Défis de avril 2023

Écrit par Romain Joly
Publié le 30 avril 2023

Premier défi

Simon et Noémie démarrent sur une piste circulaire en des points diamétralement opposés. Ils se mettent à courir à vitesse constante dans des sens opposées. Ils se rencontrent une première fois alors que Simon a couru 100m, puis une seconde fois alors que Noémie a couru 150m depuis la première fois qu’ils s’étaient rencontrés. Quelle est la longueur de la piste ?

Solution du premier défi

Réponse : la longueur de la piste est 350 mètres.

Notons L la longueur de la piste. Lorsqu’ils se rencontrent pour la première fois, ils ont parcouru, à eux deux, la moitié de la longueur de la piste.

Donc, comme Simon a couru 100m, Noémie a couru L2100 mètres.

Entre la première et la seconde fois qu’ils se rencontrent, ils courent à eux deux L mètres.

Mais comme ils courent à vitesse constante, Noémie a donc nécessairement couru le double de la distance qu’elle avait courue avant la première fois qu’ils se sont croisés.

Ainsi, on a 2(L2100)=150 et donc L=350m

 

Deuxième défi

Cinq pirates se partagent le contenu d’un coffre au trésor. Abel prend un huitième du total. Ensuite, Betti prend un sixième de ce qui reste, puis Clélia un septième du reste, puis Daniel un cinquième du reste, puis Éloïse un quart du reste et ils conviennent d’enterrer l’argent restant. Quels sont les pirates qui ont reçu la même somme d’argent ?

Solution du deuxième défi

La réponse est : Abel, Daniel et Éloïse ont la même somme d’argent.

Soit S la somme d’argent dans le coffre.
Abel prend S8 et il reste donc 7S8. On obtient successivement les actions suivantes~:

– ~Betti prend 16×7S8 et il reste 56×7S8.

-~Puis Clélia prend 17×56×7S8=5S48et il reste 67×56×7S8=5S8.

-~Ensuite, Daniel prend 15×5S8=S8et il reste 45×5S8=S2.

-~Enfin, Éloïse prend 14×S2=S8.

Abel, Daniel et Éloïse ont donc la même somme d’argent.

 

Troisième défi

Combien y a-t-il de chemins entre les points A et B si l’on se déplace de case en case, seulement de gauche à droite, de haut en bas et sans traverser les murs surlignés ?

.

Solution du troisième défi

Réponse : il y a 12 façons d’aboutir au point B en ne traversant aucun mur.

Écrivons dans chaque carré le nombre de façons de le relier à A.

Tous les carrés de la première ligne contiennent un 1, puisqu’il n’y a qu’une seule façon d’y accéder depuis A~: en se déplaçant vers la droite.

De même, le premier carré de la seconde ligne contient un 1, mais le second carré de la seconde ligne contient un 2, car il y a deux façons d’y accéder depuis A : en arrivant soit par le haut, soit par la gauche.

Les carrés suivants de la deuxième ligne contiennent un 3, un 4 et enfin un 1, puisque le dernier carré de la deuxième ligne n’est accessible que par le haut.

Quatrième défi

La suite 2, 3, 5, 6, 7, 10, 11, contient tous les nombres entiers positifs qui ne sont ni des carrés parfaits ni des cubes parfaits. Déterminer le 500e entier de cette suite.

Solution du quatrième défi

La réponse est : 528.

Entre 1 et 500, il y a 500=22 carrés parfaits et 5003 =7 cubes parfaits (où x désigne la partie entière de x).

Cependant, certains de ces entiers sont à la fois des carrés et des cubes : il s’agit de 1 et de 64=26=82=43 (le suivant, 36=729, est plus grand que 500).

Parmi les entiers entre 1 et 500, il y en a donc 22+72=27 qui sont des carrés ou des cubes et qui sont donc exclus de notre suite.

On doit donc encore chercher 27 entiers de la suite supérieurs à 501.

Entre 501 et 527, il n’y a pas de carrés parfaits à enlever mais il y a un cube parfait, 83=512.

On en déduit que le nombre cherché est 528.

Post-scriptum

Le calendrier est publié aux Presses Universitaires de Grenoble, sous la direction scientifique de Romain Joly.

Crédits images

©JROBALLO / Adobestock

ÉCRIT PAR

Romain Joly

Maître de conférences - Institut Fourier de Grenoble

Commentaires

  1. Al_louarn
    avril 7, 2023
    9h06

    1er défi

    Soient s(t) et n(t) les distances parcourues respectivement par Simon et Noémie en un temps t, et x la longueur de la piste.
    Pendant la durée t1 entre le départ et la première rencontre, Simon parcourt s(t1)=100 m et Noémie parcourt n(t1)=x/2100 m.
    Pendant la durée t2 entre les deux premières rencontres, Simon parcourt s(t2)=x150 m et Noémie parcourt n(t2)=150 m.
    Comme les vitesses s(t)t et n(t)t sont constantes, le rapport s(t)n(t) est lui aussi constant donc :
    x150150=100x/2100=200x200
    (x150)(x200)=200×150
    x2350x=0
    x=350

  2. Kamakor
    avril 8, 2023
    3h42

    1er défi

    Puisque Simon et Noémie courent à vitesse constante, la distance qu’ils parcourent (ajoutée ou séparément) est proportionnelle au temps. Ils mettent donc, à deux, deux fois plus de temps pour parcourir la longueur de la piste après leur première rencontre que pour en parcourir la moitié avant. Avec deux fois plus de temps, Simon a ainsi parcouru 2×100=200 m en deuxième période. La longueur de la piste est donc 200+150=350 m

  3. Philippe Gay
    avril 14, 2023
    11h11

    2e défi

    Abel : 12.5%
    Betti : 14.6%
    Clélia : 10.4%
    Daniel : 12.5%
    Éloïse : 12.5%
    Reste : 37.5%.

    Donc : Abel, Daniel et Éloïse.

    • ROUX
      avril 14, 2023
      13h16

      Bonjour,
      comment avez-vous fait ?
      Cordialement,

      • Philippe Gay
        avril 14, 2023
        16h02

        Bonjour,
        Cela ressemble à ce que propose Poss Jean-Louis ci-dessous, mais sous forme de tableau, peu pratique à transcrire.
        Cordialement.

  4. Poss Jean-Louis
    avril 14, 2023
    11h44

    2e défi

    Soit s le contenu du coffre.

    — Abel reçoit a = s/8.
    — Betti reçoit b=1/6(s−a)=7s/48.
    — Clélia reçoit c=1/7(s−a−b)=5s/48.
    — Daniel reçoit d=1/5(s−a−b−c)=s/8.
    — Éloïse reçoit e=1/4(s−a−b−c−d)=s/8.

    Abel, Daniel et Éloïse reçoivent la même somme d’argent.

    Remarque : les pirates se sont partagé a + b + c + d + e = 5s /8.

  5. Celem Mene
    avril 14, 2023
    11h53

    2e défi

    Comme la somme totale doit être divisée successivement par 8, 6, 7, 5 et 4, on va créer un nombre arbitraire à l’aide de ces facteurs, calculer la part de chacun, la soustraire du total, et voir à la fin celles qui sont identiques.

    Soit : 8 * 6 * 7 * 5 * 4 = 6’720

    Part d’Abel : 6’720 / 8 = 840, reste : 6’720 – 840 = 5’880,
    Part de Betti : 5’880 / 6 = 980, reste : 5’880 – 980 = 4’900,
    Part de Clélia : 4’900 / 7 = 700, reste : 4’900 – 700 = 4’200,
    Part de Daniel : 4’200 / 5 = 840, reste : 4’200 – 840 = 3’360,
    Part d’Éloïse : 3’360 / 4 = 840, reste : 3’360 – 840 = 2’520.

    Il ressort que les parts d’Abel, Daniel et Éloïse sont identiques.

  6. ROUX
    avril 14, 2023
    18h55

    Vous pouvez joindre des images : une copie d’écran ?
    Les réponses sans les démarches, ici, ça ne m’intéresse pas (dans des QCM d’examens ou de concours, ok, pourquoi pas, mais ici, non).

  7. Al_louarn
    avril 15, 2023
    9h32

    2e défi

    Si dans un reste r un pirate prend une part P=rk, alors r=kP et il laisse après lui un nouveau reste rP=(k1)P.
    Ainsi :
    B=816A=76A
    C=617B=5776A=56A
    D=715C=6556A=A
    E=514D=D=A

  8. Philippe Gay
    avril 15, 2023
    10h33

    2e défi

    Voici une capture d’écran, sur le calcul purement numérique ;Après je vous laisse compléter la partie algébrique.

  9. ROUX
    avril 15, 2023
    16h26

    2e défi

    Au moins dix caractères

  10. Blaxapate
    avril 19, 2023
    18h45

    2e défi

    Si un·e pirate prend 1/n du trésor, alors le reste du trésor est (n-1)/n. Si un·e deuxième pirate prend 1/m de ce qu’il reste, alors le reste est (n-1)(m-1)/nm. Le même que si l’on avait d’abord pris 1/m et ensuite 1/n ! Chacune des parts dépend de l’ordre dans lequel elles sont prises, mais le reste du trésor n’en dépend pas.

    Deuxième observation, si un·e pirate prend 1/n du trésor, puis un·e deuxième en prend 1/(n-1), les deux pirates reçoivent la même somme.

    Donc, si Cléia et Betti avaient échangé leur place, tout le monde aurait reçu la même somme ! En passant avant Cléia, Betti obtient une somme plus grande, Cléia une plus petite, mais les autres pirates ne sont pas impacté·e·s, et donc leurs parts sont identiques.

  11. Al_louarn
    avril 21, 2023
    10h38

    3e défi

    Si on écrit dans chaque case X le nombre de chemins qui mènent à la case B, alors X doit contenir la somme de la case située à droite de X si le côté droit de X n’est pas un mur + la case située en bas de X si le côté bas de X n’est pas un mur.

    En partant de la case B où l’on écrit 1, on peut alors remplir le tableau diagonale par diagonale, à la manière du triangle de Pascal, et on obtient :
    12432181111763111332111111

    Il y a 12 chemins de A à B.

    • Mihaela J
      avril 21, 2023
      12h13

      Les chemins que vous calculez sont les plus courts (et implicitement qui passent au maximum une seule fois par une case). Le résultat est juste pour ce type de chemin.

      Il y en a beaucoup plus si les chemins ne sont pas le plus courts. Encore plus si on laisse repasser par une même case sans passer par la même séparation et encore davantage si on laisse prendre la même séparation.

      • Al_louarn
        avril 21, 2023
        12h25

        En effet mais l’énoncé précise qu’on ne peut aller que de gauche à droite et de bas en haut donc il est impossible de repasser par la même case.

  12. Claude
    mai 6, 2023
    7h50

    4e défi

    525
    Entre 2 et 500, il y a 6 cubes (7³=343) et 21 carrés (22²=484) , le 500° nombre de cette suite est donc 526 auquel il faut retirer 64 qui est compté 2 fois puisque à la fois cube (4³) et carré (8²)

  13. ROUX
    mai 6, 2023
    23h23

    4e défi
    De 2 à 501, il y a 500 entiers.
    501 vaut un peu plus de 22 donc il y a 22 carrés à retirer entre 2 et 501. Je peux donc aller désormais jusqu’à 523=501+22.
    523 vaut toujours moins de 23 : je n’ai donc ajouté aucun carré nouveau en allant jusqu’à 523.
    5233 vaut à peine plus de 8 donc il y a 8 cubes à retirer entre 2 et 523. Je peux donc aller jusqu’à 531=523+8.
    93=729 donc je n’ajouterai aucun cube avant d’arriver à 729.
    Par contre, je viens d’ajouter 232=529 que je dois donc retirer puisque je suis arrivé à 531.
    Donc 532 me semble être le 500ème entier de cette suite.

  14. ROUX
    mai 6, 2023
    23h32

    4e défi

    Ah mince, pas le carré et le cube de 1.
    Donc alors seulement 21 carrés et 7 cubes à retirer donc 501+21+7=529. Or 529 est un carré à retirer donc mon dernier mot sera plutôt 530
    Ouille ouille ouille..

    • pogarreau
      mai 8, 2023
      12h03

      Si l’on cherche la borne supérieure du 500e entier de la suite n’étant ni un carré, ni un cubique ni les 2 à la fois, dans ce cas c’est une puissance de 6. Il faut regarder combien il y a de carrés, de cubes et de puissances 6e.
      Pour un intervalle d’entier allant de 1 à N, on a N^1/2 de carrés, N^1/3 de cubes et N^1/6 de puissances 6e environ. Cela donne l’équation suivante : f(N) = N – [N^(1/2)] – [N^(1/3)] + [N^(1/6)] = 500 où les [..] est la partie entière.
      Note : on ajoute N^(1/6) pour éviter de soustraire 2 fois les nombres à la fois carrés et cubiques.

      • ROUX
        mai 8, 2023
        13h11

        Très joli !!!

  15. Mihaela J
    mai 8, 2023
    18h02

    4e défi

    Comme une informaticienne, j’ai fait le code de génération de la suite et le 500ème de la suite est 528.
    J’ai implémenté aussi la fonction f de pogarreau : f(528) = 500 et f(527) = 499.

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