l'une après l'autre, puis le chemin inverse
Trois pages pour appliquer des fonctions l'une après l'autre. Décaler et étirer une courbe relève déjà de cette logique, avec un ordre fixé par les parenthèses. Composer des fonctions montre plus généralement que l'ordre change le résultat. La réciproque est la fonction qui, composée avec f, redonne x ; sa courbe est la symétrique de celle de f par rapport à la droite y = x.
Géométrie et trigonométrie
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Les règles du triangle, et d'où elles viennent
Six outils pour établir les propriétés classiques du triangle et du cercle dans leur véritable ordre de dépendance. Rien n'est admis d'emblée : chaque règle découle de la précédente. Le parcours s'achève lorsque vous replacez la première dans un repère, où elle devient la formule de la distance.
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Identités et équations trigonométriques
Une identité est vraie pour tout angle pour lequel ses deux membres sont définis. Elle vous permet de passer de la fonction donnée dans l’énoncé à celle que vous cherchez. Le chapitre aborde les fonctions sécante, cosécante et cotangente et les trois identités de Pythagore, puis les fonctions trigonométriques réciproques de la calculatrice et la résolution d’équations. Vous étudierez aussi les formules d’addition et de duplication ainsi que la forme harmonique, avant d’apprendre à démontrer des identités, ligne par ligne.
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Cercles et ondes : un seul et même mouvement
Trois outils. Tout l'enjeu de cette séquence est de vous montrer qu'il ne s'agit pas de trois sujets distincts. Une sinusoïde n'est autre qu'un mouvement circulaire uniforme vu de profil, et un pendule en oscillation nous montre ce même phénomène lorsque la gravité assure la rotation.
Analyse
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Pourquoi tout semble droit de près
Cinq outils pour une seule idée : une courbe lisse, suffisamment agrandie, est indiscernable d'une droite. Ce fait à lui seul résume ce que mesure une dérivée, ce que prolonge une série de Taylor et ce qu'accomplit un gradient dans plus d'une direction. Votre parcours débute par la mesure d'angle qui rend l'arithmétique limpide. Il s'achève sur le flanc d'une colline où la pente la plus raide surpasse toutes les directions que vous avez réellement mesurées.
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Dérivation : comment se combinent les taux
Une dérivée est un taux de variation. Chaque règle de dérivation indique comment ces taux se combinent : dans un produit, lorsqu'une fonction s'emboîte dans une autre, ou au sein d'une équation où nul n'a isolé y. Les deux dernières pages mettent ces règles à l'épreuve des questions que votre cours pose réellement : à quelle vitesse une grandeur évolue à un instant précis, et quel choix est le meilleur.
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Ce que f′ et f″ disent d'une courbe
Le signe de f′ indique où la courbe monte et descend ; celui de f″ précise le sens de sa courbure. Ce chapitre s’ouvre sur le théorème des accroissements finis, qui garantit la rigueur de ces observations. Il vous mènera ensuite aux critères des dérivées première et seconde, jusqu’à la lecture directe de f sur le tracé de f′.
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Séries infinies et convergence
Une somme infinie est la limite de sommes finies. Cette limite dépend de facteurs qu'une somme finie ignore totalement : l'ordre des termes, ainsi que la position de la singularité la plus proche, même lorsqu'elle se situe en dehors de l'axe réel.
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Trois méthodes numériques, et où chacune atteint ses limites
Les méthodes de Newton, de Simpson et d'Euler reposent toutes sur la même mécanique : sur un intervalle suffisamment restreint, assimilez la courbe à une droite. Chacune présente par conséquent une défaillance qui n'est pas une anomalie. Le savoir utile consiste à déterminer quelle défaillance appartient à quelle méthode. Ici, chaque étape transmet à la suivante une erreur nommée et la vitesse à laquelle elle diminue.
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Techniques d'intégration
La dérivation est un procédé et l'intégration est une recherche, c'est pourquoi les exercices de ce chapitre n'évaluent votre réponse que d'une seule manière : dérivez-la et comparez-la à l'intégrande. Le changement de variable et l'intégration par parties reprennent à l'envers les règles de composition et du produit. La décomposition en éléments simples couvre la seule grande famille où il existe toujours une primitive usuelle, et la dernière page démontre que pour e⁻ˣ², il n'en existe aucune.
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Applications de l'intégration
Une intégrale mesure une quantité accumulée : aire, distance, volume. Ce chapitre s'ouvre sur le théorème qui relie cette accumulation aux taux de variation, puis s'élargit aux aires entre deux courbes, au mouvement et aux volumes calculés par tranches.
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Équations différentielles : des pentes aux pôles
Une équation différentielle indique à quelle vitesse une grandeur évolue, jamais ce qu'elle vaut. Le champ de directions trace cette idée et révèle toute une famille de solutions, une pour chaque point de départ. L'exponentielle est la famille que l'on résout en une ligne. La transformée de Laplace convertit son taux en un point du plan s, où le comportement final se lit sans rien résoudre.
Algèbre linéaire et données
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Ajustement d'une droite aux données
Sept outils qui transforment un nuage de points en un nombre que vous pouvez défendre. Demandez-vous ensuite comment ce nombre est obtenu, quelle confiance lui accorder, et ce qui se passe quand personne ne vous donne la réponse. Vous apprendrez enfin à évaluer une prédiction qui n'a jamais été autre chose qu'une probabilité. Le parcours s'appuie sur la géométrie plutôt que sur les statistiques. C'est la géométrie qui donne aux statistiques toute leur rigueur.
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Des matrices qui transforment l'espace
Une seule question, posée quatre fois avec de moins en moins d'indices : comment cette matrice agit-elle réellement sur l'espace ? Les colonnes y répondent d'emblée. Les vecteurs propres l'expliquent pour les directions qui subsistent. La SVD prend le relais lorsqu'il n'y en a aucune, et l'ACP oriente cette même mécanique vers un nuage de mesures.
Preuve, dénombrement et jeux
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Quand deux choses tombent sur la même valeur
Le paradoxe des anniversaires ressemble à un tour de magie, mais il constitue en réalité l'outil de référence pour l'étude des collisions. C'est à la deuxième étape que les informaticiens le retrouvent, sous un autre nom.
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Méthodes de démonstration
Une démonstration est un raisonnement qui couvre chaque cas possible, y compris ceux que personne ne vérifiera jamais. Ces pages forgent cette certitude de quatre façons : par récurrence, en répartissant des éléments dans des boîtes, au moyen d'une grandeur qu'aucune opération ne modifie, et en formant des paires. La première commence par une formule qui donne un nombre premier quarante fois de suite, puis donne 41 × 41.
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La meilleure réponse, et ce qui arrive quand personne ne la calcule
Quatre jeux et une seule opération : trouvez le coup qui répond à tout ce que fait l'autre joueur. Elle résout le premier jeu à elle seule, exige une case entière pour être repérée dans le deuxième et implique un coût dans le troisième. Dans le quatrième, personne ne la calcule du tout et la population parvient tout de même à la réponse.
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Pas encore dans un chapitre
- Blocage de cardan et quaternions
- Calculateur du seuil de rentabilité
- Centres du triangle et droite d'Euler
- Chasse aux angles
- Clé de contrôle : Luhn, codes-barres, ISBN et les erreurs qu'ils ignorent
- Constructions à la règle et au compas
- Courbes paramétriques
- Courbes polaires
- Crible des nombres premiers et spirale d'Ulam
- Explorateur de chaînes de Markov stationnaires
- Explorateur de courbes de Bézier
- Explorateur de sections coniques
- Explorateur des fonctions hyperboliques
- Explorateur des paramètres des coniques
- Fenêtre de réaction du gardien
- Géométrie de la Pyramide
- La conjecture de Syracuse
- Labo des pavages réguliers
- Laboratoire de mathématiques musicales
- Laboratoire de modélisation par morceaux
- Laboratoire des contradictions logiques
- Laboratoire des solides : sphère, cône et cylindre
- Les règles des puissances, et pourquoi a⁰ vaut 1
- Longueur d'arc et solide de révolution
- Mathématiques de la loterie
- Nombre d'or et spirale de Fibonacci
- Ordre des opérations, et là où l'on ne s'entend pas
- Orthogonalisation de Gram-Schmidt
- Outil de sommation sigma
- Portrait de phase du pendule
- Problèmes mathématiques : de l'énoncé aux équations
- Réflexions et isométries du plan
- Secrets du cercle et de π
- Théorème de Pick : L'aire par comptage de points
- Vérificateur d'équations radicales
Statistiques & Finance66
Données et inférence
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Statistiques : des données aux proportions
Le programme AP Statistics commence par la représentation d’une seule variable et consacre sa partie la plus longue à l’inférence sur les proportions. Ce chapitre suit la même progression : représenter un jeu de données, le décrire, puis utiliser une proportion observée dans un échantillon pour construire un intervalle de confiance et effectuer un test de significativité. Le modèle normal et les distributions d’échantillonnage sur lesquelles il repose font l’objet d’un chapitre distinct, Des effectifs aux courbes.
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Des dénombrements aux courbes
Six outils et une loi. Tout ici se résume à la loi binomiale dans une limite différente, ou bien lue à l'envers : comptez les succès, laissez leur nombre grandir, et regardez apparaître une courbe en cloche que personne n'a placée là.
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Quand une différence est-elle réelle ?
Quatre outils posant une même question avec de moins en moins de données à exploiter : deux groupes, puis un nombre quelconque, puis des effectifs sans la moindre moyenne. Le dernier outil vous la pose avant même que les données n'existent.
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Les probabilités a priori et leur origine
Personne ne conteste l'arithmétique du théorème de Bayes. C'est l'a priori qui pose problème : d'où vient le premier nombre, et qui l'a choisi. Ces trois outils abordent la question par ordre de difficulté croissante : un a priori que vous pouvez consulter, un a priori que le dispositif vous fournit, et un a priori que personne ne possède.
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Ce que p < 0,05 ne promet pas
Une valeur p ne répond qu'à une seule question, posée sur un unique test prévu à l'avance. Dans la pratique, on enchaîne vingt tests, on surveille les données au fil de l'eau et l'on ne publie que les écarts significatifs : chacune de ces habitudes altère la portée réelle de p < 0,05. Chaque page décortique ici une démarche en apparence inoffensive pour calculer exactement ce qu'elle vous coûte.
Décision et risque
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Choisir d’après ce que vous avez vu
Deux situations où la stratégie la plus évidente se révèle perdante. Devant les portes, vous recevez une information dont vous devez apprécier la valeur : celle-ci dépend de la règle suivie par le présentateur plutôt que de ce que vous voyez. Les candidats, eux, se présentent un à un. Chaque refus est définitif, et vous devez décider quand arrêter de chercher.
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Des jeux équitables qui vous ruinent
L’espérance mathématique est une promesse sur la moyenne des résultats d’un très grand nombre de joueurs. Chaque joueur dispose d’un seul capital. Un jeu peut être équitable, voire vous être favorable, et pourtant ruiner presque tous ceux qui y jouent. Sur chaque page, la moyenne apparaît en pointillés, comme une silhouette fantôme. Vous pouvez observer le sort des joueurs dont elle résume les résultats.
Argent et placements
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L'argent au fil du temps
Quatre outils pour bâtir une même idée : l'argent n'a pas la même valeur à différents moments, et un paiement répété peut se ramener à une formule unique. Chaque étape transmet à la suivante un élément bien précis.
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Le risque, mesuré
Six outils portant sur les mêmes 98 années de rendements, chacun fournissant au suivant une valeur précise. Cet enchaînement répond à une question en six étapes : en quoi un investissement est-il véritablement risqué, et quelle part de ce que l'on vous en dit pouvez-vous vérifier ?
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Pas encore dans un chapitre
- Acheter ou louer : comparaison du patrimoine net
- Amas de coïncidences (paradoxe des séries)
- Atelier de combinatoire
- Bac à sable de causalité
- Bons et obligations : l'effet du rendement sur le prix
- Détecteur de déjà-vu
- Explorateur d'intérêts composés
- Explorateur de fréquence et de probabilité des kanji
- Explorateur de la dette publique
- Explorateur de la loi de Benford
- Explorateur de Pi par Monte-Carlo
- Laboratoire de démographie et d'économie
- Optimisation linéaire (2D)
- Pente et proportions
- Prix unitaire
- Régression vers la moyenne
- Rendement réel après impôt
- Simulateur de choc offre-demande
- Simulateur de file d'attente (M/M/1)
- Taux de marge vs. taux de marque
- Tranches d'imposition : taux marginal et effectif
Physique104
Mécanique
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L’énergie plutôt que les forces
Deux outils et un raccourci : lorsque seules les vitesses et les hauteurs vous intéressent, vous pouvez faire totalement abstraction des forces et laisser l'énergie tenir les comptes.
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Lois de Newton : l'adhérence qu'exige le mouvement
Tout problème de mécanique où intervient une surface doit trancher une question avant le moindre calcul : de quel frottement ce mouvement a-t-il besoin, et le contact peut-il le fournir ? Un bloc sur une planche oppose tan θ à μ. Une voiture dans un virage relevé y ajoute la courbe, et le frottement requis change de sens selon la vitesse. Une bille qui roule sur une rampe y ajoute la rotation, et l'anneau, qui demande le plus d'adhérence, glisse le premier.
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Machines simples : échanger la force contre la distance
Cinq machines et un compromis. Aucune ne crée d'énergie, mais chacune vous laisse choisir comment la dépenser : une force moindre sur une plus longue distance, ou l'inverse. Chaque étape transmet à la suivante une part précise de cet échange. Au final, deux questions vous suffiront pour déchiffrer n'importe quelle machine.
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Lancer des objets
Trois outils, et le troisième invalide les deux premiers. L'accélération constante admet une solution analytique, vos deux premières étapes relèvent donc de l'algèbre. La résistance de l'air n'est pas constante. À partir de là, la seule méthode honnête consiste à l'intégrer pas à pas.
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Moindre temps, moindre action
La trajectoire qu'emprunte un rayon lumineux, que suit une perle qui glisse ou que décrit une balle lancée est celle le long de laquelle une petite modification n'entraîne aucune variation au premier ordre d'un total : le temps pour les deux premières, l'action pour la balle. Chaque page vous permet de courber la trajectoire et d'observer ce total varier à peine. Deux d'entre elles trouvent une trajectoire dont le total est stationnaire sans être minimal.
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Rotation et moment cinétique
Tout corps en rotation porte un vecteur, son moment cinétique. L'essentiel de ce qui surprend dans la rotation vient de ce vecteur qui refuse de changer. Ramenez vos bras vers vous sur un plateau tournant et vous tournez plus vite. Une roue pivote sur le côté au lieu de tomber. Une raquette se retourne. Le plan d'un pendule reste immobile pendant que le sol tourne sous lui.
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Le cheminement des charges
Sept pages autour d’une question : quelle partie d’une structure porte réellement la charge, et sous quelle forme ? Le parcours commence au cœur d’une poutre, où la matière ne contribue presque pas, et s’achève sur un treillis qui compte plus de barres que d’équations, mais dont on peut tout de même déterminer précisément la charge d’effondrement.
Fluides
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L'eau d'un réservoir : une vitesse, deux usages
Deux outils fondés sur un seul résultat. L'eau s'échappe d'un orifice à la vitesse exacte qu'atteint une pierre tombant de la même hauteur, et tout le reste découle de l'axe selon lequel cette vitesse s'exerce : latéralement, c'est un projectile, vers le bas, c'est le réservoir qui se vide.
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Fluides au repos : du manomètre à la racine des montagnes
Dans un liquide au repos, la pression ne dépend que de la profondeur et de rien d'autre : ni de la surface, ni du volume de liquide, ni de la forme du récipient. Appliquez ce principe entre le haut et le bas d'un corps : vous obtenez la poussée d'Archimède. La flottaison ne suit alors qu'une seule règle : un corps flottant déplace sa propre masse de liquide, et peu lui importe qu'il s'agisse d'une barque sur un étang ou d'un continent sur le manteau terrestre.
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Fluides en mouvement : ce que la viscosité reprend
La conduite de Bernoulli ignore tout frottement. Chaque page suivante réintroduit ce que celle-ci laissait de côté. Le long d'une conduite, la viscosité coûte de la pression. Le nombre de Reynolds décide si cette perte obéit à la régularité calculée par Poiseuille. Un grain qui coule montre ce même nombre arbitrer entre deux lois de traînée. Dans la zone où aucune formule ne s'applique, la dernière page résout directement les équations.
Ondes, lumière et quanta
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Déviation de la lumière
Une lentille est une frontière que l'on a courbée, et aucune page de ce parcours n'introduit de principes physiques absents de la première. Ce qui change, c'est ce que l'on attend d'elle : une seule surface, puis une lentille idéale, enfin un morceau de verre.
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D'un ressort à l'onde stationnaire
Une unique force de rappel, suivie jusqu'à son terme. Une masse sur un ressort oscille. Une chaîne de ces masses transmet l'oscillation, deux ondes qui se croisent décident de s'additionner ou de s'annuler, et une limite à chaque extrémité rejette toute fréquence qui ne s'y ajuste pas.
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Optique ondulatoire
L'optique géométrique enseigne que la lumière file droit et qu'une arête dessine une ombre nette. Sur chaque page, vous verrez cette réponse tracée en filigrane à côté de la vision ondulatoire. L'obstacle qui barre la route à la lumière change de page en page : deux surfaces, une seule fente, une ouverture circulaire, et pour finir un disque opaque dont l'ombre s'éclaire en son centre.
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Mécanique quantique : la matière comme onde
La lumière arrive par paquets. La même constante h attribue ensuite une longueur d'onde à chaque particule. Le reste découle du fait de prendre cette onde au sérieux. Ajustée pour tenir dans une boîte, elle possède une énergie minimale qui n'est pas nulle. Elle s'infiltre à travers les murs qu'elle ne peut escalader. Et si vous la confinez dans un espace réduit, elle s'étale sur de multiples nombres d'onde. C'est le principe d'incertitude.
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Les équations de la chaleur, des ondes et de Laplace
Trois équations construites sur un seul opérateur, le laplacien, qui ne diffèrent que par le rôle du temps. La chaleur oublie, les détails les plus fins en premier. Une onde emporte une perturbation et, sur une surface, n'en finit jamais tout à fait d'arriver. L'équation de Laplace ne contient absolument aucun temps. C'est l'état que la chaleur finit par atteindre à force d'oublier : chaque point y est la moyenne de ses voisins.
Électricité et magnétisme
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Ce que la loi d’Ohm laisse de côté
Comme le rappelle la page qui lui est consacrée, la loi d’Ohm décrit une seule résistance, à température constante, parcourue par un courant continu, sans aucun autre composant dans la boucle. Chacune des pages suivantes réintroduit un élément écarté par cette phrase : un deuxième composant, le fil, la pile, un circuit impossible à réduire par associations et une tension variable.
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Résistance, puis réactance
Un condensateur n’oppose aucune résistance tout en limitant le courant, et il fixe une durée plutôt qu’un nombre d’ohms. La deuxième page montre que cette durée caractérise tout système comportant un élément de stockage et un élément dissipatif. La troisième introduit un second élément de stockage : la durée devient alors une fréquence.
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Ce qui n'est pas une résistance
La loi d'Ohm ne décrit qu'une seule catégorie de composants. Les cinq réunis ici stockent l'énergie dans une tension ou un courant, ne conduisent que dans un sens, amplifient, et amplifient avec précision. Pourtant, chacun se montre imprévisible pris isolément : le gain en courant β d'un transistor varie du simple au triple d'un exemplaire à l'autre au sein d'une même référence. C'est le circuit autour du composant qui le rend prévisible, et chaque page vous montre comment.
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D’où viennent les champs
Les charges créent des champs électriques, les courants des champs magnétiques. À l’examen, il faut savoir déterminer le champ produit par une distribution donnée. On commence ici par additionner les contributions élémentaires à l’aide d’une intégrale, en s’appuyant sur les symétries pour éliminer les composantes qui se compensent. Puis ces mêmes symétries ouvrent la voie à des calculs plus directs : le théorème de Gauss pour les charges, la loi de Biot et Savart et le théorème d’Ampère pour les courants. Le chapitre s’achève sur la correction que Maxwell apporte au théorème d’Ampère.
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Pas encore dans un chapitre
- Calculatrice de la loi des gaz parfaits
- Chaleur latente : de la glace dans une boisson
- Contact thermique : pourquoi le métal paraît plus froid que le bois
- Déperditions thermiques à travers un mur : coefficients U
- Échangeurs de chaleur : flux parallèle et contre-courant
- Échantillonnage de signal et théorème de Nyquist
- Énergie de liaison nucléaire et défaut de masse
- Équation de van der Waals et point critique
- Explorateur de la loi de l'inverse du carré
- Explorateur de relativité restreinte
- Explorateur du pendule double
- Interception de missiles et navigation proportionnelle
- La loi de Bragg et la diffraction des rayons X
- Labo Abaque de Smith & Magie Noire RF
- Laboratoire de commande Bode/Nyquist
- Laboratoire du chaos des balles rebondissantes
- Loi de Darcy et écoulement des eaux souterraines
- Loi de Faraday : un générateur simple
- Loi de Malus et polariseurs croisés
- Réglage de Régulateur PID
- Réseau de diffraction
- Simulateur de l'effet Doppler
- Simulateur de Physique Radar
- Simulateur du moteur de Carnot
Astronomie & Espace44
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À quelle distance se trouve-t-elle ?
Vous ne pouvez rien déduire d'une étoile à partir de son éclat tant que vous n'en connaissez pas la distance. C'est dans cet ordre que s'enchaînent ces quatre étapes, et c'est l'ordre qu'a suivi l'astronomie : chaque échelon s'étalonnant sur le précédent, depuis le triangle de l'arpenteur jusqu'aux confins de l'univers observable.
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Des orbites à partir de deux nombres
Une orbite est déterminée par sa taille et sa forme. Presque tout le reste en découle. Ces cinq outils vous guident de l'ellipse jusqu'au carburant : où se trouve l'engin spatial, à quelle vitesse il s'y déplace, combien de temps dure le voyage, quel trajet est le plus économique et ce qu'il coûte en ergols.
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Pas encore dans un chapitre
- Calculateur d'effet Doppler astronomique
- Calculateur d'énergie de photon
- Calculateur d'ondes gravitationnelles
- Calculateur de décalage vers le rouge cosmologique
- Calculateur de densité planétaire
- Calculateur de la limite de Roche
- Calculateur de la sphère d'influence
- Calculateur de période synodique
- Calculateur de phase lunaire
- Calculateur de puissance solaire de Stefan-Boltzmann
- Calculateur de sphère de Hill
- Calculateur de temps de parcours de la lumière
- Calculateur de trou noir
- Calculateur du paramètre de Tisserand
- Comparateur de vitesse de libération
- Convertisseur d'unités astronomiques
- Convertisseur de taille angulaire
- Durée du jour et équation du temps
- Élargissement des raies spectrales
- Estimateur d'expansion de supernova
- Explorateur d'évolution stellaire
- Explorateur de gravité newtonienne
- Explorateur de l'équation de Drake
- Explorateur de stabilité des points de Lagrange
- Explorateur du rayonnement du corps noir
- Lentille gravitationnelle
- Outil de longueur d'onde du pic de Wien
- Probabilité de planètes semblables à la Terre
- Raies d'absorption et d'émission
- Raies spectrales de l'hydrogène et formule de Rydberg
- Semi-amplitude de vitesse radiale
- Simulateur de transit d'exoplanète
- Simulateur du problème à trois corps
- Vérificateur de résonance orbitale
- Zone Habitable + Simulateur Climatique
Informatique69
Machines et algorithmes
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Comment un ordinateur exécute un programme
De la porte logique au programme en cours d’exécution. La porte NAND suffit à construire tous les circuits. Un additionneur composé de portes logiques sait aussi soustraire. Le Little Man Computer associe cet additionneur à cent boîtes aux lettres : le programme occupe la même mémoire que ses nombres, et la machine exécute ce qu’elle trouve à l’adresse indiquée par son compteur ordinal.
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Ce qu’une structure de données rend peu coûteux
Chaque structure répond vite à une question, mais cette efficacité a un prix ailleurs. Un filtre de Bloom ne conserve aucune clé et peut pourtant affirmer avec certitude qu’une clé est absente ; un arbre préfixe permet des recherches par préfixe qu’une table de hachage ne sait pas faire ; un tas connaît toujours sa plus petite clé, mais guère plus. La dernière page pose la question du choix de la page à retirer de la mémoire. Pour faire le meilleur choix, il faudrait connaître l’avenir.
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Compter le travail, pas les secondes
Un chronomètre mesure votre ordinateur. Compter les opérations mesure l'algorithme. Deux outils bâtis sur cette unique habitude.
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Pourquoi un algorithme est correct
Un algorithme est correct pour une raison démontrable, et erroné pour une faille qu'un simple test saura révéler. Chaque page oppose une version valide à une implémentation fausse mais plausible : quatorze des seize manières d'écrire la recherche dichotomique échouent, l'algorithme glouton du rendu de monnaie se trompe sur les anciennes pièces britanniques mais jamais sur les centimes américains, Kruskal et Prim aboutissent au même résultat pour une raison précise, et un code conçu pour corriger un bit altéré aggrave la situation face à deux erreurs.
Sécurité
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Comment casser les chiffres
Chacun des chiffres étudiés ici dissimule les lettres, mais laisse transparaître autre chose. La substitution conserve le décompte des caractères, le chiffrement à mot-clé le range en colonnes, et le masque jetable réutilisé trahit les espaces. Seule une clé aléatoire aussi longue que le message ne laisse absolument rien filtrer. Reste la vraie difficulté : la faire parvenir au destinataire. Les deux dernières pages relèvent ce défi au grand jour.
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Protéger un flux : révoquer un appareil, puis identifier lequel
Deux moitiés d'un même problème, dans l'ordre où un studio les rencontre. D'abord, une clé a fuité et la licence doit continuer à fonctionner pour tous les autres. Vous découvrez que cette protection exige un en-tête qui ne croît absolument pas avec la taille du système. Vient ensuite la phase la plus ardue : savoir à qui appartenait la clé, à partir d'une copie que plusieurs abonnés ont fabriquée ensemble avec l'intention expresse de ne nommer personne.
Signaux et information
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Comment une vidéo est encodée
Un encodeur vidéo n'est pas un algorithme mais huit étapes dans un ordre fixe, et cet ordre n'est pas arbitraire : chaque étape existe parce que la précédente a rendu son travail possible. Cet outil modélise l'une d'elles. La chaîne ci-dessous renvoie aux sept autres.
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Comment un LLM choisit le mot suivant
Deux outils qui vous dévoilent un grand modèle de langage au moment où il choisit un mot. Le second s'exécute littéralement sur le premier : les candidats qu'il classe sont des entrées du vocabulaire que le premier construit.
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La transformée de Fourier en pratique
Un signal est une somme de vecteurs tournants, et toute méthode pratique pour les analyser entraîne un coût que la formule théorique passe sous silence. Une fenêtre finie étale un son pur qui ne s'y ajuste pas sur tous les canaux ; une fenêtre plus courte vous fait gagner du temps mais se paie en hauteur ; une moyenne constitue un filtre possédant sa propre forme. La dernière page vous explique pourquoi tout cela reste calculable.
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La compression à la main
Quatre encodeurs que vous pourriez exécuter sur papier, classés selon ce que chacun perçoit et qui échappait au précédent. Le quatrième ne compresse absolument rien, et c'est la raison pour laquelle le premier fonctionne sur du texte.
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Pas encore dans un chapitre
- Aire de jeu convolution et cartes de caractéristiques
- Algorithme de recherche de Grover
- Animateur d'automate fini
- Chiffrer un bloc sur dix (CENC cbcs)
- Détecteur de contours Sobel vs Canny
- Détecteur/convertisseur d'encodage et de base
- Explorateur de coloration de graphes
- Explorateur de fractales
- Explorateur de la sphère de Bloch
- Extracteur de ressources HTML, images et Markdown
- Jeu de la vie de Conway
- Laboratoire d'encodage vidéo
- Laboratoire d'entropie en TAL
- Laboratoire générateur de Lorem Ipsum
- Marche aléatoire quantique
- Plus court chemin de Dijkstra
- Résolution d'écran et distance de recul
- Rotation des clés d'un flux en direct
- Simulateur de machine de Turing
- Solveur d'expressions booléennes
- Vérificateur de contraste des couleurs (luminance WCAG)
- Virgule flottante
- Visualiseur BFS vs DFS
- Visualiseur d'arbres BST / AVL
- Visualiseur de distance de Levenshtein
Biologie & Chimie57
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Horloges dans la roche
Une seule exponentielle, lue de trois manières. Dans le sens direct, elle vous indique ce qu'il reste ; à rebours, elle vous révèle l'âge d'un échantillon ; et appliquée à l'ADN plutôt qu'aux noyaux, il lui faut une roche en guise d'étalon.
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La géométrie sur une surface courbe
Sur une surface courbe, les règles démontrées sur le papier cessent de s'appliquer, et l'ampleur de leur défaillance mesure la courbure de l'intérieur. Un itinéraire rectiligne voit son cap dévier. Une flèche transportée sans pivoter revient désorientée. Un cercle révèle une circonférence inattendue, et dans le plan hyperbolique, aucun triangle ne peut contenir plus de π.
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Pourquoi une réaction se produit
La chaleur dégagée par une réaction ne décide pas de son déclenchement ; la glace fond en absorbant de la chaleur. Ces quatre pages établissent le bilan qui permet de trancher : l'enthalpie, qui s'additionne comme des équations ; l'enthalpie libre de Gibbs, qui correspond à une constante d'équilibre dans d'autres unités ; la différence entre faire varier K et faire varier Q ; et une pile qui lit cet écart sous la forme d'une tension.
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Mélanges et solutions
Dans un mélange, un gaz agit à sa propre pression partielle, ce qui fixe la limite de profondeur d'un plongeur. Un liquide bout lorsque sa pression de vapeur rejoint la pression ambiante. Deux liquides qui se mélangent mal bloquent un alambic à environ 95,6 % d'éthanol en masse, les particules dissoutes font qu'un kelvin de gel vaut treize bars de pression osmotique, et un sel ne se dissout que jusqu'à ce que ses ions atteignent un produit constant.
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Croissance limitée
Ici, chaque population est freinée par un facteur limitant, et vous constatez que celui-ci se révèle moins clément à chaque étape. C'est d'abord la surpopulation qu'elle engendre elle-même, puis un prélèvement fixe opéré sur ses effectifs. Intervient ensuite un prédateur constituant une population à part entière. Survient enfin l'épuisement des personnes restant à infecter.
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Comment s'élabore une prévision météorologique
Une prévision projette dans le temps un modèle dont l'état initial échappe à toute certitude absolue. Les météorologues lancent donc de nombreuses simulations et laissent l'ampleur des désaccords dicter le niveau de confiance à accorder. La deuxième page décortique ce fonctionnement. Elle y révèle une défaillance sans aucun rapport avec le chaos. La troisième remonte aux équations formulées par Lorenz en 1963, au sein desquelles la position du calcul s'égare très vite, alors que la figure qu'il trace ne disparaît jamais.
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Calculer avec des molécules
Cinq outils pour construire une seule démonstration : l'ADN est un véritable support de stockage et un véritable ordinateur. Tous deux se heurtent à des limites que vous pouvez calculer plutôt que de les deviner. Chaque étape transmet à la suivante un nombre précis.
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