Katamino

Salut Enzo [7], 

Tu as 8 ans, tu as envie de passer tes vacances à jouer à Minecraft, à Tétris, ou à regarder des dessins-animés, mais tes parents, tes grands parents, viennent de t'offrir un magnifique cahier de vacances. Ils ne te l'ont pas encore dit, mais ils rêvent que tu intègres le magnifique prestigieux élitiste lycée international qui ouvrira ses portes en septembre 2021 à Palaiseau. [1]

En tant que pire prof de maths de l'univers (et j'en suis fière), je te propose de jeter ce cahier de vacances à la poubelle et de jouer au Katamino. 


La première raison est que si tu habites les Ulis, tu ne seras jamais accepté dans ce lycée. Si tu n'as jamais entendu parler de racisme systémique, la carte scolaire en est un bel exemple : les enfants de toutes les villes du secteur SAUF des Ulis peuvent demander à aller dans ce lycée. Les élus de la ville ont mollement protesté (si, si...). Des parents ont lancé une pétition [2], mais seulement une soixantaine l'ont signée à l'heure actuelle (14h37 le samedi 3 juillet).  Ils pourront toujours déménager pour que tu habites dans la bonne ville avec une grande pelouse et un arbre avec des lutins, mais bon... 

Revenons à notre Katamino. Si tu t'ennuies dans cette campagne où tu n'auras plus tes potes des Ulis, tu peux chercher "Sonobe Origami" sur Youtube et construire des modules, ou regarder la construction d'un cube Tetris [3]. Ce cube a été réalisé avec la propagande électorale. Tu peux aussi utiliser le magazine "Vivre aux Ulis" pour découper des carrés. Tu déchires une page, tu la plies en 2 puis encore en 2. Tu replies un coin et tu découpes : 


Là, tu ne t'en rends pas compte, mais tu fais des maths. Au collège, on te parlera de triangle rectangle isocèle. C'est ce que tu viens de créer en repliant le coin... 

Tu peux aussi faire les pièces du katamino en 2D. Tu ne découpes pas de petits carrés, mais tu plies. Ensuite, tu découpes les formes du katamino : 


Si le découpage, le pliage, c'est pas ton truc, tu peux utiliser Minecraft pour chercher la solution à ce problème mathématique : combien de formes différentes peux-tu obtenir avec 5 blocs de sable ? Et avec du bois ? 


Ces formes-là s'appellent des pentacubes [4]. Il en existe 29 différents. Si tu cherches "pentacubes" sur Google, tu pourrais même te retrouver sur le plateau de Saclay, sur la page rédigée par Jean-Christophe Filliâtre, chercheur au CNRS, enseignant à l'ENS et à Polytechnique [5].

Que tu utilises Minecraft, des modules sonobes en origami, ou des carrés découpés dans le magazine des Ulis, tu verras qu'il n'existe que 12 pentaminos, c'est-à-dire des formes plates (formées avec du sable), ce sont les pièces du jeu Katamino. On leur donne des noms en utilisant les lettres auxquelles ils ressemblent le plus : F,I,L,N,P,T,U,V,W,X,Y,Z.


J'ai découvert le katamino quand j'étais en classes préparatoires au lycée Carnot à Dijon grâce au roman d'Arthur C Clarke "Terre, planète impériale". C'était l'époque où tout le monde passait les mêmes épreuves du bac, et où on n'était pas jugés sur la réputation du lycée [6]. Avec le contrôle continu, cette égalité des chances n'est plus possible. Si tu es très intelligent, si tu es déjà bilingue à 8 ans, il n'y a que tes parents qui veulent que tu ailles dans le magnifique prestigieux lycée international de Palaiseau. Tous les autres profs veulent t'avoir comme élève. A l'heure où il y a une pénurie de profs de maths, nul doute qu'eux aussi préfèrent un poste dans le magnifique prestigieux lycée international de Palaiseau. Or s'ils ont un poste aux Ulis, ils voudront avoir de bons élèves comme toi...


Si par malheur tes parents demandent une dérogation pour que tu ailles dans un établissement hors des Ulis, on les accusera de contribuer à la ghettoïsation de la ville. Tous les autres parents ne veulent pas que tu ailles dans le magnifique prestigieux lycée international de Palaiseau. Tu es né aux Ulis, tu resteras aux Ulis, car sans toi, le lycée de l'Essouriau aura un mauvais niveau et tes potes n'auront aucune proposition dans Parcoursup.  Un peu de poudre de Perlinpinpin et une bonne prophétie à base d'universalisme n'y changeront rien... 

Une des manières de jouer au Katamino est de réaliser un grand chelem (tout en révisant ses tables de multiplication) : 

F - L - U - Y :  Avec 4 pièces de Katamino, on peut réaliser un rectangle de 4 x 5 = 20 :  


FLUY + Z : On peut réaliser un carré de 5 x 5 = 25 :
 

FLUY + Z +V est un rectangle de 6 x 5 = 30

On peut continuer ainsi jusqu'à placer les 12 pièces : FLUY + Z +V + P  + N  + T  + I + X

Une autre succession possible est : LPWY + Z + N + V + T + F + I + U 

LPWY (a4)
LPWY+Z (a5)
LPWY + Z + N (a6)

Le grand chelem consiste à réaliser les 12 séries suivantes : 

  • ---4 5 6 7 8 9 10 11 - Reste
  • LPWY Z N V T F  I  U - x(a)
  • FLUY Z V P N T  I  X - w(b)
  • LNPU Z I Y F W  V  X - T(c)
  • NPUY Z I V L W  T  X - F(d)
  • FPUY T L X W N  I  V - Z(e)
  • LPVY N F W T Z  X  I - U(f)
  • LUVY Z I F T X  N  W - P(g) 
  • LPTY W Z F X N  I  U - V(h)
  • LPYZ V W F U X  T  I - N(i)
  • LNVZ U T P I X  F  W - Y(j)
  • NTVY F I P W Z  X  U - L(k)
  • FLPU W Y Z N V  T  X - I(l)
LPYZ V W (i6)
 

Sur le liste de Gigamic, on peut trouver des solutions  (et acheter un jeu, ce que évite d'avoir à en fabriquer) [8]. On trouve aussi des chelems petits et grands avec solutions sur certains sites [9].

Bref, Enzo, tu as de quoi faire des maths une bonne partie des vacances... Il existe de multiples solutions qui ne sont pas dans le grand chelem... 


D'après wikipédia, le rectangle 5×12 possède 1 010 solutions. [10] 
Enzo, même sans passer par le magnifique prestigieux lycée international de Palaiseau, tu pourras devenir chercheur en informatique (ou prof de maths) et créer des algorithmes qui trouvent toutes les solutions du Katamino et autres énigmes liés aux pentacubes... 


  1. Lycée international de Palaiseau
  2. Pour un accès au futur Lycée International du plateau de Saclay aux élèves des Ulis
  3. E. Piotelat, Cube Tetris en Origami, 2021/06. 
  4. Puzzles & casse-tête en bois gratuits à fabriquer, construire soi-même
  5. J.C Filliatre, Pentaminos
  6. E. Piotelat, Parcours Chaotique, 04/2018
  7. S. Piotelat, Web Série Elda, 2017
  8. Gigamic Katamimo
  9. Katamino
  10. Pentomino (Wikipédia)


Commentaires

Nathalie FT a dit…
qui disait déjà, l'ascenseur social est en panne? L'école ne joue plus ce rôle là depuis un bail déjà. Pétition. J'espère que ça bougera. Doigts croisés.
Elisabeth a dit…
On a depuis longtemps une sélection par les classes "bilingues" ou sections "européennes". Pour intégrer les lycées qui en proposent, il faut avoir suivi ces sections au collège. Les élèves de CM2 ne le savent pas forcément (ou ça leur parait loin, ils se disent que ça changera).
Les collégiens des communes voisines ont donc beaucoup plus de choix de lycées que ceux des Ulis, qui sont cantonnés dans leur cité sauf s'ils ont obtenu une dérogation leur permettant d'aller dans une section européenne ailleurs. La solution pour sortir du ghetto est de passer par le privé...