Apprendre les mathématiques par les problèmes

Bonjour à tous
Je suis nouveau sur le forum. Je suis professeur des écoles (instituteur quoi...), et j'aimerais apprendre davantage de mathématiques.
Mon objectif est simplement d'être moins ignorant... Dans l'idéal je vise un niveau licence en 3 ans de travail.
J'ai fait une première scientifique puis une terminale littéraire.
Il y a deux ans j'ai réouvert mon livre de géométrie dans la section trigonométrie, et ça m'a bien plu. C'était le Terracher 1ère, https://manuelsanciens.blogspot.com/2013/04/collection-terracher-mathematiques-1re.html. Dans la foulée, je me suis remis à niveau en m'exerçant en analyse et probabilité dans des manuels de TS plus récents.

Ensuite j'ai lu Histoires de géomètres... et de géométrie de Jean-Louis Brahem. Cela m'a bien plu aussi : ce sont de vraies maths (à un niveau extrêmement élémentaire) en lien avec l'histoire. J'ai lu Une histoire des mathématiques : Routes et dédales de Amy Dahan-Dalmédico et Jeanne Peiffer. Là en revanche, c'est un survol des notions. Je pense que ce livre n'est profitable qu'à quelqu'un qui possède de bonnes bases mathématiques et qui cherche un cadrage historique.

J'ai feuilleté quelques "tout en un" de prépa et de licence. Mais je cherche autre chose que cela : je n'ai pas à maîtriser le plus de maths possible dans le temps le plus court possible. J'ai besoin d'ouvrage qui motive les inventions mathématiques : un ouvrage qui démarre des problèmes que les mathématiciens (ou physiciens / biologistes / économistes...) se posent et qui explique quels outils ont été inventés et comment on les utilise. Je cherche donc un livre qui répond à deux exigences : 1) apprendre des maths à celui qui l'étudie ; 2) rend compte des motivations des inventions théoriques. Ce ne serait donc ni un livre d'histoire des maths (qui rend compte surtout de l'histoire) ni un livre "tout en un". Est-ce que de tels livres existent ? Je précise que je n'ai rien contre le fait de faire des exercices et que je considère qu'on ne peut pas comprendre des idées mathématiques sans s'exercer (dans mon cas, je sais qu'il faut que je m'exerce beaucoup). Donc il faudrait des exercices dans ce livre.

Je crois que ce que je cherche est proche de ce qu'évoque Vladimir Arnold dans son texte sur l'éducation mathématique quand il parle du cours qu'il a rédigé pour une université moscovite en partant des problèmes et en restant proche de la physique. Je sais que ce cours va bientôt être édité chez Cassini.
https://livre.fnac.com/a11930244/Valeri-Alekseev-Le-theoreme-d-Abel

Et c'est une bonne nouvelle. Arnold évoque aussi avec admiration les manuels des analystes français d'avant Bourbaki. (Hermite, Goursat, Picard). Je les ai feuilletés sur Gallica et ça semble très intéressant mais avant de me lancer, j'aurais aimé connaître votre avis éclairé sur ces manuels en particulier et sur ce que je cherche en général.

J'espère ne pas avoir ouvert un fil de questions rebattues, je vous remercie par avance pour vos réponses et vous souhaite une très bonne année.
Boris

Réponses

  • Mon objectif est simplement d'être moins ignorant... Dans l'idéal je vise une niveau licence en 3 ans de travail.

    Un programme de Licence n'apprend pas beaucoup, seulement des bases.
    Est ce que de tels livres existent ?

    Non, où rarement. Les cours de maths sont devenus des copier-coller depuis les années 1960.
    Il y a des exceptions visibles comme le cours de Godement en 4 volumes, les autres sont difficile à trouver.
    Mais tu peux te tourner vers les vieux ouvrages comme ceux de Dover en anglais et aussi certains chez Springer.
    Un exemple est l'analyse au fil de l'histoire.
    Arnold évoque aussi avec admiration les manuels des analystes français d'avant Bourbaki. (Hermite, Goursat, Picard). Je les ai feuilletés sur Gallica et ça semble très intéressant mais avant de me lancer, j'aurais aimé connaître votre avis éclairé sur ces manuels en particulier et sur ce que je cherche en général.

    Commence par http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?11,1724294 dont l'auteur est un proche d'Arnold.

    Pour les Goursat, Picard ou Jordan, effectivement la motivation physique est beaucoup plus présente ce qui se traduit par la présence de chapitre sur l'analyse complexe plus vaste et sur les courbes elliptiques ce que l'on ne trouve plus dans un cours de licence actuel.
    Mais ce sont de vieux livres au vocabulaire d'antan il faut pour commencer y préférer les Arnaudiès -Lelong-Ferrand des années 1970 ou le Cagnac-Ramis-Commeau http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?11,1729082
    Le Hermite de l'X a beaucoup influencé le cours de prépas peut-être devrais-tu regarder les vieux cours de prépa de Longchamps ou de Niewenglowski-Borel.

    Le classique cours de Valiron https://www.gabay-editeur.com/epages/300555.sf/fr_FR/?ObjectPath=/Shops/300555/Categories/AUTEURS/V/VALIRON surtout le tome 2.
  • Merci beaucoup pour ta réponse rapide, soleil_vert.

    Quand tu dis que je n'aurais pas appris beaucoup de maths à un niveau Licence, qu'entends tu par là ? C'est une idée que j'ai souvent entendue, pourrais-tu m'indiquer une des discussions du forum où cette idée est défendue ?

    Je viens de feuilleter l'analyse au fil de l'histoire et ça me semble tout à fait dans la veine de ce que je cherche.De même, le livre de Mauricio Garay parait très bien. Merci beaucoup.

    Aurais-tu des références plus précises en ce qui concerne les éditions Springer et Dover ? C'est un peu compliqué pour moi de m'orienter dans leur catalogue. Je te remercie par avance.

    Je vais sonder le net pour trouver des ALF ou des CRC.
    Je n'arrive pas à savoir si Théories des fonctions de Valiron est ce que tu appelles" tome 2" ?

    Merci encore pour ton aide,

    Boris
  • C'est super tes préoccupations, il y a de beaux petits problèmes de maths qui peuvent être aborder au primaire avec un éclairage un peu d'en haut, hélas ça n’apparaît {plus} dans les "manuels".

    Arnold c'est super, ça me rappelle des souvenirs les éditions MIR avec leur couverture rouge et les fonts à la fois petites et empâtées (pour les plus vieux). C'est une école qui distingue peu les maths de la physique l'inspiration allant de l'un à l'autre; de mémoire Arnold a travaillé sur les phénomènes non linéaires après une assez longue période de jachère à partir effectivement de travaux français Poincaré à rajouter à la liste de Soleil Vert

    Cassini est un très bon éditeur, je cherchais la traduction d'Algèbre d'Artin (Michael) - à conseiller à ceux qui aiment pas trop le style taupin - j'ai téléphoné il y a quelques temps en fait il est à la traduction depuis 10 ans à savoir pourquoi ... ils m'ont conseillé d'acheter directement la version anglaise

    Chez Springer il y a Calculus de Lang pour bien redémarrer
    "J'appelle bourgeois quiconque pense bassement." Gustave Flaubert
  • Merci XAX pour tes propositions de lecture.

    Si je m'intéresse aux mathématiques du supérieur, ce n'est pas pour en faire profiter directement mes élèves. C'est plutôt que j'ai toujours été persuadé que la culture mathématique était une partie essentielle de la culture en général. Mais jusqu'à présent, je me suis contenté de cette belle idée. Maintenant j'essaye d'être en règle avec ça et donc il me faut creuser pour de bon.
    J'espère qu'indirectement cela sera profitable à mes élèves (ne serait-ce qu'en créant de l'intérêt pour les mathématiques en tant que sciences (pas simplement en tant que technique)).

    Boris
  • @ XAX
    Je me suis enfin plongé dans Algèbre d'Artin (en anglais). Cet ouvrage correspond exactement à ce que je cherchais, en particulier l'auteur précise souvent la motivation des théorèmes. Je te remercie donc vivement à nouveau.
    J'ai parcouru Calculus de Lang qui me semble être légèrement moins avancé que ce que je cherche. J'ai trouvé par hasard en librairie Calculus de Jon Rogawski (en anglais aussi) qui correspond davantage à ce que je cherchais : beaucoup d'exercices avec des modélisations physiques : très pédagogique.
    Donc je me permets de conseiller ces deux livres pour ceux qui comme moi veulent se former 'librement' en maths à partir d'un niveau TS.

    @ Soleil vert
    J'ai récupéré les Cagnac-Ramis-Commeau mais ils m'intimident un peu...
    Merci à toi aussi .

    Boris
  • Comme la classe préparatoire est un environnement tres scolaire, les livres de cours sont bien expliqués. Tu pourrais en prendre un (légalement ou sur libg*n ) et regarder si tu arrives á le lire. Une bonne ressource sont les livres de Dunod en maths. Mais je n'ai pas un bon recul pédagogique sur la question.
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