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Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * *

Posté par
jamo Moderateur
06-07-08 à 09:17

Bonjour,

ATTENTION : l'image ci-dessous n'est pas l'énigme, elle n'a aucun rapport avec !

voici un petit problème tout simple à comprendre et auquel il est facile de participer.
Mais trouver la solution l'est peut-être moins !


Voilà le principe :
- on prend le nombre 30 et on le décompose sous forme d'une somme de nombre décimaux positifs avec un seul chiffre après la virgule ;
- on calcule le produit de tous les termes de la somme.

Exemple 1 : 11,5+2,3+7,9+2+6,3=30 et 11,5\times 2,3\times 7,9\times 2\times 6,3 \approx \fbox{2632,82}

Exemple 2 : 5,4+3+1,8+3,7+7,4+4,9+3,8=30 et 5,4\times 3\times 1,8\times 3,7\times 7,4\times 4,9\times 3,8 \approx \fbox{14866,2}

Question : trouver la décomposition qui donne le produit maximal.

Je pense posséder la solution optimale, on verra bien si certains trouvent mieux que moi !

Bonne recherche !

PS 1 : Si vous voulez vous amuser à généraliser le problème pour un autre nombre que 30, ne vous privez pas !

PS 2 : Comme je suis sympa, je vous donne un lien vers une vidéo qui devrait vous aider à faire les calculs :

PS 3 : Ne vous inquiétez pas si votre réponse n'est pas cachée une fois que vous l'avez envoyée ; c'est tout à fait normal, chacun ne voit que sa réponse, voir ici le message de Tom_Pascal : [site]_proposition d'evolution de la liste des messages postés

PS 4 : je ne savais pas quoi mettre comme image en rapport avec cette énigme, alors je vous ai mis un petit sudoku (sans savoir s'il possède une solution, je ne l'ai pas essayé) .

Enigmo 43 : Produit maximal des termes d\'une somme

Posté par
Flo08
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 09:43

perduBonjour,

Apparemment, le chiffre après la virgule peut très bien être un 0...
Je ne suis pas sûre du tout de ma réponse, mais après quelques essais, en décomposant 30 en 3,0 + 3,0 + 3,0 + 3,0 + ...   (on dira 3,0 * 10 pour aller plus vite ), le produit obtenu est  310 = 59 049

Interessant, ce sudoku... j'essaierai peut-être de le faire  

Posté par
link224
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 09:53

perduSalut jamo!

On a :
4.3+4.3+4.3+4.3+4.3+4.3+4.2=30 et 4.3\times4.3\times4.3\times4.3\times4.3\times4.3\times4.2=26549.7248058

@+ et merci pour l'énigme.

Posté par
manpower
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 10:03

gagnéBonjour,

en regardant, pour n variant entre 1 et 30, ( \frac{30}{n} )^n, on en déduit que la décomposition aura une somme maximale pour n=11 ( ( \frac{30}{11} )^{11} \approx 62088,94 )

Le produit maximal sera donc obtenu pour un produit de 11 facteurs le plus proche possible de 2,7.
Quelques essais, à la calculette, montrent que le maximum sera 2,7^8\times 2,8^3  avec 2,7\times 8 + 2,8\times 3=30
et une valeur approchée de ce maximum est 61998,93 (pas loin du maximum théorique sus-cité).

Merci pour l'énigmo et le sudoku rigolo.

Posté par
link224
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 10:22

perduMerde, erreur de touche TAB...
Je reprends :
On a :
4.3+4.3+4.3+4.3+4.3+4.3+4.2=30 et 4.3\times4.3\times4.3\times4.3\times4.3\times4.3\times4.2=26549.7248058

3.7+3.7+3.7+3.7+3.7+3.7+3.7+4.1=30 et 3.7\times3.7\times3.7\times3.7\times3.7\times3.7\times3.7\times4.1=38922.06962453

Ainsi de suite en disant que 30=3.3\times8+3.6, le produit vaut alors 50630.710256676; puis 30=3\times10 et le produit vaut 59049.
De même 30=2.7\times10+3 et le produit vaut alors 61767.339628395.
Ensuite, en continuant, le produit diminue, il faut donc bidouiller la dernière opération (30=2.7\times10+3] pour trouver le produit maximal)
Je trouve donc un produit maximal en écrivant 30=2.7\times9+2.8+2.9 et on a :
2.7\times2.7\times2.7\times2.7\times2.7\times2.7\times2.7\times2.7\times2.7\times2.8\times2.9=61919.851578096
qui est le produit maximal.
(J'ai mis tous les chiffres de la calculatrice afin d'éviter toute question relative à la précision).
Voilà ce coup-ci j'ai fini, et tant pis pour moi si je me prends un poisson, c'est la faute au clavier
@+

Posté par
Nofutur2
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 10:26

gagnéIl faut que les nombres de la décomposition soient égaux.
Quand on cherche le max du produit, on trouve e pour chaque terme.
En se limitant aux chiffres décimaux avec 1 chiffre après la virgule, on trouve un produit max pour la décomposition suivante :
8 fois le nombre 2,7 et 3 fois le nombre 2,8 ce qui donne un produit de 61998,93...

Posté par
Eric1
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 12:20

gagnésans grande certitude, mais allons-y tout de meme:

trouvons déja le maximum absolu:
solution de (30/x)^x, donc 62092,7... pour x=11,03 donc les facteurs sont proches de 30/11,03 ~ 2,722

or nos facteurs de doivent posseder au maximum qu'une seule décimale

apres avoir essayé quelques trucs (2,7*9+2,8+2,9), (2,7*10+3), j'obtiens une forme sympatique
2,7*8+2,8*3 ce qui donne presque 61999

sachant que je ne veux pas me lancer dans l'optimisation linéaire en nombre entier (il suffit de toout multiplier par 10 pour se retrouver avec des entiers), avec la méthode de branch and bound entre autres....

étant conscient que quelquefois, certains facteurs solutions sont assez loin de la solution optimale (2,722), je tente tout de même la décomposition suivante:


2,7^8 * 2,8^3

on verra bien s'il fallait vraiment dérouler l'algorithme ou si le hasard suffisait ici...

Posté par
manpower
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 12:57

gagnéEt voilà (pendant la digestion!) le sudoku :
Enigmo 43 : Produit maximal des termes d\'une somme

Posté par
rogerd
Produit maximal des termes d'une somme 06-07-08 à 17:30

gagnéBonjour Jamo et merci pour cette énigme qui aura bien occupé un après-midi pluvieux.

On sait que , lorsque la somme est donnée, le produit de n nombres positifs est maximal quand les nombres sont égaux. Si on décompose 30 en une somme de n nombres, le produit est donc inférieur à (30/n)^n. En étudiant la fonction (30/x)^x, on voit que son maximum est atteint entre x=11 et x=12.
De plus pour n=12, 12/n=2.5 et 12 nombres égaux à 2,5 ont un produit égal à 59604,6..
Les valeurs 10 et 13 pour n donnent un (30/n)^n inférieur à 59604. les variations de (30/x)^x montrent alors que les valeurs de n autres que 11 et 12 ne sont pas optimales.
De plus, pour n=11, le partage de 30 en 8 fois 2,7 + 3 fois 2,8 donne un produit égal à 61998,9, meilleur que ce qu'on peut obtenir avec n=12.

Le n optimal est donc 11.

Pour le premier facteur p fixé, le produit ne peut dépasser p.((30-p)/10)^10. En étudiant cette fonction, on voit qu'on n'aura des chances de battre le record de 61998 que si p=2,6 2,7 ou 2,8. Les décompositions de 30 en sommes de la forme a.2,6+b.2,7+c.2,8 ne sont pas légion. On les étudie toutes et on s'aperçoit que la meilleure est celle déjà trouvée, soit

8 facteurs égaux à 2,7 et 3 facteurs égaux à 2,8, qui donne un produit égal à 61998,93185.

Posté par
kioups
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 18:38

gagnéJe propose la décomposition :

30=2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.8+2.8+2.8=2.7*8+2.8*3

Le produit obtenu est environ 61 998.9

Posté par
PloufPlouf06
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 06-07-08 à 20:19

perduBonjour,

Il semble évident qu'on ne doit pas faire intervenir de chiffre inférieur à 1, sous peine de réduire le produit maximal. De même il ne faut pas que la somme des nombres comprenne un chiffre inférieur à 2. Il faut également utiliser le plus de "grands" chiffres dans la somme, afin de maximiser le produit.
L'idéal est donc de diviser 30 en deux jusqu'à ce que la somme comprenne un chiffre inférieur à deux. En cas de nombre à deux décimales, il suffit de l'arrondir une fois par excès, une fois par défaut.
30 = 15+15  (S=30 ; P=225)
30 = 7.5+7.5+7.5+7.5  (S=30 ; P=3164.0625)
30 = 3.8+3.8+3.8+3.8+3.7+3.7+3.7+3.7 (S=30 ; P=39078.80570896)

Le produit maximal est donc : P39078.8

Le raisonnement est identique pour tout autre nombre mais on ne peut trouver de formule  donnant directement le produit (enfin ça m'étonnerait ), sauf si le nombre choisi s'écrit sous la forme 2n avec n*. Dans ce cas, le produit est : 2^2^(n-1) (comment on met ça en LaTeX ? o_O)
Voilà merci pour l'énigme

Posté par
ignace10
challenge en cours* 06-07-08 à 21:40

perdu1.7+2+2.3+4.9+3+5.4+2.1+4.6+2.9+3+1.1=30
1.7*2*2.3*4.9*3*5.4*2.1*4.6*2.9*3*1.1=57386.2

Posté par
Daniel62
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 07-07-08 à 00:55

gagnéBonjour à tous.
ça fait déjà un moment que je consulte l'ile, et je me décide enfin à m'inscrire.

on demande la composition, voici ma réponse:
2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,8+2,8+2,8 = 30

le produit de tous les termes de la somme est:
2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,8x2,8x2,8 61998,9

il y a donc 11 termes dans cette somme. le produit étant maximum lorsque les termes sont égaux.
30/11 donne un peu plus de 2,7  il faut donc adapter: 8x2,7 + 3x2,8

le problème pour le cas général est de trouver le nombre de termes en fonction de la somme:
ln(11) = ln(30) - 1

exemple pour une somme égale à 60:
ln(22) = ln(60) - 1
il y donc 22 termes et 60/22=2,7...
on retrouve la même chose que pour 30 mais en double: soit 16x2,7 + 6x2,8

c'est ma première participation et je découvre le latex grâce à ce site, il y aura donc forcément des erreurs
(par exemple j'ai pas réussi à mettre le signe <<environegal>> dans le latex et le signe multiplié ressemble un peu trop à "x")

voila donc la régle générale à laquelle je pense:
si S représente la somme
nombre de termes = exp(ln(S)-1)  (arrondi à l'entier le plus proche)
ensuite on retrouve les termes par division.

cette règle est-elle valable pour toute somme (problème à cause des arrondis) ???
essai avec 45:
je trouve 16,55457485 donc arrondi à 17 termes
pour 16 termes: 2,814 x 2,92 = 15311171,98
pour 17 termes: 2,69 x 2,78 = 15334522,07
pour 18 termes: 2,518 = 14551915,23

Posté par
piepalm
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 07-07-08 à 07:55

gagnéLe maximum de la fonction f(x)=x^(n/x) est obtenu pour x=e=2,71...
On s'en approchera au mieux pour une décomposition en 11 termes, dont 8 égaux à 2,7 et 3 à 2,8:
8*2,7+3*2,8=30 et 2,7^8*2,8^3=61998,9318483091
Pour une solution générale, avec un nombre N, la décomposition se fera en un nombre de termes égal à l'arrondi entier de N/e: si le nombre est assez grand (supérieur à 27), on peut obtenir N comme somme de termes égaux à 2,7 ou 2,8...

Posté par
torio
Produit maximal des termes d'une somme 07-07-08 à 08:53

gagnéA+
Torio

Produit maximal des termes d\'une somme

Posté par
jver
énigme 43 07-07-08 à 09:04

gagnéMoi, je dirais:
2,8^3*2,7^8=61998,93
alors que 3*2,8+8*2,7=30

Posté par
PIL
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 07-07-08 à 11:16

gagnéBonjour,

L'idéal serait de prendre 30/e nombres égaux à e !
Je propose de prendre 11 nombres : 8 fois le nombre 2,7 et 3 fois le nombre 2,8. La somme est bien 30 et le produit vaut 61998,93.

Posté par
1emeu
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 07-07-08 à 11:33

gagnéBonjour,

voici ma réponse :

Le maximum est atteint pour la décomposition suivante :
30= 2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.8+2.8+2.8

Le produit est alors 61998.93185

Merci pour l'énigme

1emeu

Posté par
lo5707
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 07-07-08 à 18:05

gagnébonjour,

je ne trouve pas mieux que 61998,93185
2,8 + 2,8 + 2,8 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 = 30
2,8 * 2,8 * 2,8 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 = 61998,93185

merci pour cette énigme.

Posté par
totti1000
enigmo43 07-07-08 à 18:59

gagnéPour cette énigme, on veut trouver des termes dont la somme est égale à 30 et le produit soit maximal.
Pour cela il faut que les termes soient égaux ou les plus proches possibles (cf maximiser une surface connaissant le périmètre).
On a donc l'équation (30/x)x avec x le nombre de termes.
On cherche pour quel x la solution de l'équation est maximum, on trouve x=11.
Le problème est que chaque terme est égal à 2,72727272...
On doit donc trouver 11 termes qui se rapproche le plus possibles de 2,72727272...

On a donc comme solution pour cette énigme :

2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,8+2,8+2,8=30
 \\ {2,7}^8.{2,8}^3=61998,931...

Posté par
infophile
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 08-07-08 à 00:58

gagnéBonjour

Citation :
La décomposition qui donne le produit maximal est : 3$ \rm 2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,8+2,8+2,8=30 à savoir 3$ \rm (2,7)^8.(2,8)^3\approx 61 998,9


3$ \rm \red \clubsuit Démonstration 3$ \rm \red \clubsuit

Traitons le cas general, on se donne un entier 3$ \rm N que l'on souhaite décomposer en une somme de réels strictements positifs tel que le produit soit maximal.

Soit 3$ \rm N=\Bigsum_{i=1}^{n}a_i une telle décomposition. Notons 3$ \rm P=\Bigprod_{i=1}^{n}a_i le produit maximal.

Citation :
Lemme 1 : On a 3$ \rm \forall i\in \mathbb{[}1,n\mathbb{]}, 1\le a_i\le 4


Preuve :

Raisonnons par l'absurde et supposons que 3$ \rm \magenta \fbox{\exist i\in \mathbb{[}1,n\mathbb{]}, a_i>4}

On pourrait alors écrire 3$ \rm a_i=k+2 avec 3$ \rm k>2.

La décomposition s'écrirait 3$ \rm \red \fbox{N'=a_1+...+a_{i-1}+k+2+a_{i+1}+...+a_n}

Et le produit associé : 3$ \rm P'=a_1\times \cdots a_{i-1}\times k\times 2\times a_{i}\times \cdots a_n

Donc 3$ \rm \blue \fbox{P-P'=\underb{a_1\times \cdots a_{i-1}\times a_{i+1}\times \cdots a_n}_{>0}(a_i-2k)}

Et 3$ \rm a_i-2k=(k+2)-2k=2-k<0 car 3$ \rm k>2.

On aurait donc 3$ \rm \magenta \fbox{P<P'} ce qui est absurde car 3$ \rm P maximal.

Remarque : Si un 3$ \rm a_i<1 alors le produit ne serait pas optimal.

Citation :
Lemme 2 : La décomposition 3$ \rm N=a_1+...+a_n rend le produit optimal si et seulement si  3$ \rm a_1=a_2=...=a_n.


Preuve :

Quitte à réindexer on peut supposer  3$ \rm \fbox{a_1\le a_2\le ... \le a_n}

3$ \rm \bullet Supposons  3$ \rm \magenta \fbox{a_1<a_2} ie il existe  3$ \rm k>0 tel que  3$ \rm a_2=a_1+k

Ecrivons alors  3$ \rm \red \fbox{N=\(a_1+\frac{k}{2}\)+\(a_1+\frac{k}{2}\)+a_3+...+a_n}

Et donc  3$ \rm \blue \fbox{P-P'=a_3\times \cdots a_n\[a_1(a_1+k)-\(a_1+\frac{k}{2}\)^2\]=-a_3\times \cdots \times a_n\times \frac{k^2}{4}<0}

D'où  3$ \rm \magenta \fbox{P'>P} ce qui est absurde car  3$ \rm P maximal.

On en déduit alors  3$ \rm \fbox{a_1=a_2}

3$ \rm \bullet Supposons que  3$ \rm \magenta \fbox{a_1=...=a_i} et  3$ \rm \magenta \fbox{a_{i}<a_{i+1}} ie il existe  3$ \rm k>0 tel que  3$ \rm a_{i+1}=a_i+k

Ecrivons alors  3$ \rm \red \fbox{N=\(a_i+\frac{k}{i+1}\)+\(a_i+\frac{k}{k+1}\)+...+\(a_i+\frac{k}{i+1}\)+a_{i+2}+...+a_n}

On obtient :

3$ \rm \blue \fbox{P-P'=a_{i+2}\times \cdots \times a_n\[a_i^i(a_i+k)-\(a_i+\frac{k}{i+1}\)^{i+1}\]}

Le binôme de Newton donne le signe de l'expression, on a de nouveau :

3$ \rm \magenta \fbox{P-P'<0\Longright P'>P} absurde donc  3$ \rm \fbox{a_1=...=a_i=a_{i+1}}

Par récurrence forte ces deux points démontre que  3$ \rm \fbox{a_1=...=a_n}

5$ \rm \star D'après le lemme 2 on en déduit que la meilleure décomposition est de la forme  3$ \rm \red \fbox{N=n\times \(\frac{N}{n}\)} avec  3$ \rm n\in \mathbb{N}^{\ast}. Le produit associé est ainsi  3$ \rm \blue \fbox{P=\(\frac{N}{n}\)^{n}}

Cherchons la valeur de  3$ \rm n qui rende le produit maximal.

Pour cela considérons la fonction  3$ \rm \blue \fbox{f : x\to \(\frac{N}{x}\)^x} sur  3$ \rm ]0,+\infty[

On dérive cette fonction : 3$ \rm \red \fbox{f'(x)=\(\frac{N}{x}\)^x\[\ln\(\frac{N}{x}\)-1\]}

Le facteur étant strictement positif le signe dépend des crochets, et on a clairement un maximum pour  3$ \rm \magenta \fbox{x=\frac{N}{e}}

Et donc on choisit  3$ \rm \fbox{n=\[\frac{N}{e}\]} ou  3$ \rm \fbox{n=\[\frac{N}{e}\]+1}

5$ \rm \star Revenons alors au problème initial où les  3$ \rm a_i sont des décimaux à un chiffre après la virgule.

Théoriquement on devrait prendre  3$ \rm n=\[\frac{30}{e}\]=11 et le produit serait  3$ \rm P=\(\frac{30}{11}\)^{11}\approx 62088,9

Les 11 termes à sommer doivent donc être voisins de e soit 2,7 avec les conditions de l'énoncé.

D'où la décomposition optimale 3$ \rm \red \fbox{2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,8+2,8+2,8=30}

3$ \rm \blue \clubsuit Supplément 3$ \rm \blue \clubsuit

Citation :
Je me suis amuse à résoudre le sudoku en image :

Enigmo 43 : Produit maximal des termes d\'une somme


Merci pour l'énigme très instructive !

Posté par
evariste
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 08-07-08 à 08:21

gagnépas mieux que :
2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,7x2,8x2,8x2,8= 61 998,93

Posté par
plumemeteore
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 08-07-08 à 08:33

gagnébonjour
2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.8 * 2.8 * 2.8
= 2.78 * 2.8³ = 61998,93184830912
le produit de termes de même somme en même nombre est maximal quand ces termes sont égaux
le produit de termes de même somme est maximal quand ces termes sont égaux et se rapprochent le plus de e
analogie
parmi les polygones de même nombre de côtés et de même périmètre, le plus grand est le polygone régulier
le cercle est la plus grande des figures de même périmètre

Posté par
gloubi
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 08-07-08 à 11:51

gagnéBonjour,

La décomposition suivante me semble donner le produit le plus élevé:

30 = 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,8 + 2,8 + 2,8
et 2,7 x 2,7 x 2,7 x 2,7 x 2,7 x 2,7 x 2,7 x 2,7 x 2,8 x 2,8 x 2,8 61998,9318

où 2,7 et 2,8 sont les décimaux à un chiffre après la virgule qui encadrent le mieux «e», la base des logarithmes népériens.

Pour un entier N quelconque, il faut utiliser E(N/e) termes tous égaux à 2,7 ou 2,8 ... je crois

Posté par
kiko21
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 08-07-08 à 11:53

gagnéBonjour,

la décomposition qui donne le produit maximal est à mon avis :

2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,8+2,8+2,8=8*2,7+3*2,8=30
2,7*2,7*2,7*2,7*2,7*2,7*2,7*2,7*2,8*2,8*2,8=(2,7)8+(2,8)3=3061998,9

On verra bien....

Merci et à +, KiKo21.

Posté par
TiT126
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 08-07-08 à 16:02

perduSalut,

Pas facile ce genre d'énigme...On ne sait pas trop par ou commencer.
J'ai donc imposer pour avoir une idée de la solution que tout les nombre de la somme devaient être égaux.
J'ai donc étudié la fonction 3$f(x) = x^{\frac{30}{x}}

J'ai trouvé que elle possédait un maximum pour x = e
J'ai l'impression que e30/e = 62092.67 est la valeur maximale que l'on peut atteindre même en considérant que les chiffres peuvent êtres différant.
Cependant il reste des problèmes : e à plus d'un chiffre après la virgule, pour cela nous allons prendre le décimale le plus proche de e : 2.7

Ensuite 30 n'est pas divisible par 2.7, il faut donc essayer de trouver 30 avec une somme de chiffres les plus proches possibles de 2.7

Voila ce qui m'amène à cette solution :

4$\blue\{{2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.7+2.8+2.9=30\atop 2.7\times 2.7\times 2.7\times 2.7\times 2.7\times 2.7\times 2.7\times 2.7\times 2.7\times 2.8 \times 2.9 = \fbox{61919.85157809444}}

Sur les enigmes de ce genre le poisson est plus que probable mais qui ne tente rien n'a rien

Posté par
ThierryMasula
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 08-07-08 à 18:40

gagnéBonsoir jamo,

Etape 1: On divise 30 par e : 5$\frac{30}{e}=11,03638. Il faudra décomposer 30 en 11 termes.
Etape 2: On divise 30 par 11: 5$\frac{30}{11}=2,72727272.
Puisque les termes ne peuvent avoir qu'un chiffre après la virgule, on décompose donc 30 en une somme de termes égaux à 2,7 (8x) et 2,8 (3x).

Solution :
5${2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7}+{2,8+2,8+2,8}=30  et  5${2,7\times 2,7\times 2,7\times 2,7\times 2,7\times 2,7\times 2,7\times 2,7}\times {2,8\times 2,8\times 2,8}\approx \fbox{61998,93}

PS 1 : Avec tout autre nombre, comme on l'a fait pour 30, il faut décomposer en une somme dont les termes sont le plus proche de e.

Jolie petite énigme, merci.

Posté par
dhalte
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 09-07-08 à 17:40

gagnéBonjour

Produit maximal d'une suite de décimaux positifs de précision maximale et de somme > 1 données

Somme 30
Précision 0,1

1) il y a au moins un décimal dans la suite
La somme est positive.
2) il y a au moins un décimal supérieur à 1 dans la suite
Le produit d'une suite de décimaux positifs < 1 est < 1
3) Soit S1 une suite donnée, et a>1. S'il existe b<a-0,1, alors
    la suite S2 obtenue en remplaçant a par a-0,1 et b par b+0,1 est meilleure que S1

(a-0,1)(b+0,1)=ab+(a-b)0,1-0,01
or a-b>0,1, donc (a-b)0,1-0,01>0
(a-0,1)(b+0,1)>ab

Pour un nombre n de termes donné, la suite constituée de termes dont la différence est 0 ou 0,1 est donc la meilleure
Calcul du terme inférieur : le décimal de précision donnée le plus grand inférieur ou égal au rapportsomme / nombre de termes
Calcul du nombre de termes supérieurs : (somme-nbTermes*b)/précision

Enigmo 43 : Produit maximal des termes d\'une somme

Enigmo 43 : Produit maximal des termes d\'une somme

Le produit maximal est atteint quand il y a 8*2.7 et 3*2.8. Ce maximum est alors 2.7^8*2.8^3=61998.93184830912

Posté par
thiblepri
Ma réponse 09-07-08 à 19:11

gagnéBonjour,
Je pense que l'optimum est en :
61998,9318483091

C'est à dire pour:
2.7^8*2.8^3

Car, en effet: 2.7*8+2.8*3=30

Posté par
Fractal
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 11-07-08 à 02:38

gagnéBonjour

La décomposition 4$30=2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,8+2,8+2,8 me donne 4$2,7^82,8^3\approx61998,93185, et il s'agit, sauf erreur, de la solution optimale

Fractal

Posté par
karatetiger
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 13-07-08 à 09:54

gagnéalors je dirais 2,7x11+2,8x3=30 et donc 2,78x2,83= environ 61998,93

Posté par
clmb
slt tt le monde 13-07-08 à 13:47

perduJe décompose 30

1,1 + 2,2 + 3,3 + 5,4 + 7,6 + 10,4 = 30

Je fais le produit

1,1 * 2,2 * 3,3 * 5,4 * 7,6 * 10,4 3408,56

Posté par
ITMETIC
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 14-07-08 à 07:56

gagnéD'une façon générale le produit de n nombres de somme donnée S sera maximal quand tous les termes seront égaux. Chaque nombre vaut alors  S/n et le produit (S/n)n.

Pour S=30 la valeur sera maximale pour n=11. Chaque terme vaut à ce moment 30/11=2.7272... et le produit vaut 62088,9428...

Mais ici on impose que les nombres de la décomposition soient des décimaux à un seul chiffre après la virgule

Pour que le total soit 30 il faudra prendre 3 nombres à 2.8 et 8 nombres à 2.7

Le produit total sera alors de
2.82.82.82.72.72.72.72.72.72.72.7=61988.9318...

Posté par
geronimo 652
Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme 14-07-08 à 21:53

perduBonsoir, même le 14 juillet les maths sont au rendez-vous!
je pense avoir trouvé...Pour avoir le plus grand produit, je pense qu'il faut décomposer le nombre 30 avec le plus de nombre avoisinant... 2! En effet, décomposer le nombre 30 par 0 ou 1 serait stupide car le produit serait un petit nombre...
Par conséquent, je me suis arrangé à décomposer le nombre 30 avec des nombres dont la moyenne est 2.
Donc voici mon résultat:
1,9+2,1+1.8+2,2+1,7+2,3+1,6+2,4+1,5+2,5+1,4+2,6+1,3+2,7+2=30
et le produit de tout ça donne 22 732,4
Dommage qu'il fallait une virgule sinon ça donnait 215=32 768
espérons que ce soit juste... sinon merci pour cette énigme et @ +

Posté par
xtasx
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 15-07-08 à 08:53

gagnéBonjour,

Je ne suis pas du tout certain, mais voici quand même ma réponse:

30=2.7 \times 8+2.8\times 3, et

2.7^8 \times 2.8^3=61998.93184830912

Merci !

Posté par
geronimo 652
Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme 15-07-08 à 11:09

perdurebonjour,
ah non... la grosse gaffe!
je trouvais plus, toujours en décomposant avec 2 mais de cette façon:
2*2,1*2,2*2,3*2,4*2,5*2,6*2,7*2,8*2,9*1,9*3,6= 49 716,5
mais vu que j'ai déjà répondu, c'est perdu!
Ne pas confondre vitesse et précipitation

Posté par
wiat
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 15-07-08 à 20:12

gagnéCoucou!
Je prends 8 fois le nombre 2,7 et 3 fois le nombre 2,8.
Le résultat obtenu est donc 2,7^8*2,8^3, soit environ 61998,9.

L'idée est qu'il faut minimiser l'écart entre les nombres choisis. Si l'on prend toujours le même nombre x=30/z, le résultat est x^z=(30/z)^z, qui est maximal quand z=30/e. Or 30/e est compris entre 11 et 12.
Si on choisit 11, on trouve x entre 2,7 et 2,8, et donc, pour obtenir 30, il faut sommer 8 fois 2,7 et 3 fois 2,8. On vérifie qu'en prenant z=12 on obtient un plus petit produit.
La méthode se généralise donc à tout autre nombre que 30.

Posté par
veleda
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 17-07-08 à 22:34

perdubonsoir jamo

je propose la décomposition du nombre 30 en la somme de 12 nombres décimaux égaux à 2,5
le produit des éléments de cette somme est 59604,64478

merci pour cet enigmo

Posté par
bizbiz
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 19-07-08 à 01:35

gagnéSalut,

Le meilleur résultat trouvé est :  5$ \green 61998,93185

2,8 + 2,8 + 2,8 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 + 2,7 = 30

2,8 \times 2,8 \times 2,8 \times 2,7 \times 2,7 \times 2,7 \times 2,7 \times 2,7 \times 2,7 \times 2,7 \times 2,7 = 61998,93185

Merci !

Posté par
Poldenys
enigmo43 19-07-08 à 17:03

gagné11 termes dont 8 égaux à 2.7 et 3 égaux à 2.8
   produit obtenu voisin de 61998.93

Posté par
matovitch
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 21-07-08 à 20:21

perduBonjour !
Je sens le piège, mais je dirais 2,5*12 = 30 et 2,512 = 59604,644775...

Posté par
yoyodada
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 22-07-08 à 13:48

gagnésans conviction du tout, mais bon je tente le coup quand même:

30 = 2.7 + 2.7 + 2.7 + 2.7 + 2.7 + 2.7 + 2.7 + 2.7 + 2.8 + 2.8 + 2.8

et 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.7 * 2.8 * 2.8 * 2.8 = 61998.93185

C'est le produit max que j'ai trouvé !

Posté par
alexandros
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 22-07-08 à 16:06

perdu2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5=30
2.5x2.5x2.5x2.5x2.5x2.5x2.5x2.5x2.5x2.5x2.5x2.5=59604.64478

Posté par
jarod128
Enigmo 43 23-07-08 à 00:28

gagnéBonjour,
voilà ma proposition:
on montre facilement que le produit recherché est majoré par e^(30/e) environ 62092,67.

Je propose: 30=2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,7+2,8+2,8+2,8
et le produit vaut 2,7^8x2,8^3 environ 61998,93 très proche du majorant.
Merci

Posté par
davidh
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 23-07-08 à 11:53

gagnéBonjour,

je propose une décomposition en 11 termes : 8 fois 2,7 et 3 fois 2,8

2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,7 * 2,8 * 2,8 * 2,8 61998,9

voilà un problème original

Posté par
ben314-2
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 23-07-08 à 20:48

gagnéPour maximiser le produit en gardant une somme constante, il faut avoir des termes égaux. Il n'y a donc qu'à maximiser (30/n)^n, et on arrive finalement à n=e.
D'où je dirais 11 termes, 8 à 2,7, 3 à 2,8 après bidouillage, soit un produit de 61998,9.

Posté par
jamo Moderateur
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 24-07-08 à 11:34

Clôture de l'énigme

Je m'attendais à un taux de réussite moins important, alors bravo à toux ceux qui ont réussi et ont même proposé des démonstrations.

En effet, le principe général consiste à décomposer le nombre avec des nombres le plus proche possible de e.
Ainsi, avec des décimaux à 1 chiffre après la virgule, il faut mettre un maximum de 2,7 puis s'arranger un peu sur la fin avec ce qui reste.

Si j'avais imposé des entiers, il faut mettre un maximum de 3, et des 2 avec ce qui reste éventuellement.

D'ailleurs, ce petit jeu est utilisable dès les plus petites classes (en imposant des nombres entiers bien entendu), dès qu'on sait faire des additions et des multiplications.
C'est l'occasion de faire une petite compétition !
Et dans certaines classes, il est possible de faire une ébauche de démonstration en expliquant qu'il vaut mieux mettre des 2 ou des 3 qu'autre chose ...

Posté par
Flo08
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 24-07-08 à 12:06

perduBonjour,

J'ai vu mon erreur trop tard en passant ma formule en logarithme... ça m'apprendra à répondre trop vite

Quant au sudoku de l'illustration, je me suis amusée à le résoudre et j'ai trouvé ça :

Enigmo 43 : Produit maximal des termes d\'une somme

(Dommage que tu ne l'aies pas proposé en énigmes, ça m'aurait fait un smiley de plus )

Posté par
infophile
re : Enigmo 43 : Produit maximal des termes d'une somme * * 24-07-08 à 12:28

gagnéOn trouve la même chose Flo

Challenge (énigme mathématique) terminé .
Nombre de participations : 0
:)0,00 %0,00 %:(
0 0

Temps de réponse moyen : 127:00:46.


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