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Niveau énigmes
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3 points non alignés

Posté par
dpi
05-06-21 à 07:49

Bonjour à tous,
L'exercice proposé par derny sur les alignements  m'a inspiré celui-ci:

Comment disposer 11 points  ayant un repère orthonormal entier de façon à ne pas
avoir 3 points alignés ?
Et quel sera l'aire la plus petite les encadrant?

Exemple pour 6 points un carré de 4

3 points non alignés

Posté par
derny
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 08:49

Bonjour

3 points non alignés

Posté par
derny
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 08:50

Erreur bien sûr

Posté par
derny
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 08:56

Jusqu'à 8 pts ça va, après ... cela se corse.

Posté par
derny
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 09:02

Pour 10 pts

3 points non alignés

Posté par
dpi
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 09:47

>derny
Je note que ton  minimum actuel pour 11 est un rectangle  de  5x8 soit 40
J'avais 42  et maintenant 30 ,à suivre.
Comme tu  as  commencé à le faire pour 10 ,on peut chercher de 7 à 9 puis tenter 12.

 Cliquez pour afficher

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 10:04

Bonjour,
En voici 11 dans un carré de côté 5 :

 Cliquez pour afficher

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 10:10

Je me sui inspirée de la figure de derny en séparant son point C en deux, et en écartant un peu d'autres points.

Posté par
derny
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 10:37

Pas mal 5x5 mais comment démontrer que c'est le min ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 10:58

En essayant toutes les solutions dans un rectangle \; 83 , \;46 , \; 73 , \; 54 , \; ... ?

Posté par
dpi
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 11:03

Bravo Sylvieg

Voici la situation actuelle bien sûr à améliorer...

 Cliquez pour afficher

Posté par
carita
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 11:03

bonjour à tous

merci dpi pour ce petit jeu sympa
(je vais le proposer à ma petite famille !)

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Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 11:04

Bonjour à tous

Ce problème n'est pas loin de rappeler celui des 8 dames sur un échiquier , d'ailleurs je me demande s'il n'aurait pas été plus judicieux de poser les pions dans les cases plutôt qu'aux nœuds du quadrillage  . La grille 5X5 de Sylvieg fait plutôt penser à une grille 6X6 .

D'ailleurs le minimum est-il forcément réalisé avec la même configuration dans les deux cas ?

Imod

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 11:12

Une autre remarque : les meilleures grilles semblent toujours carrés . Une autre façon d'aborder de problème est d'essayer de placer un maximum de points dans un carré .

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 11:17

Un autre, pas très différent, avec 11 points dans 55 :

 Cliquez pour afficher

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 12:18

Je reprends les exemples de Dpi

1X1 -> 1
2X2 -> 4
3X3 -> 6
4X4 -> 8
5X5 ->10

Il est clairement impossible d'améliorer car chaque ligne ou colonne ne peut pas contenir plus de deux pions .

6X6 -> 11 ... on peut espérer un pion de plus mais je n'y crois pas .

Imod

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 18:53

J'aurais du y croire

Dans une grille 6X6 on place 12 pions de la façon suivante : (1,4),(1,5),(2,2),(2,3),(3,1),(3,5),(4,3),(4,6),(5,1),(5,4),(6,2),(6,6) .

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 19:05

(1,5),(2,3),(3,1) \;

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 19:16

Ah oui , il y a des alignements vicieux qui ne suivent pas les lignes ni les diagonales

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 20:48

J'ai pas mal cherché aussi à passer de 11 à 12 points.
Sans succès, mais j'ai appris à repérer les alignements \;

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 05-06-21 à 21:38

J'ai continué à chercher :

 Cliquez pour afficher

Posté par
dpi
re : 3 points non alignés 06-06-21 à 07:49

>Imod
Je préfère les noeuds  car le lignes verticales et horizontales sont déjà tracées...
Il ne reste que les angles de 45° et de tangente 1/2 et 1/3* à tracer pour éliminer les points impossibles.
>Sylvieg
Bravo
Je valide ton 12 avec 25
L'étape suivante devra au mieux se contenter de 30 ou de 36...
Perso...cela me rappelle le morpion :comment ne pas laisser l'adversaire aligner
3 pions

*du moins pour les carrés inférieurs à 8

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 06-06-21 à 08:09

Je reviens sur la question initiale :

Citation :
Comment disposer 11 points ayant un repère orthonormal entier de façon à ne pas
avoir 3 points alignés ?
Et quel sera l'aire la plus petite les encadrant?
et la question de derny
Citation :
comment démontrer que c'est le min ?

Si on ne dispose que de 5 lignes horizontales, chaque ligne ne peut pas contenir plus de 2 points ; on ne peut donc pas dépasser 10 points.
Idem avec verticales.
Autrement dit :
Il faut au moins 6 lignes horizontales et 6 lignes verticales pour ne pas avoir 3 des 11 points sur l'une d'elles.

Posté par
derny
re : 3 points non alignés 06-06-21 à 09:32

Bonjour
Pas de pb pour ta démo. Pourra-t-on toujours l'employer pour les cas supérieurs ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 06-06-21 à 10:23

Une généralisation :
Pour disposer 2n ou 2n-1 points à coordonnées entières de façon à ne pas avoir 3 points alignés, il faut au moins n lignes verticales et n lignes horizontales.
Donc pas d'aire inférieure à (n-1)2.

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 06-06-21 à 12:00

Ou 2n pions sur une grille nXn . Je n'insiste pas mais c'est clairement un jeu de plateau

Une façon amusante de chercher une solution maximale de 2n pions ( si elle existe ) : On place 2 pions sur chaque ligne et colonne de la grille ( il y a plein de façon de le faire )  . On considère deux pions qui ne sont pas sur la même ligne ni sur la même colonne , ils constituent les extrémités d'une diagonale d'un rectangle . Si les extrémités de la deuxième diagonales sont vides , on peut déplacer les pions sur cette diagonale sans perdre la propriété initiale et éliminer au passages quelques alignements obliques .

Ca pourrait presque être un jeu , supprimer tout alignement à partir d'une position donnée en désignant simplement les diagonales à échanger .

Imod  

Posté par
dpi
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 08:17

Nous avons gardé un carré de 5x5 pour placer 12 points (Sylvieg )
On remarque qu'il est  "saturé" donc pour 13 points ,il faudra passer à  6x6

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 09:12

Je pense avoir 14 pions sur une grille 7X7 :

a4 , a7 , b1 , b3 , c6 , c7 , d3 , d5 , e1 , e2 , f2 , f6 , g4 , g5 .

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 10:00

a7, c6, g4 \;

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 10:05

Mais j'ai l'impression qu'il y en a 13 en supprimant c6.
C'est déjà pas mal ; je n'y étais pas arrivée

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 10:22

Oui , j'avais trouvé le même alignement en voulant illustrer . On peut en effet en trouver 13 en supprimant n'importe lequel des trois points incriminés .

Je n'ai pas renoncé au 14 mais ce n'est pas facile

Imod

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 10:42

L'illustration :
3 points non alignés
Imod

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 10:57

Un nouvel essai :
3 points non alignés
Imod

Posté par
LittleFox
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 12:36


Un petit coup de pouce de l'ordinateur?

Voici mes solutions pour 2xn avec n de 2 à 8, généré par ce petit programme :

 Cliquez pour afficher


Il ne cherche pas toutes les solutions, juste une. Pour n=9 ça devient lent .

Posté par
Imod
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 12:41

On a déjà une solution sur l'échiquier , il reste à atteindre le damier

Imod

Posté par
LittleFox
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 13:02


Voilà
J'ai laissé touner pendant que je mangeais :p

 Cliquez pour afficher

Posté par
LittleFox
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 13:22


En changeant l'ordre de recherche, j'obtiens les solutions beaucoup plus rapidement.
Je mets deux pions dans la première colonne puis deux dans la suivante, etc au lieu d'en mettre un dans chaque colonne puis un deuxième dans chaque.

Certaines solutions sont différentes :

 Cliquez pour afficher

Posté par
LittleFox
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 13:31


Et un n=11 avec une jolie symétrie centrale pour la route:

 Cliquez pour afficher

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 13:44

Posté par
LittleFox
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 13:50


Evidemment quand on commence à compter les solutions on fini par arriver sur l'oeis où quelqu'un a déjà été beaucoup plus loin :

Celà mène ici :

Par exemple voici toutes les solutions pour n=15:

Posté par
dpi
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 14:34

Je vais donner mon récapitulatif  (14 ) "à la main".
Pour 13/14 j'ai transformé les pions de Imod en points pour rester sur les noeuds.
Au vu du travail de Littlefox et de l'OEIS ,je crois bien que c'est fini.
Bravo à tous.

3 points non alignés

Posté par
LittleFox
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 14:50


@dpi
Ton 9 est incorrect (mais on peut retirer un point à ton 10).

Posté par
derny
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 14:55

Bonjour
Bravo à tous et surtout à LittleFox pour son programme. Je ne me suis pas trop investi mais, ne programmant qu'en Basic, je ne pense pas que j'aurais su programmer ce genre de problème. Ne comprenant pas ton programme, examine-t-il tous les alignements possibles ? Je pense que oui alors ton programme, mutatis mutandis, pourrait convenir pour résoudre la première question de la nouvelle énigme que je vais bientôt poser.

Posté par
LittleFox
re : 3 points non alignés 07-06-21 à 15:59


Il n'est pas très intelligent, il place les points comme je le ferais à la main: en mettant les pions un à un et en revenant en arrière s'il n'est plus possible de placer le pion courant.

La partie "intelligente" a été de créer un identifiant unique pour chaque ligne barrée (c'est l'équation d'une droite mais unique, avec des coefficients entiers et sans problèmes d'infini).

Logiquement, j'évite le maximum d'alignements en fait Donc, non, je ne les parcours pas tous.



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