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Niveau Oraux, olympiades...
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2026 ou rien

Posté par
Imod
25-01-26 à 11:35

Bonjour à tous

Un petit problème d'olympiades un peu curieux :

Dans le plan existe-t-il toujours un rectangle d'aire 1 ne contenant aucun point ou plus de 2026 points d'un ensemble donné de points de ce plan ?

Il faut d'abord comprendre la question et après il faut y répondre

Comme toujours on s'amuse sans abuser du blankage

Imod

Posté par
dpi
re : 2026 ou rien 25-01-26 à 15:49

De bonne foi ,

Posté par
carpediem
re : 2026 ou rien 25-01-26 à 16:50

salut

un rectangle R d'aire 1 a donc pour dimension x et 1/x avec x non nul ...

en notant O son centre et d la direction de sa médiatrice des côtés de longueur 1/x  alors pour x suffisamment grand et selon la bonne direction le rectangle R ne rencontrera aucun point de tout ensemble fini de points du plan pour une infinité (non dénombrable) de positions de O dans le plan.

Posté par
Imod
re : 2026 ou rien 25-01-26 à 17:10

@Dpi : tu as donné la bonne réponse mais la justification laisse un peu à désirer
@Carpediem : oui , plus simplement un ensemble fini de points est borné donc tout rectangle en dehors de sa boule ne contiendra aucun point de l'ensemble . Le cas infini est bien plus délicat .

Imod    

Posté par
carpediem
re : 2026 ou rien 25-01-26 à 19:45

oui, effectivement je voulais commenter par mentionner ce cas "évident" de bornitude de tout ensemble fini de points

cependant il me semble que ma réponse précédente peut aussi convenir pour un ensemble infini dénombrable de points (qui peut alors ne pas être borné) :

pour tout point O du plan (distinct des points de l'ensemble E de points donnés) on peut projeter sur un cercle de centre O (et de rayon 1 pour simplifier mais il peut être quelconque) cet ensemble de points : chaque point M est projeté sur le cercle dans la direction (MO) : donc l'image de M est le point N tel que \vec {ON} = \dfrac 1 {OM} \vec {OM}

on peut alors considérer la suite de points distincts (N_i) en tournant dans un sens (à partir d'un premier quelconque) : on considère alors l'arc  {\frown_{N_iN_{i + 1}} on considère son symétrique par rapport à O : si ce symétrique ne contient aucun point de la suite alors on peut glisser un rectangle de longueur x et de largeur 1/x inférieur à la distance N_i N_{i + 1}

l'ensemble des positions de O étant infinie non dénombrable on peut toujours trouver un point O tel que la situation précédente ait lieu

on peut même ne projeter que sur un demi-cercle : on quotiente par la relation N R N' <=> N et N' sont symétriques par rapport à O

Posté par
dpi
re : 2026 ou rien 26-01-26 à 08:49

Bonjour,
J'avoue

Citation :
Il faut d'abord comprendre la question et après il faut y répondre

que je suis dans le noir

Posté par
Imod
re : 2026 ou rien 26-01-26 à 10:29

@Carpediem  \mathbb{Q}^2 est dénombrable et je ne pense pas qu'on puisse trouver un rectangle d'aire 1 qui ne le rencontre pas .
@Dpi As-tu compris la question ?

Imod

Posté par
dpi
re : 2026 ou rien 26-01-26 à 13:14

Merci , je ne vois pas du tout

Posté par
Imod
re : 2026 ou rien 26-01-26 à 16:17

Une façon naturelle d'aborder le problème est de considérer un ensemble E de points tel que tout rectangle d'aire 1 contient au moins un de ces points . Ensuite , il faut voir si un des rectangles en contient plus que 1 .

Imod

Posté par
carpediem
re : 2026 ou rien 26-01-26 à 19:27

Imod : je suis d'accord avec toi mais je ne crois pas que ça contredise ce que je dis :

il peut ne pas y avoir de rectangle ... mais il peut y en avoir un (qui ne contienne aucun point de l'ensemble E

projetons l'ensemble des étoiles sur la sphère terrestre : recouvriront-elles toutes la sphère terrestre ?
ne pourrons-nous pas y "coincer" un pavé a x b x c avec c "infini" et a et b "epsilonnesques" ? ne rencontrant aucun point sur cette sphère ?

et je pense qu'ensuite on peut y placer un pavé contenant autant d'étoiles que l'on veut (en nombre fini) ...

Posté par
Imod
re : 2026 ou rien 26-01-26 à 22:01

carpediem

il peut ne pas y avoir de rectangle ... mais il peut y en avoir un (qui ne contienne aucun point de l'ensemble E) .

Je ne comprends pas le cadre dans lequel tu te places .
Imod



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