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Epistémologie mathématique

Résumé

L'épistémologie analyse le rapport entre les mathématiques et la pratique des autres sciences. Cet ouvrage éclaire par l'histoire des mathématiques les questions soulevées.


  • Éditeur(s)
  • Date
    • 2011
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (216 p.) ; 24 x 19 cm
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-7298-7045-4
  • Indice
    • 51 Ouvrages généraux de mathématiques, ouvrages de vulgarisation
  • Quatrième de couverture
    • L'épistémologie est la philosophie des sciences. L'épistémologie mathématique a pour but de réfléchir à ce que l'on fait vraiment quand on fait des mathématiques, et d'analyser le rapport entre cette pratique et la pratique des autres sciences. Les mathématiques ont une histoire, et leur histoire est toujours en cours. Aussi cet ouvrage se propose d'éclairer par l'histoire les questions soulevées.

      Ce cours propose une première étude de quelques questions essentielles.

      • Qu'est-ce qu'un «objet mathématique» : un nombre entier, un nombre réel, une fonction réelle, un espace vectoriel, un espace de fonctions, un objet de nature géométrique ?
      • Qu'est-ce qu'un «énoncé vrai» concernant un objet mathématique ?
      • Quelles méthodes de raisonnement sont-elles vraiment légitimes ?
      • Quelle est la nature de l'infini mathématique ?
      • Qu'est-ce que la méthode formaliste en mathématiques ? Quelles limites le théorème d'incomplétude de Gödel impose-t-il au formalisme ?

      Ces questions sont abordées sous divers angles :

      • des cours proprement dits ;
      • des analyses de preuve ;
      • des commentaires de textes historiques.

      Cet ouvrage s'adresse aux étudiants en sciences en fin de licence, et aux enseignants de sciences en lycée ou à l'université. Il ne réclame pas de connaissances mathématiques sophistiquées et propose plutôt de réfléchir sur les activités mathématiques de base, en prenant un peu de recul par rapport à la «vérité révélée» telle qu'elle est usuellement enseignée.


  • Tables des matières
      • Épistémologie mathématique

      • Henri Lombardi

      • Ellipses

      • 1 La rigueur en mathématiques 1
      • Introduction1
      • 1.1 La géométrie élémentaire1
      • 1.2 La rigueur dans N7
      • 1.3 Le théorème fondamental de l'algèbre10
      • 2 Analyse de preuves. Le pgcd 19
      • Introduction19
      • 2.1 L'anthyphérèse19
      • 2.2 Le théorème du pgcd20
      • 2.3 Une preuve abstraite classique21
      • 2.4 Une preuve par algorithme22
      • 2.5 Comparaison des deux preuves24
      • 2.6 La preuve classique cache-t-elle un algorithme ?25
      • 3 Les entiers naturels 29
      • Introduction29
      • 3.1 Un texte de Poincaré29
      • 3.2 Exemples de raisonnements par récurrence37
      • 3.2.1 Des exemples (trop) simples37
      • La somme des n premiers entiers37
      • Sommations finies37
      • Manque de rigueur ?39
      • 3.2.2 Un exemple plus difficile40
      • 3.3 Preuves par algorithme et preuves par récurrence41
      • Récurrence et descente infinie42
      • 4 Analyse de preuves. Espaces vectoriels et systèmes linéaires 49
      • Introduction49
      • 4.1 Un texte classique sur la théorie «abstraite»50
      • 4.2 De la méthode du pivot à la théorie de la dimension53
      • 4.3 Retour sur la théorie abstraite de la dimension59
      • 5 Points de repères historiques sur l'infini en mathématiques 65
      • Introduction65
      • 5.1 L'infini chez les mathématiciens grecs65
      • 5.2 La crise des infinitésimaux67
      • 5.3 La crise des géométries non euclidiennes68
      • 5.4 Cantor et l'avènement de l'infini actuel68
      • 5.5 Les paradoxes de la théorie des ensembles69
      • 5.6 Les avatars de l'hypothèse du continu71
      • 5.7 Le programme de Hilbert71
      • 5.8 Le point de vue formaliste73
      • 5.9 Et demain ?74
      • Annexe 1 : un texte de Poincaré75
      • Annexe 2 : des commentaires sur l'infini80
      • 6 À propos de Cauchy et de l'uniformité 89
      • Introduction89
      • 6.1 Nombres, quantités, variables, infiniment petits90
      • 6.1.1 Nombres et quantités90
      • 6.1.2 Variables, infiniment petits, infiniment grands92
      • 6.1.3 Le critère de Cauchy94
      • 6.2 Continuité : globale, locale ou ponctuelle ?95
      • 6.2.1 Continuité des fonctions : une définition probématique95
      • 6.2.2 Continuité des fonctions de plusieurs variables98
      • 6.2.3 Somme d'un série convergente de fonctions continues100
      • 6.3 Fonction dérivée et théorème des accroissements finis104
      • 6.4 Conclusion108
      • 7 Nombres réels et fonctions continues 111
      • Introduction111
      • 7.1 L'énoncé du théorème des valeurs intermédiaires et sa signification intuitive111
      • 7.2 Deux preuves113
      • 7.3 Un algorithme pour le TVI ?115
      • 7.4 Calculer avec les nombres réels116
      • 7.5 Calculer avec une fonction continue118
      • 7.6 Exercices120
      • 7.7 Ne pas renoncer au théorème des valeurs intermédiaires126
      • 8 La structure du continu 131
      • Introduction131
      • 8.1 Qu'est-ce que le continu ?132
      • 8.2 Le théorème de Cantor132
      • 8.3 Mesurer134
      • 8.4 Le théorème de Heine-Borel137
      • 9 Cantor et l'infini actuel 139
      • Introduction139
      • 9.1 Grands résultats sur les petits infinis139
      • 9.1.1 Définitions et propriétés de base140
      • 9.1.2 Quelques ensembles dénombrables144
      • 9.1.3 La puissance du continu144
      • 9.1.4 Des preuves constructives147
      • 9.2 Paradoxes et incertitudes en théorie des ensembles148
      • 9.2.1 Le paradoxe de Cantor-Russell-Skolem148
      • 9.2.2 Zermelo et Fraenkel colmatent les brèches149
      • 9.2.3 Le paradoxe de Banach-Tarski149
      • 9.2.4 Hypothèse du continu et axiome du choix150
      • 9.2.5 Le réalisme platonicien150
      • 10 La calculabilité mécanique 153
      • Introduction153
      • 10.1 Machines de Turing154
      • 10.2 Machine de Turing Universelle160
      • 10.2.1 Suites effectives et suites mécaniquement calculables161
      • 10.2.2 Le théorème de Cantor161
      • 10.2.3 Une Machine de Turing universelle163
      • 10.2.4 Le théorème d'indécidabilité de Turing164
      • 10.3 Autres modèles de calcul équivalents165
      • 10.3.1 Le modèle de calcul imaginé par Gödel165
      • 10.3.2 La thèse de Church170
      • 11 On ne peut pas tout savoir 171
      • Introduction171
      • 11.1 Impossibilités liées aux suites calculables d'entiers171
      • 11.2 Impossibilités liées aux nombres réels173
      • 11.3 Impossibilité de résolution systématique des problèmes diophantiens174
      • 11.4 Impossibilités liées aux systèmes de preuves formalisés175
      • 11.4.1 Les théorèmes d'incomplétude de Gödel175
      • 11.4.2 Arithmétisation des mathématiques176
      • A Logique Constructive 179
      • Introduction179
      • A.1 Objets de base, Ensembles, Fonctions179
      • A.2 Affirmer signifie prouver183
      • A.3 Connecteurs et quantificateurs184
      • A.4 Principes d'omniscience186
      • A.5 Principes problématiques en mathématiques constructives189
      • B Bibliographie 191
      • C Une chronologie de scientifiques 193
      • Index 207

  • Origine de la notice:
    • Electre
  • Disponible - 51 LOM

    Niveau 2 - Sciences