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#1 21-11-2011 11:45:18

freddy
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Seconde dimension ...

Hello tutti,

je pense avoir trouvé la solution d'un très joli problème pêché sur le net. Je ne peux me retenir de vous le proposer, car il est astucieux.

Supposons que nous vivions non pas dans un espace à 3 ( voire 4) dimensions, mais en deux dimensions seulement. Nous serions des êtres sans épaisseur, ce qui n'est pas très difficile pour certains (hi hi hi ...).

Supposons alors que nous ayons construit une ville champignon à la mode US, à savoir une maison (un autre objet sans épaisseur) à chaque point de coordonnées entières [tex](p, q)[/tex] comprises entre 1 et n, soit au total n2 maisons réduites à un seul point.

Vous êtes un géomètre DPLG. On vous demande de trouver le nombre n et les coordonnées du point d'observation, à l'extérieur de la ville, de telle sorte que vous pourrez voir au maximum moins de 60 % des maisons de la ville.

On you !

et merci à ML !

PS : pour celles et ceux qui connaîtraient, merci de retenir votre impatience deux ou trois jours ! ou de me transmettre vos solutions par MP

Dernière modification par freddy (21-11-2011 14:04:07)

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#2 21-11-2011 15:46:24

nerosson
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Re : Seconde dimension ...

Salut à tous,

Solution mathématique et théorique : Je place mon géomètre à l'infini sur la médiatrice du carré formé par les maisons : il ne voit que n maisons.

Et même, comme la lumière ne fait que 300.000 kilomètres à la seconde et qu'il est à l'infini, il ne voit rien du tout !

Comme disait le perroquet : "Pour une idée à la c..., c'est une idée à la c...".

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#3 21-11-2011 16:01:20

freddy
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Re : Seconde dimension ...

Salut à toi,

qui nous feras toujours rire ...

Tu sais bien que le matheux ne vit pas dans le même espace que le physicien. Même sur la borne infinie de la droite réelle complétée, il voit toujours ton visage hilare de petit malicieux qui aime bien faire des farces !

A plus, vieille branche !

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#4 21-11-2011 16:50:23

amatheur
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Re : Seconde dimension ...

salut
nerosson, ça fait une belle lurette qu'on ne t'as pas vu dans le coin, juste pour déconner un peu, mais en raisonnant à la manière d'un mathématicien, il suffit de construire la ville sur une surface sphérique pour que chaque point de la sphère à l’extérieur de la ville soit valide comme point d’observation, on verra 0%  des maisons! biensur on supposera que la lumière suit des trajets linéaires.

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#5 21-11-2011 18:09:39

jpp
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Re : Seconde dimension ...

Salut à tous.

Je n'ai pas bien compris la question mais je me lance dans la deuxième dimension.

une proposition

si l'observateur se positionne à l'origine (0,0) et pour  n=1  il aperçoit toutes les maisons
                                                                             n = 2 il aperçoit 5/8 = 0.625 des maisons
                                                                             n = 3 il aperçoit  9/15 = 0.6  des maisons

et c'est à partir de n = 4 qu'il aperçoit moins de 60/100 des maisons.

                                                                                   

                                                                                                    à plus.

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#6 21-11-2011 18:40:15

freddy
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Re : Seconde dimension ...

Salut JPP,

je ne sais pas comment tu fais, perso je trouve :

n= 2 => 3 maisons   ; n = 3 => 7 maisons ; n= 4 => 11 maisons et n= 5 => 19 maison. donc toujours plus de 60 %

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#7 21-11-2011 18:48:03

jpp
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Re : Seconde dimension ...

re.

parce que j'ai fait l'erreur en plaçant plaçant des coordonnées à 0 mini au lieu de 1 mini.

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#8 21-11-2011 19:13:26

nerosson
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Re : Seconde dimension ...

Salut à tous,

Amatheur,

Je pense que tu déforme à la fois l'espace selon Freddy, et aussi son problème.

Dans un espace sphérique à deux dimensions, tu imagines une lumière qui se propage en ligne droite, et par conséquent qui sort de l'espace en question. Il me semble que, dans ton espace sphérique à deux dimensions, la lumière se propage suivant un arc de grand cercle, ce qui fait que, quand tu regarde devant toi, tu vois ton cul ! (une chose que je n'ai jamais réussi à faire). Au fait, je suppose que tu connais le comble de l'agilité ? Si tu ne le connais pas, tu risques de ne jamais le savoir, car, si je te le disais, je me ferais bannir aussi sec par Yoshi.

Restons donc dans un espace à deux dimensions, avec une ville carrée de côté n.

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#9 21-11-2011 20:19:22

jpp
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Re : Seconde dimension ...

re.

à n = ...

je suis rendu à n = 39 avec 943/1521  = 0.619 

je me demande si la limite n'est pas 0.618034...  qui se trouve etre l'inverse du nombre d'or 1.618034... mais ça n'a pas l'air d'etre le cas.

mais je continue quand meme sur ma lancée.

en fait je dois compter tous les couples (abscisse,ordonnée) premiers entre eux par exemple pour n=5

(1,1)(1,2)(1,3)(1,4)(1,5)(2,3)(3,4)(2,5)(3,5)(4,5)  ainsi que les symétriques
       (2,1)(3,1)(4,1)(5,1)(3,2)(4,3)(5,2)(5,3)5,4)  ce qui fait 19 couples sur 25  soit 19/25 = 0.76

et la probabilité pour que 2 nombres choisis au hazard soient premiers entre eux serait
[tex]\frac{6}{\pi^2}\approx0.60792710185..[/tex] qui serait le rapport limite 0.608 


mais il se peut qu'il existe un nombre entier avec lequel le rapport descende sous la barre du 0.6 
je vais chercher un peu plus.

Dernière modification par jpp (21-11-2011 23:40:15)

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#10 22-11-2011 02:06:01

freddy
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Re : Seconde dimension ...

Salut,

pas mal, poursuis !

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#11 22-11-2011 15:18:36

totomm
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Re : Seconde dimension ...

Bonjour,

Un résultat envoyé par e-mail --> freddy.

Cordialement

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#12 22-11-2011 17:02:20

freddy
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Re : Seconde dimension ...

Salut,

en vérifiant avec géoloabo, j'en trouve plus !

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#13 22-11-2011 18:31:58

freddy
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Re : Seconde dimension ...

RE,

annule et remplace. C'est une solution, il y en a d'autres.

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#14 22-11-2011 20:10:51

totomm
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Re : Seconde dimension ...

Bonsoir,

en dehors de la solution que j'ai donnée pour n² maisons, il y en a 3 autres pour
(n+5)², (n+6)², (2n)² jusque n<=50. bien sûr il faut compter une seule solution pour les 7 autres points de vue obtenus pour n par symétries.
et le minimum des minima est de 59,375 %.
Pour n=39, le minimum de maisons vues est de 918 soit 60,355 %.

Cordialement

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#15 23-11-2011 10:49:23

freddy
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Re : Seconde dimension ...

Salut,

comme toujours, peux tu prouver ton résultat par un raisonnement quelconque (sans te cacher derrière du code informatique ) ?

Au plan empirique et opérationnel, il est vrai que ça suffirait de le savoir pour pourvoir en déduire des choses pratiques, mais d'un strict point de vue intellectuel, "pour l'honneur de l'esprit humain", comment le démontrerais tu ?

C'est un peu (de mon humble point de vue) l'objectif de ce site : démontrer, "pour l'honneur ..." comme le disait J. Dieudonné.

Te souviens tu de la manière dont il a été démontré le résultat suivant : [tex]\sum_{n=1}^{+\infty} \frac{1}{n^2} = \frac{\pi^2}{6}[/tex] ?

Merci d'avance.

Dernière modification par freddy (23-11-2011 10:52:46)

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#16 23-11-2011 15:44:24

totomm
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Re : Seconde dimension ...

Bonjour,

@ Freddy : Bien sûr je peux raisonner ! Et vous... ? "pour l'honneur !..."
Contestez-vous les résultats présentés ? comment interpréter le post #12 ?

Note : Je ne suis effectivement pas un familier de [tex]\zeta(s)\ et\ de\ \zeta(2)[/tex] en particulier.

Cordialement

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#17 23-11-2011 15:54:15

freddy
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Re : Seconde dimension ...

Re,

OK, raisonne ...

On you !

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#18 23-11-2011 19:34:52

jpp
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Re : Seconde dimension ...

Bonsoir.

autrement

si je considère un nombre n-1 qui va me donner la ville (n-1)2

je me place et j'observe au point (0,0)  et ma ville s'étale du point le plus proche (1,1) au point le plus éloigné (n-1,n-1)
j'obtiens un rapport légèrement >0.6

exemple n-1 = 9  ou  p = 0.679       

maintenant je décale  l'observateur et la ville (n-1)2 d'un cran en y+  si bien que je vais me situer au point (0,1) et la premiere ligne de maisons sera sur la droite y=2  , la dernière colonne, elle , restant sur la droite x = n-1

si je construis 10 maisons sur la droite y = 1  et 9 maisons de plus sur la droite x = 10 j'obtiens alors une ville de  100 maisons

le totient de 10  qui se trouve etre 4  ne devra pas etre doublé dans ce cas et j'aurais uniquement besoin  d'ajouter
4 + 1  au total des totients  _ le totient d'un nombre n étant la quantité de nombre <n premiers avec n

jusqu'à n = 9  ce nombre est 55  avec 55/92 = 0.679

avec mon idée de départ je suis monté jusqu'à n = 118 et tout à la paluche. je suis toujours resté >[tex]\frac{6}{\pi^2} . [/tex]  mais j'ai pu faire des erreurs

  en ajoutant 5  pour n = 10   mon rapport devient  60/100 = 0.6  mais je ne suis toujours pas <0.6

et je vais continuer à chercher.
                                                                                              à plus

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#19 23-11-2011 22:47:39

freddy
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Re : Seconde dimension ...

Re,

à la paluche, ce sera très long ...

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#20 24-11-2011 16:07:41

totomm
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Re : Seconde dimension ...

Bonjour,

@jpp :
Votre raisonnement est impressionnant, mais savez-vous si votre point de vue est optimisé (cache le maximum de maisons) ?
c'est vrai pour votre résultat 0.6 quand n=10, mais pas pour 55/9²
En espérant avoir bien interprété votre démarche...

Cordialement.

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#21 26-11-2011 20:50:35

jpp
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Re : Seconde dimension ...

Bonsoir.

en supposant que l'observateur soit obligé de se situer sur des coordonnées entières

alors

si n est impair, je me place au point [tex]\left(0,\frac{n+1}{2}\right)[/tex] mais je n'ai pas encore
vérifié si je pouvais descendre sous la barre des 3/5

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#22 27-11-2011 11:51:51

karlun
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Re : Seconde dimension ...

Bonjour,

C'est quand même à la main que je m'y suis collé:
(Existe-t-il une méthode plus « mathématique »?)

voici mes résultats

J'ai observé la répartition des maisons vues ou cachées réparties sur chaque point de coordonnées entières (p,q) comprises entre 1 et n, soit au total n2 maisons.
Après recherche j'ai déduit que le meilleur point de vue se situe face à une rangée bordure du pâté carré de maisons (8 possibilités).
Soit on se lance dans le comptage force brute... bof!
En observant le pâté dans son ensemble, ayant placé le point de vue aux coordonnées (1,0), le pâté se développant à partir du point de coordonnées (1,1) et s'achevant en (n,n), il existe un axe de symétrie concernant les pâtés n-1. Ce qui facilite les calculs.

Aussi j'obtiens
n=3 => 2+2*1+2=6        6/9=0,66
n=4 => 2+2*3+2=10        10/16=0,625
n=5 => 2+2*5+4=16        16/25=0,64
n=...
n=15 => 2+2*63+7=135    135/225=0,6
n=16 => 2+2*71+8=152    152/256=0,593750
n=17 => 2+2*79+16=135    176/289=0,6089

Donc pour n=16, depuis le point d'observation placé en (1,0) l'observateur ne voit que 59,375 % des maisons.
Même résultat que Totomm 

Il est probable qu'il y a d'autres "n" offrant un résultat < 60%.

A+-*/

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#23 27-11-2011 16:07:36

jpp
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Re : Seconde dimension ...

salut.

en conservant la position

(0,1) pour l'observateur, avec les totients t de chacun des nombres n suivants:

n - 10   -   11  -   12  -  13  -  14  -  15  -  16  -  17  -  18  -  19  -  20  -  21  -  22  -  23.....
t  -  4   -   10  -    4   -  12   -  6   -   8   -   8   -  16  -   6   -  18  -   8   -  12  -  10  -  22...

avec n = 16  -->  r = 152/256  = 0.59375
  avec n = 22  -->[tex] r = \left(\frac{ 152 + 8 + 2\times{(16 + 6 + 18 + 8 + 12)} + 10}{484}\right) = 0.599174[/tex]

  j'ai continué jusqu'aux environ de n = 100  et n'en ai pas trouvé d'autres.

mais je me suis peut-etre planté en calculant tous les totients.

                                                                                            à plus.

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#24 27-11-2011 20:01:24

totomm
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Re : Seconde dimension ...

Bonsoir,

il y a aussi 2 résultats < 60% pour des n impairs...

Cordialement

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#25 27-11-2011 20:30:50

jpp
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Re : Seconde dimension ...

re.

pour les n impairs  , ou ils sont trop grands pour se les taper à la main , ou il faut changer les coordonnées de l'observateur , ou j'ai mal compté . j'opterai pour la dernière.

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