Approximation de courbes et fonctions

L’importance et l’omniprésence du numérique ont conduit à redéfinir des champs entiers des mathématiques. Alors que l’approximation traduisait jadis des limitations dans les savoirs mathématiques ou les capacités des calculateurs humains, dans l’ordinateur tout est, de fait, approché : les nombres, les images, les sons et même les fonctions, traitées comme des suites d’opérations élémentaires. Du recueil des données à leurs traitements et leurs représentations, de nombreuses techniques sont mises au point régulièrement. Certains problèmes deviennent alors cruciaux : l’encadrement de l’erreur que l’on propage d’une étape à l’autre d’un calcul, la stabilité des modèles utilisés qui doivent éviter les brusques « sauts » qualitatifs, la simplicité de mise en œuvre des algorithmes… Derrière toutes ces questions se cachent des théorèmes étudiés il y a près de deux siècles, et des méthodes prolongées et amplifiées avec le développement des technologies numériques.

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Lorsqu’on ne sait pas déterminer directement des modèles ou des formes, on les approche par des fonctions ou des courbes plus simples à manipuler et qui en conservent les principales propriétés. C’est l’objet de la théorie de l’approximation.


Quand on veut approcher un objet, on cherche à diminuer la distance qui nous sépare de lui. Il en est de même pour « approcher » une fonction. Mais cela se complique car il y a plusieurs notions de distance.


Les courbes de Bézier

Jean-Jacques Dupas
Particulièrement utilisées dans le domaine de la conception assistée par ordinateur, les courbes de Bézier ont la particularité de pouvoir être générées facilement à partir d’un petit nombre de points qui les définissent entièrement.


Laissez dériver un bouchon à la surface d’un cours d’eau. Lorsque la trajectoire qu’il suit est trop difficile à calculer, on doit se contenter de méthodes d’approximation. Parfois cependant, la façon dont l’eau s’écoule rend problématique la fiabilité de telles méthodes.


En bref : Approximer la trajectoire des astres

Jean-Jacques Dupas

Le mot planète vient d’un mot grec signifiant « astre errant ». On comprend, à travers cette étymologie, que le mouvement des planètes, parmi lesquelles les Grecs rangeaient la Lune et le Soleil, n’est pas facile à définir et semble échapper à toute logique.



En bref : Aux origines de la pifométrie

Alain Zalmanski

Les Anciens utilisaient des unités basées sur les performances ou caractéristiques humaines : la longueur du pouce, du pied, de l’empan, la coudée, la brasse...



En bref : Une (bonne) approximation babylonienne

Antoine Houlou-Garcia

Les Babyloniens ont toujours été reconnus comme de brillants mathématiciens et les tablettes d’argile que nous avons conservées en sont un témoignage parfois éclatant.



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