Clémentine Laurens Ancienne étudiante en Mathématiques fondamentales (2014-2019) |
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CPGE - TIPE 2017 Ce TIPE (Travail d'Initiative Personnelle Encadré) a été réalisé au cours de l'année scolaire 2016-2017, alors que j'étais en 5/2 en MP au lycée Louis le Grand. Il s'inscrit dans le thème "Optimalité : choix, contraintes, hasard". Il n'a, en définitive, pas été présenté aux oraux des concours. Titre : Le Problème de Berlekamp : résolution théorique, résolution pratique Résumé / Motivation de l'étude : Considérons
un tableau d'ampoules, chacune étant soit éteinte, soit allumée.
Munissons chaque ligne et chaque colonne d'un interrupteur permettant
d'intervertir les états des ampoules sur cette ligne ou colonne. Quelle
configuration initiale maximise le nombre minimal d'ampoules allumées
qu'on peut obtenir en manipulant à l'infini et dans n'importe quel
ordre les interrupteurs ? La résolution de ce problème d'optimisation
dit "de Berlekamp" impose une approche transdisciplinaire :
mathématique, avec les outils de la théorie des codes, puis
informatique, pour pallier les limites d'une résolution théorique
algorithmiquement trop lente dans les cas concrets. C'est cette
transdisciplinarité, permettant l'exploitation d'outils variés, qui m'a
séduite.
Abstract (English) : The Berlekamp's Switching Game is an optimization problem about the optimal distribution of switched on light bulbs among a square board. Thanks to an appropriate mathematical model, this problem can be linked to coding theory. This study adapts a classical decoding algorithm to solve, theoretically, the problem, by exploiting interesting structures that appear thanks to the chosen model. But to face and solve the complexity problem of this theoretical algorithm, a computational modelling ans study are necessary : those are what truly enable to solve the problem.
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