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#376 Re : Entraide (supérieur) » Vitesse du son dans l'air et dans l'eau » 06-09-2018 22:17:06
Bonsoir,
Désolé que tu aies pris pour une critique personnelle une exigence de méthode qui s'adressait à l'étudiant; c'est un effort que j'ai toujours demandé à mes élèves en classes post-bac, et même aux lycéens qu'il m'arrive d'accompagner.
Je ne doute pas de ta capacité à résoudre des problèmes autrement plus ardus, et si cela peut apaiser le débat, je changerai sans hésiter le début du texte contre "Il est préférable de ..."; cependant cela n'atténue en rien les critiques que suscite ta manière de présenter la résolution de l'exercice, vis à vis de personnes peu entraînées au calcul.
1°) Il s'agit de physique et non de mathématiques, et le problème en cause repose sur les deux premières relations citées, où interviennent les deux inconnues (t et L):
[tex]\begin{cases}L&=v_1t\\L&=v_2(t+\Delta t)\end {cases}[/tex]
Les trois autres égalités ne sont que des données numériques, d'ailleurs dépourvues de sens parce que livrées sans unités:
v1 = 1430 m/s
v2 = 340 m/s
Dt = 1 s
2°) Le traitement des équations prend un tour choquant, lorsque les termes sont remplacés par leur valeur numérique:
[tex]\begin{cases}L&=1340t\\L&=340(t+1)\end {cases}[/tex]
avec tous les risque d'erreur que cela comporte - et cela n'a d'ailleurs pas raté puisqu'un lapsus (heureusement sans conséquence) apparaît malicieusement dès la première ligne, où l'on devrait lire:
L = 1430t.
Combien de débutants noyés dans leurs calculs à cause d'une simple étourderie numérique difficilement repérable ? Le calcul littéral ne présente-t-il pas assez d'embûches pour eux ?
Il est plus simple de manier des symboles (le plus souvent limités à un ou deux caractères) que des données chiffrées, qui en comportent beaucoup plus.
3°) Dès qu'on se lance dans une résolution numérique, on perd de vue la nature de ce que l'on calcule, et l'on doit renoncer au contrôle de l'homogénéité des résultats; un calcul littéral préserve par contre cette possibilité, donc le moyen de filtrer certaines erreurs de calcul.
Exemple: l'examen de la formule L = v1v2.tdéc/(v1 - v2)
permet de voir que la grandeur calculée correspond au produit d'une vitesse par un temps, donc à une distance.
L'objection peut paraître outrancière, compte tenu de la simplicité du sujet; le cas n'en est pas moins vicieux, à cause de la donnée: tdéc = 1 s
qui permet d'obtenir le résultat correct à partir de formules fausses, telles que:
L = v1v2/(v1 - v2) ou L = v1v2.tdéc/(v1 - v2.tdéc) ;
on repère immédiatement l'anomalie par l'analyse dimensionnelle.
4°) Quant à la précision surprenante affectant le résultat final:
L=1340\times \dfrac{34}{109}\approx 446.0550458715596 (Python dixit)
Distance arrondie au cm près : 446.06 m
je la mettrai sur le compte de la distraction, car elle ne saurait dépasser à vue d'oeil celle des deux vitesses, soit 3 chiffres significatifs - la valeur de (tdéc) étant arbitrairement choisie, l'incertitude correspondante est nulle.
S'il faut enfoncer le clou, en supposant selon la norme AFNOR chaque vitesse connue à 1/2 unité près au niveau du dernier chiffres significatif (soit 0.5 m/s), il vient par le calcul de l'incertitude absolue sur la distance cherchée:
(DeltaL) = tdéc(v22.DeltaV1 + v12.DeltaV2)/(v1 - v2)2 = 0.909 m .
d'où: L ~ 446 ±1 m .
5°) Une résolution purement numérique, lorsqu'elle comporte de nombreuses étapes (ce n'est pas le cas ici), constitue pour les élèves inexpérimentés un excellent moyen de gâcher le résultat final par accumulation d'erreurs d'arrondi; un résultat théorique (lorsqu'il est accessible) permet d'éviter cet ennui, et de supprimer pratiquement toute dérive calculatoire.
Les problèmes que tu évoques à la fin de ton exposé ne concernent pas les calculs rencontrés en physique, parce que la précision accessible aux calculatrices et aux ordinateurs (14 à 18 chiffres) dépasse de très loin celle rencontrée dans les sciences expérimentales (3 à10 chiffres).
La précision extravagante disponible dans les logiciels permet de s'assurer de la correction du code, par la comparaison de deux termes obtenus de manières indépendantes; l'égalité A = B
se traduisant par Abs(A - B) <~ em*Abs(A)
où (em) désigne le "epsilon machine" caractérisant le calculateur: environ 10-16 pour Python, 10-18 pour Pascal.
@+
#377 Re : Entraide (supérieur) » Vitesse du son dans l'air et dans l'eau » 06-09-2018 15:04:13
Il faut faire un calcul littéral, avant de passer à toute application numérique:
on tire de la seconde relation: (v1 - v2).t = V2.tdéc
d'où: L = V1V2.tdéc/(v1 - v2).
AN: L = (1430*340*1)/(1430 - 340) = 446 m .
#378 Re : Entraide (supérieur) » Vitesse du son dans l'air et dans l'eau » 06-09-2018 10:55:27
Bonjour,
L'explosion a lieu près de la surface, ou à une profondeur négligeable devant la distance en cause, de sorte que l'onde de choc se propage dans les deux milieux à partir du même instant initial (t0 = 0).
La distance séparant le lieu de l'explosion des récepteurs acoustiques placés dans l'eau (milieu 1) et dans l'air (milieu 2) vérifie alors:
L = v1.t = v2.(t + tdéc)
avec un décalage de temps tdéc = 1.00 s.
La solution L = F(v1, v2, tdéc) n'est pas difficile à trouver.
#379 Re : Programmation » Calcul de Tétration » 15-08-2018 09:45:27
@ yoshi, en réponse au message #49
C'est effectivement ce que j'ai obtenu.
La suite n'était peut-être pas très bien présentée: (b0) n'est pas défini, et pour chacun des rangs consécutifs, il faut calculer (bk), puis (ak).
La période apparaît dans les 2 premières séries de résultats (c = 1 , p = 2 ; c = 2 , p = 10).
Pour les autres, il faut poursuivre plus loin:
# c = 3 p = 52 - 2 = 50
n b a
1 1936 936
2 41184 184
3 8096 96
4 4224 224
... ... ...
49 13376 376
50 16544 544
51 23936 936
52 41184 184
# c = 4 p = 252 - 2 = 250
n b a
1 1936 1936
2 85184 5184
3 228096 8096
4 356224 6224
... ... ...
249 189376 9376
250 412544 2544
251 111936 1936
252 85184 5184
253 228096 8096
# c = 6 p = 6253 - 3 = 6250
1 1936 1936
2 85184 85184
3 3748096 748096
4 32916224 916224
5 40313856 313856
... ... ...
6249 19109376 109376
6250 4812544 812544
6251 35751936 751936
6252 33085184 85184
6253 3748096 748096
6254 32916224 916224
6255 40313856 313856
6256 13809664 809664
#380 Re : Programmation » Calcul de Tétration » 14-08-2018 09:34:30
J'ai regardé sur ma calculatrice le comportement de la suite double vérifiant:
a0 = 44
bn = 44*a(n-1)
an = bn (mod 10c) ( pour tout n>0 )
Il semble que la suite devienne périodique à partir du seuil (l) pour lequel on observe pour la première fois
bl > 10c
et admette pour période: p = 2*5(c-1) .
J'ai trouvé:
c l p
1 1 2
2 1 10
3 1 50
4 2 250
5 3 1250
6 3 6250
Je n'ai pas le temps de mettre tout cela en forme, mais je crois qu'il y a de ce côté une piste pour un calcul raisonnable du nombre 44^(44^44) mod 1044 .
Le recours à l'arithmétique modulaire permet de limiter le nombre de chiffres.
#381 Re : Entraide (supérieur) » Equa. Diff » 13-08-2018 20:07:43
Bonjour,
Je crois qu'il faut établir l'expression d'une solution particulière de l'équation complète (avec second membre), en partant de l'expression générale de cette solution, qui doit être de la forme:
y = (A + Bx)cos(x) + (C + Dx)sin(x) .
Il vient dans ces conditions, par application directe de la formule (uv)" = u"v + 2.u'v' + uv" :
y" = 0.cos(x) - 2B.sin(x) - (A + Bx)cos(x) + 0.sin(x) + 2D.cos(x) - (C + Dx).sin(x)
d'où:
y" - y = - 2B.sin(x) - (A + Bx)cos(x) + 2D.cos(x) - (C + Dx).sin(x) - (A + Bx)cos(x) - (C + Dx)sin(x)
soit encore:
y" - y = 2D.cos(x) - 2.(A + Bx)cos(x) - 2B.sin(x) - 2.(C + Dx)sin(x)
y" - y = 2.(D - A - Bx)cos(x) - 2.(B + C + Dx)sin(x) .
L'identification au second membre de l'équation différentielle:
y" − y = −6.cos(x) + 2x.sin(x)
impose les relations:
D - A = -3 ; B = 0 ; B + C = 0 ; D = -1
qui donnent finalement:
C = -B = 0 ; A = D + 3 = 2
d'où la solution particulière:
y = 2.cos(x) - x.sin(x) .
#382 Re : Café mathématique » Article sur les deux infinis égaux démontrés il y a quelques mois. » 02-07-2018 06:56:57
Bonjour,
Est-ce que tous les nb écrits sous la forme d'une écriture décimale finie ou infinie, périodique ou non représentent bien R ?
À-priori faux: une telle liste complète des réels de [0 ; 1[ (par exemple) ne peut exister, puisque pour toute liste supposée définie:
R1 = (d11 , d12 , d13 , ... , d1j ... )
R2 = (d21 , d22 , d23 , ... , d2j ... )
R3 = (d31 , d32 , d33 , ... , d3j ... )
...
Ri = (di1 , di2 , di3 , ... , dij ... )
...
on peut trouver trouver de nouveaux réels qui n'en font pas partie, par exemple en posant:
S = (F(d11) , F(d22) , F(d33) , ... , F(dkk) ... )
avec: F(d) = (d + 1) Mod 10 - soit F(d) = d + 1 si (d < 9) sinon F(9) = 0 .
(S) diffère ainsi de chacun des termes précédents (Rk) au niveau de la décimale de rang (k).
C'est je crois le principe de la démonstration de Cantor, si je l'ai bien comprise ...
On en revient à ce qui a déjà été dit: les réels de [0 ; 1[ ne sont pas dénombrables.
#383 Re : Café mathématique » Article sur les deux infinis égaux démontrés il y a quelques mois. » 14-06-2018 08:38:42
Bonjour,
N'importe qui a le droit de s'exprimer ... En quoi cela vous gêne ... Je ne vois pas pourquoi un domaine un peu pointu serait réservé à des soit disant scientifiques quelque soit leur compétence ...
Ce n'est pas une affaire de droit, mais de compétence ... Avec un pareil argument, il faudrait rouvrir une rubrique consacrée à la quadrature du cercle, au mouvement perpétuel et autres lubies qui obsèdent une légion de monomaniaques; l'audience de ce site serait sans doute réactivée en quelques jours, mais sa réputation peut-être moins.
Et je ne vois pas pourquoi il serait à priori légitime de mépriser le savoir et l'érudition: à question posée, il est gratifiant de recevoir une réponse claire, argumentée, ouvrant éventuellement de nouveaux horizons - et j'en suis reconnaissant à l'interlocuteur.
L'intervention d'un farfelu convaincu d'avoir raison produit au mieux une perte de temps, quand il ne répand pas le trouble et la confusion.
Cela ne remet pas en cause l'expression de toute idée originale, même contestable, pour peu qu'elle se prête à un échange. L'intervention de Larac2 entre apparemment dans cette catégorie: on peut seulement lui demander quelques précisions sur ce qu'il entend exactement:
J'en suis arrivé à copier les éléments de [0,1[ sur un axe, les classant par nombre de décimales "actives" pour créer des sous-groupes nommés par ce nombre de décimales.
et par quel procédé il établit une correspondance terme à terme entre les entiers naturels et les réels de [0 ; 1].
#384 Re : Entraide (supérieur) » Non unicité de la solution d'un problème de Cauchy » 29-05-2018 10:02:11
C'est effectivement plus sournois qu'il y paraît, puisque l'équation différentielle admet aussi pour solution triviale:
y0 = 0 , que j'avais laissée de côté.
On est ainsi conduit à une infinité de solutions continues et continûment dérivables, dépendant d'une constante réelle (C) supérieure ou égale à zéro, et vérifiant:
# y = 0 (si x <= C) ;
# y = [(x - C)/4]4 (si x > C).
Le problème est bien présenté ici.
#385 Re : Entraide (supérieur) » Non unicité de la solution d'un problème de Cauchy » 27-05-2018 23:18:12
Bonjour,
L'équation initiale implique pour tout (y) strictement positif:
y-3/4y' = 1 d'où: 4y1/4 = x - C ,
soit encore y = [(x - C)/4]4 ,
ce qui constitue un élément de réponse pour discuter de la question posée ...
Le résultat n'est évidemment valable que sur le domaine (x > C).
La condition initiale impose par continuité en (0, 0) C = 0 , et conduit à la solution particulière:
y = (x/4)4 ,
apparemment unique et valable par extension sur le semi-ouvert [0 ; +Inf[ .
#386 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Les caméléons » 22-05-2018 09:58:59
Bonjour,
... depuis le début, on pressent que ça tourne autour de l'imparité de 45, mais faut bien s'en servir ...
On peut effectivement envisager une généralisation de l'énoncé, afin de parvenir à une meilleure compréhension du problème.
Tout tient aux relations liées à l'existence d'une solution:
(2d): 2b + c = 0 (Mod 3) ,
(3d): b + 2c = 0 (Mod 3) .
Il suffit donc d'introduire le quotient et le reste de la division par 3 des données précédentes, en posant:
b = 3Kb + b1
c = 3Kc + c1
pour obtenir:
6Kb + 2b1 + 3Kc + c1 = 0 (Mod 3)
3Kb + b1 + 6Kc + 2c1 = 0 (Mod 3)
soit finalement deux conditions portant sur deux entiers du domaine [0 ; 2], et conduisant à 32 = 9 cas à examiner:
(2e) 2b1 + c1 = 0 (Mod 3) ,
(3e) b1 + 2c1 = 0 (Mod 3) .
Le tableau ci-dessous contient les valeurs des couples (u = 2b1 + c1 , v = b1 + 2c1):
C1 \ B1 0 1 2
0 (0,0) (2,1) (4,2)
1 (1,2) (3,3) (5,4)
2 (2,4) (4,5) (6,6)
L'énoncé n'admet finalement de solution que si (et seulement si) u = v , soit d'une manière équivalente:
b - c = 0 (Mod 3) .
#387 Re : Café mathématique » exercices nombres complexes ! » 22-05-2018 06:54:00
Bonjour,
... Sauf que voilà ! pour le calcul de Z4 je ne vois pas du tout comment trouver le résultat,
Je met en pièce jointe l'exercice visé ...
De quel exercice s'agit-il ? Le n° 1, 2, 6 ?
Les corrigés proposés ne sont-ils pas suffisamment explicites ?
#388 Re : Entraide (supérieur) » Problème : Méthode d'organisation » 14-05-2018 13:24:02
Bonjour,
Je crois que ce problème admet une solution graphique relativement simple (quoi que j'ai perdu beaucoup de temps avant de la trouver !).
Sur la matrice des rencontres d' indices (i, j) relatifs aux équipes présentes, l'ensemble des matchs (rencontres, tournois) figure sur le domaine triangulaire supérieur (j > i), situé au-dessus de la diagonale principale définie par la relation: i = j .
Le nombre total de rencontres correspond au nombre de combinaisons de deux indices: Ntm = Neq(Neq - 1)/2 = 21*20/2 = 210 .
Par ailleurs le nombre d'équipes en compétition étant impair (Neq = 21), le nombre de matchs est multiple du précédent:
on peut en effet écrire: Neq = 2K + 1 , d'où: Ntm = (2K + 1)*(2K)/2 = (2K + 1)*K = Neq * K ,
et regrouper les rencontres sur un nombre d'ateliers (Nat = K = 10) dont chacun accueillera (Neq) rencontres.
La partition du domaine triangulaire en (K) sous-ensembles est immédiate, en raison de la parité de (K): il suffit d'apparier les 2K = 20 rangées parallèles à la diagonale principale, de telle sorte que le nombre total d'éléments reste égal à Neq, soit 21.
Voici l'aspect du tableau obtenu:

La simplicité du graphique vient finalement de ce que l'on a (K) pair, donc un nombre d'équipes de la forme: Neq = 4K' + 1
soit encore: Neq = 1 (mod 4).
Pour toute autre valeur, on pourra ajouter des équipes fictives (et donc des rencontres virtuelles) afin de se ramener au cas précédent.
Je n'ai pas le temps de poursuivre, cependant la programmation d'un tableau ne devrait pas présenter de difficultés.
#389 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Les caméléons » 08-05-2018 23:06:47
Bonjour,
Supposons qu'il y ait sur l'île à une date donnée (a, b, c) caméléons des couleurs respectives (A, B, C), et que dans l'intervalle de temps qui suit:
# (x) caméléons de couleur (B) rencontrent (x) caméléons de couleur (C): chacun des effectifs (b, c) diminue de (x), tandis que celui de la tierce couleur (A) augmente de (2x);
# de même (y) animaux de couleur (C) rencontrant un partenaire de couleur (A), les effectifs correspondants (c, a) diminuent de (y), tandis que celui de couleur (B) augmente de (2y);
# et enfin (z) animaux de couleur (A) rencontrant un partenaire de couleur (B), les effectifs correspondants (a, b) diminuent de (z), tandis que celui de couleur (C) augmente de (2z).
On trouve désormais (a', b', c') caméléons de couleur (A, B, C), effectifs dont les valeurs vérifient les relations:
(1): a' = a + 2x - y - z ,
(2): b' = b + 2y - z - x ,
(3):c' = c + 2z - x - y ,
système d'équations linéaires non indépendantes puisque l'effectif total doit rester constant:
S = a' + b' + c' = a + b + c .
Si de plus il ne subsiste plus qu'une seule couleur (A), alors a' = a + b + c tandis que les deux autres termes sont nuls: b' = c' = 0 ;
il vient dans ces conditions:
(1a): y + z = 2x - (b + c) ,
(2a): 2y - z = x - b ,
(3a): 2z - y = x - c ,
système d'équations à une indétermination dans lequel la première est la somme des deux suivantes, et dont la résolution conduit aux expressions de (y) et (z):
(2b): y = x - (2b + c)/3 ,
(3b): z = x - (b + 2c)/3 .
Les résultats concernant des variables entières, et les sommes (2b + c , b + 2c) n'étant jamais divisibles par 3 compte tenu des valeurs envisageables - 13, 15 ou 17 - il n'y a pas de solution au problème posé.
Il faudrait pour cela que deux au moins des trois données soient multiples de 3 .
PS: Pour reprendre un peu mieux la conclusion: les calculs précédents débouchent sur:
(2c): 3(y - x) = (2b + c) ,
(3c): 3(z - x) = (b + 2c) ,
soit encore:
(2d): 2b + c = 0 (Mod 3) ,
(3d): b + 2c = 0 (Mod 3) ,
conditions qui ne sont jamais réalisées simultanément sur le jeu des données (13, 15 ou 17).
#390 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Inscrire N cercles égaux dans un cercle » 14-04-2018 15:29:13
J'ai regardé quels arrangements pouvaient apparaître spontanément dans un nuage de (N) points en répulsion mutuelle, chacun d'eux subissant de la part de ses voisins une force en (1/rij3):
Fji = (1/MjMi)4.MjMi (1 <= j <= N , j<>i)
et par ailleurs une force centrale de rappel proportionnelle à (ri5):
Fi = (-k*OMi4).OMi
qui maintient le système dans un domaine circulaire centré sur l'origine.
Une fois atteintes les positions d'équilibre, on a défini le rayon limite Rlim = (1/2)*Min(MjMi) et la distance maximale des points au centre: Dmax = Max(OMi); toutes les coordonnées ont ensuite été multipliées par le rapport r = 1/(Dmax + Rlim), de sorte qu'on observe sur l'image (N) cercles identiques de même rayon (R = r*Rlim), tangents à leurs plus proches voisins, et dont les plus éloignés sont eux-même tangents au grand cercle de rayon (1).
Bien qu'il n'intervienne aucune distance prédéfinie dans l'algorithme, celui-ci permet de connaître (à défaut du rayon maximal des petits cercles) la disposition mutuelle de leurs centres; les figures présentent au moins un ou deux axes de symétrie, quand ce n'est pas un axe de révolution dont l'ordre peut atteindre (8):
# Arrangements de 5 à 12 cercles
# Arrangements de 13 à 20 cercles
#391 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Distance entre 2 ellipses ? » 13-04-2018 10:11:53
Bonjour,
Je n'ai pas vu à ce problème de solutions autres que numériques, par la recherche d'un minimum ou d'un zéro sur une fonction dépendant d'une ou deux variables.
Soit deux ellipses dont l'une est centrée sur l'origine et l'autre au point (C) de coordonnées (Xc, Yc), admettant pour équations paramétriques respectives:
# (x = A1.Cos(s) , y = B1.Sin(s + u) pour la première;
# (x = A2.Cos(t) + Xc , y = B2.Sin(t + v) + Yc) pour la seconde,
où interviennent huit termes constants (A1, A2, B1, B2, Xc, Yc, u et v).
La dérivation par rapport aux paramètres correspondants (s, t) conduit aux vecteurs tangents (T1, T2):
# T1 = (T1x = -A1.Sin(s) , T1y = B1.Cos(s + u)) ,
# T2 = (T2x = -A2.Sin(t) , T2y = B2.Cos(t + v)) .
La longueur (L) d'un segment (MN) dont les extrémités appartiennent à chacune des courbes résulte de l'application du théorème de Pythagore: L = ((xM - xN)2 + (yM - yN)2)1/2 ,
et toute recherche d'extremum s'obtient par différentiation:
L2 = MN2 = (MN|MN) avec: MN = ON - OM , d'où:
dL2 = 2*(MN|dMN) = 2*((MN|dON) - (MN|dOM)) = 2*(MN|T2)*dt - 2*(MN|T1)*ds .
Un extremum de la distance (L) se caractérisant localement par dL2 = 0 quelles que soient les valeurs des variations élémentaires indépendantes (ds, dt), il vient: (MN|T1) = 0 et (MN|T2) = 0 ;
les tangentes aux points (M) et (N), toutes deux perpendiculaires au segment (MN), sont parallèles entre elles.
Que peut-on envisager pour la localisation du minimum de la distance L = MN ?
1°) La recherche du minimum de la fonction de deux variables L2 = F(s, t); sujet de programmation classique, zone d'exploration facilement localisable, mais précision du résultat très décevante (par ex. 10-9 au lieu de 10-18), parce qu'il faut rechercher le sommet d'un paraboloïde.
2°) La recherche du minimum nul pour la grandeur G(s, t) = ((MN|T1)2 + (MN|T2)2)1/2 , qui n'est autre que la norme du vecteur Grad(L2/2) dans le repère de coordonnées (s, t);
il n'est pas exclu de travailler sur des grandeurs apparentées (mais de calcul plus simple) telles que G1(s, t) = Abs(MN|T1) + Abs(MN|T2) , dont l'annulation implique aussi les deux égalités caractéristiques établies plus haut.
3°) La recherche du zéro de la fonction H(p) exprimant le produit scalaire H = (MN|T1) en fonction de la pente commune aux deux tangentes parallèles: p = (T1y / T1x) = (T2y / T2x) , de laquelle dépendent les paramètres de position des points (M, N):
Tan(s) = Cos(u)/(Sin(u) - p*A/B) ; Tan(t) = Cos(v)/(Sin(v) - p*C/D) .
#392 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Inscrire N cercles égaux dans un cercle » 16-03-2018 11:55:59
Bonjour,
Je reviens sur ce sujet après suppression d'un premier commentaire, faute d'avoir bien saisi la méthode à prendre.
Soit 1°) un grand cercle de rayon (R), centré en (O) et contenant (N) autres cercles qui lui sont concentriques, et dont les rayons successifs sont en progression arithmétique: Rk = 2ka , avec a = R/(2N + 1) .
2°) un ensemble de (N') petits cercles de rayon (a), dont les centres sont régulièrement disposés sur les cercles intérieurs précédents, à égale distance de leurs plus proches voisins, et en nombre proportionnel au rayon (N'k = 6k)
a) à l'exception cependant de l'un d'entre eux , positionné en (O);
b) et de telle sorte qu'il y ait alignement de (2N + 1) centres selon trois directions mutuellement orientées à 60°, et concourant au centre (O).
# Sur ces trois droites, les petits cercles sont en contact avec leurs voisins, les centres correspondants étant séparés par la distance
l = Rk+1 - Rk = 2a(k + 1) - 2ak = 2a ;
les petits cercles extrêmes sont de même tangents au grand cercle délimitant le domaine, puisque leur centre est distant de la grande circonférence d'une longueur égale à : l' = R - 2Na = a(2N + 1) - 2Na = a .
# Les centres de deux petits cercles consécutifs situés sur la circonférence intérieure de rayon (Rk) (et qui en contient N'k = 6k) délimitent par ailleurs un segment de longueur:
dk = 2Rk.Sin(2$\pi$/(2N'k)) = 2.2ka.Sin(2$\pi$/(2.6k)) = 4ka.Sin($\pi$/6k)
d[k]/a = 2.0000 2.0706 2.0838 2.0884 2.0906 2.0917 2.0924
fonction croissante de (k), supérieure à (2a) et admettant pour limite: d ~ 4ka.($\pi$/6k) = 2($\pi$a/3 = 2.0944a .
Le nombre de petits cercles ainsi disposés dans le grand est:
N' = 1 + N'1 + N'2 + ... + N'N = 1 + 6(1 + 2 + ... + N) = 1 + 3N(N + 1) ;
on observe donc une distribution très proche de la distribution optimale (correspondant à la plus grande valeur possible de (a)) pour les nombres de petits cercles suivants:
N' = 7 19 37 61 91 127 169
Pour des nombres différents des valeurs remarquables précédentes, on peut envisager une disposition analogue, mais lacunaire; la plus désavantageuse du point de vue du taux d'occupation correspondrait aux valeurs: 8, 20, 38 ... etc .
D'autres approches, relevant d'un calcul programmé, sont possibles, par exemple:
a) placer un nombre donné de petits cercles de diamètre maximal sur le plus grand cercle intérieur, puis voir de proche en proche combien d'autres peuvent être ajoutés, d'une façon analogue, plus près de centre;
b) envisager l'évolution d'un nuage de (N) points confiné à l'intérieur du cercle de rayon (R) sous l'effet de forces répulsives; le système atteint un état d'équilibre pour lequel les distances sont maximales - mais l'algorithme est assez lourd à écrire.
#393 Re : Entraide (supérieur) » Système d'équations différentielles appliqué à la biologie » 14-03-2018 09:50:19
Bonjour,
Il est souvent intéressant d'opérer un changement de fonction en partant de solutions singulières - dans le cas présent les solutions stationnaires caractérisées par l'annulation des dérivées; le système d'ED devient:
0 = (a1 - b1H0 - c1P0)H0
0 = (-a2 + c2H0)P0
et conduit aux équations:
a1 = b1H0 + c1P0
a2 = c2H0
si l'on renonce aux solutions triviales: H0 = 0 et P0 = 0 .
On obtient donc:
H0 = a2/c2 , et
P0 = (a1 - b1H0)/c1 = (a1 - b1a2/c2)/c1 = (a1c2 - b1a2)/(c1c2) = D/(c1c2) .
En posant maintenant H = H0 + x et P = P0 + y , il vient:
x' = -(b1x + c1y)(H0 + x) ;
y' = c2x(P0 + y) .
Voilà quel pourrait être le point de départ de la discussion.
On peut aussi envisager d'éliminer la variable temps par l'expression du rapport (y'/x').
#394 Re : Entraide (supérieur) » Le rotationnel du vecteur normal à une surface est-il nul ? » 21-02-2018 01:58:29
Bonjour,
Le malaise vient sans doute de ce qu'un malentendu s'est glissé dans l'énoncé du problème:
1°) Le vecteur unitaire normal que tu as calculé se réfère à une surface particulière - et se restreint donc à l'ensemble des points vérifiant l'équation cartésienne
ax2 + by2 + cz2 = 1
- tandis que l'opérateur rotationnel s'applique à une fonction vectorielle V(x, y, z) définie sur $\mathbb{R}^3$ .
Tout rentre dans l'ordre si l'on considère la famille d'ellipsoïdes coaxiaux d'équation: ax2 + by2 + cz2 = K ;
le vecteur gradient correspondant V(x, y, z) = 2ax.ux + 2ay.uy + 2az.uz conduit à un rotationnel nul, conformément à la relation:
Rot(Grad(U)) = 0 indirectement évoquée par Fred.
2°) C'est d'ailleurs probablement de cela qu'il s'agissait dans l'ouvrage cité, (n) pouvant correspondre au vecteur champ électrique
E = - Grad(U(x, y, z)), normal en tout point à l'équipotentielle d'équation U(x, y, z) = K .
3°) Il suffit de reprendre l'expression du vecteur unitaire (u) normal à une surface d'équation U(x, y, z) = K
u = N-1.Grad(U) avec N = ║Grad(U)║
pour constater que - sauf cas très particulier - Rot(u) n'est pas identiquement nul.
#395 Re : Programmation » algorithme et arbre » 20-02-2018 12:34:14
# Autre solution, non destructrice: travailler sur un graphe à sommets valués, en attribuant à chaque noeud une valeur entière, initialisée à 255 par exemple (une variable au format Byte devrait suffire pour cela).
Attribuer la valeur (0) à tous les noeuds en fin de chaîne (de degré un), puis la valeur (1) à tous leurs voisins immédiats, et ainsi de suite jusqu'à valuation de tous les sommets ... On mesure ainsi la distance de chacun d'eux aux frontières du graphe; cela permet de repérer le (ou les) noeud(s) les plus éloignés des bords - il peut y en avoir plusieurs - et donc les plus intéressants pour la question envisagée.
#396 Re : Programmation » algorithme et arbre » 20-02-2018 10:38:52
Bonjour,
Pour que la rupture d'un câble déconnecte un minimum de machines, il faut que la liaison avec Internet soit établie au voisinage de la racine, et que dans la même région le degré de chaque noeud soit maximal.
Exemple: si la racine (N1) est reliée à quatre noeuds voisins (N2 ... N5), eux-même racines de 4 sous-graphes d'importance comparable, il y aura au pire déconnexion du quart des ordinateurs.
Le noeud en liaison directe à Internet le plus avantageux sous ce rapport est celui (ou l'un de ceux) pour lequel (ou lesquels) la plus petite distance aux noeuds les plus éloignés est maximale (ou proche du maximum).
Il est difficile d'être plus précis faute d'informations sur la structure du graphe étudié.
# Il me vient une une idée simple: supprimer toutes les extrémités des branches du graphe (noeuds de degré 1); le renouvellement de l'opération jusqu'à disparition quasi-totale des sommets conduira à une suite de matrices d'adjacence (M0, M1, ... Mn) présentant un nombre décroissant d'éléments non-nuls.
Les derniers noeuds épargnés par cet élagage devraient constituer des solutions intéressantes, sinon optimales.
#397 Re : Entraide (supérieur) » Erreur maximale » 17-02-2018 09:45:13
Bonjour,
Je crois qu'il faut exprimer la différentielle logarithmique de ($\eta$), qui dépend de trois variables indépendantes: $\eta = \frac{\Pi }{8}\frac{pr^{4}}{v}$ :
$\frac{d\eta}{\eta} = \frac{dp}{p} + 4 \frac{dr}{r} - \frac{dv}{v}$
L'incertitude relative correspondante résulte de la majoration de sa valeur absolue:
$\frac{\Delta\eta}{\eta} = \frac{\Delta p}{p} + 4 \frac{\Delta r}{r} + \frac{\Delta v}{v}$
Les données numériques nécessaires au calcul paraissent incomplètes ou erronées:
# pression p = 10^5 ± 1000 Pa ?
# débit v = 0, 625 · 10−9 m3 ± ??
#398 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » un calcul révolutionnaire » 10-02-2018 15:01:17
J'ai lu attentivement vos réponses, et je ne vois toujours pas comment extraire la solution de l'ensemble des valeurs possibles.
J'avais effectivement (mais en vain) cherché dans l'énoncé une contrainte concernant le chiffre des unités.
En introduisant en effet le quotient et le reste de la division euclidienne q = m (Div 10) et r = m (Mod 10), il vient:
m = 10.q + r d'où: mk = 10.q' + r' ,
avec: r' = rk (Mod 10) , suite périodique de courte période, de valeur 1 (dans le cas où r = 0 , 1 , 5 , ou 6), 2 (pour r = 4 ou 9) ou 4 (pour r = 2 , 3 , 7 ou 8).
L'exposant étant donné: k = 1789 = 0 (Mod 1) ou 1 (Mod 2 ou 4), il était donc à priori facile de s'assurer de la vérification d'une contrainte supplémentaire sur la liste des 10 termes possibles, situés dans [8171 ; 8180] ... Mais je ne vois toujours pas de quoi il s'agit.
PS: Je m'aperçois en corrigeant quelques inexactitudes que c'est encore plus simple que prévu: (m) et (n) admettent le même chiffre des unités.
m^1789 (Mod 10) = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
#399 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » un calcul révolutionnaire » 10-02-2018 06:57:59
Bonjour,
Un nombre (n) de 7000 chiffres vérifie les conditions: 6999 <= log(n) < 7000
et sa racine 1789me la relation: log(m) = log(n)/1789 ;
il vient par conséquent: (6999/1789) <= log(m) < (7000/1789)
soit encore:10^(6999/1789) <= m < 10^(7000/1789)
ce qui conduit à l'encadrement: 8170 < m < 8181 et donc à 10 solutions possibles.
Je ne vois pas comment aller plus loin; quelque chose m'échappe sans doute, à moins que l'énoncé n'ait pas été intégralement rapporté.
#400 Re : Programmation » divisions de grands nombres » 09-02-2018 01:54:43
... Oui M. Wiwaxia vous avez parfaitement raison mais ceci dit je peux obtenir le produit d'un nombre de 2000 chiffres par un nombre de 3000 chiffres en une fraction de seconde en utilisant le turbo pascal. Et ce calcul peut se faire (une fois introduit ces deux nombres ) au moyen d'un programme composer de cinq lignes pour le calcul et de trois ligne pour l'affichage ...
... Pour toutes ces opérations (je passe sous silence l'addition et la soustraction que tout le monde peut faire) voici comment
je procède pour la multiplication :
supposons que l'on a à calculer le produit Prod=pq avec p à n chiffres et q à m chifres . Une fois que l'on a introduit p
sous la forme de vecteurs c'est à dire
* p(i) , i=1 à n+m où p(i)=0 pour i variant de n+1 à n+m , p(i) le ième chiffre de p pour i variant de 1 à n
* q(j)=0 pour j variant de m+1 à n+m et q(i) représente le j ème chiffre du nombre q
( dans le deux cas le comptage démarre à partir des chiffres des unités)
on aura comme partie principale de cette multiplication le moyen suivant (adaptable pour tout logiciel de programmation)
s=0
pour i variant de 1 à n+m pour j variant de 1 à i begin
s=s+p(i-j+1)*q(j) ;
prod(i)=s mod 10 ;
s=s div 10 ;
end;
Traduisons donc en Turbo Pascal le pseudo-code qui nous est fourni, en gardant les noms des diverses variables, autant que faire se peut. Cela donne pour l'essentiel
CONST m = 800; n = 1200;
TYPE LstB = ARRAY[1..m+n] OF Byte;
VAR x, y, z: LstB;
... / ...
PROCEDURE CalcP(VAR p, q, Prod: LstB);
VAR h, i, j, k: Word; s: LongInt;
BEGIN
s:= 0;
FOR i:= 1 TO (m + n) DO
FOR j:= 1 TO i DO
BEGIN
s:= s + p[i - j + 1]*q[j];
Prod[*]:= s MOD 10; // Lire * = i ... Problème de balises
s:= s DIV 10
END
END;
Notons au passage les huit lignes de code (au lieu de cinq) résultant de l'indentation indispensable à l'intelligibilité du texte.
On ne tarde pas à s'apercevoir, dès le lancement du programme, que l'algorithme est erroné (par défaut d'une paire de délimiteurs BEGIN ... END) et conduit à des résultats systématiquement faux:
Tout rentre dans l'ordre dès que l'on déplace les deux dernières instructions d'affectation:
PROCEDURE CalcP(VAR p, q, Prod: LstB);
VAR h, i, j, k: Word; s: LongInt;
BEGIN
s:= 0;
FOR i:= 1 TO (m + n) DO
BEGIN
FOR j:= 1 TO i DO
BEGIN
k:= i + 1; Dec(k, j);
h:= p[k]*q[j]; Inc(s, h)
END;
Prod[i]:= s MOD 10; s:= s DIV 10
END]
END;
... / ...
CalcP(x, y, z);

Une simple calculatrice permettait de contrôler la validité du résultat sur des nombres de cinq chiffres.
Pour s'assurer de la fiabilité du code sur les grands nombres, il suffit de vérifier l'identité des deux résultats obtenus en base 100 et 10000; l'algorithme est dans ce cas élémentaire.
Autre aspect concernant le choix des bases: la séquence de quatre bytes (9, 9, 9, 9) correspond à quatre octets; l'entier Word équivalent (9999) n'en occupe que deux, soit un espace mémoire deux fois moindre; d'où l'intérêt de choisir (pour le même algorithme) la base la plus élevée (104), l'avantage devenant décisif pour les très grands nombres, dans le cas du Turbo Pascal 7.







