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4T dans un cube 3X3

Posté par
Imod
26-09-23 à 00:20

Bonjour à tous

Avant le problème de Mathafou sur le cube soma , j'avais passé une partie de l'été à m'amuser avec des dessins en 3D . Je suis un peu vieux jeu et sans juger de quoi que ce soit je me sens plus à l'aise avec le papier quadrillé , millimétré , pointé , … qu'avec les logiciels de géométrie mais bon ce n'est pas le problème .

On peut aisément placer 3T constitués de 5 cubes d'arête 1 dans un cube d'arête 3 . Peut-on en placer 4 ?

4T dans un cube 3X3

On s'amuse

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : 4T dans un cube 3X3 26-09-23 à 02:16

Bonjour,

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Posté par
dpi
re : 4T dans un cube 3X3 26-09-23 à 09:23

Bonjour,
La répons est oui.

 Cliquez pour afficher

Posté par
Imod
re : 4T dans un cube 3X3 26-09-23 à 12:51

Bravo à tous les deux

D'autre part : 3 X 3 X 3 = 27 et  5 X 5 = 25 donc à priori il y a une place pour un cinquième T dans le cube . Un argument simple pour balayer cette proposition ?

Imod

Posté par
carpediem
re : 4T dans un cube 3X3 26-09-23 à 19:25

salut

allez j'essaie : chaque T possède une dimension de 3 * 3 (et occupe donc toute la longueur du cube dans deux de ses directions)

il n'est donc pas possible d'avoir plus de deux T parallèles dans chacune des trois directions

Posté par
Imod
re : 4T dans un cube 3X3 27-09-23 à 11:32

Bonjour Carpediem

Ca ressemble à ce que j'ai en tête . L'idée des directions est bonne mais il me semble qu'il faudrait étayer un peu l'argument . Expliquer par exemple pourquoi un des 5T passerait nécessairement par le centre du cube

Imod

Posté par
carpediem
re : 4T dans un cube 3X3 27-09-23 à 12:18

je dirai :

quatre T sont nécessairement parallèles deux à deux dans deux directions du cube

chaque direction du cube est constituée chacune de trois plans parallèles consitués chacun de neuf cubes (ou points)

avec quatre T tous les plans dans toutes les directions sont remplis de 7 cubes sauf éventuellement 1 plan rempli de 6 cubes comme celui du milieu parallèle au plan de la feuille de la figure de mathafou ou le plan du milieu perpendiculaire au plan de la feuille de la figure de dpi

or un T est constitué de 5 cubes donc nécessairement au moins 2 cubes  (ou 3 max) chevauchent d'autres cubes

Posté par
dpi
re : 4T dans un cube 3X3 27-09-23 à 14:35

On peut partir des 2 *solutions 4  (mathafou, dpi ) ,en observant qu'elles laissent  3
vides dans l'axe et 2x2 vides sur les cotés.
Aucune chance de trouver la place pour un  T de  3x2
*et leurs rotations et symétries

Posté par
Imod
re : 4T dans un cube 3X3 28-09-23 à 11:23

Le problème avec ce type d'exercices c'est qu'on va facilement vers les « on voit bien que » et que nous ne partageons pas les mêmes évidences
J'étais parti sur un coloriage des cubes , le cube central étant bleu :

4T dans un cube 3X3

Au niveau des couleurs il n'y a que deux types de T et ceux qui passent par le centre sont les seuls qui ne contiennent pas de vert . Un simple décompte des couleurs montre qu'il y aura un T qui passera par le centre et que tous les cubes verts seront utilisés . Supposons que ce T soit debout avec la barre horizontale en rouge sur le dessin . Ce T interdit tout T contenu dans un plan horizontal car celui-ci intersecterait l'axe vertical du premier .  Le cube numéroté 1 doit faire partie du même T que le 2 ou le 3 mais alors le cube 3 ou le 2 serait isolé : c'est impossible .

Imod    

Posté par
carpediem
re : 4T dans un cube 3X3 28-09-23 à 12:22

certes mais on ne peut guère se passer de ce "on voit bien" ... sauf s'il n'y a pas d'arguments derrière (ou devant !!)

il me semble que nous disons la même chose : toi en considérant le cube central, moi en considérant un cube quelconque de l'un des neufs plans possibles.

et l'idée est que chacun de ces plans contiendrait des cubes remplis "deux fois" si on utilise un cinquième T

Posté par
Imod
re : 4T dans un cube 3X3 29-09-23 à 12:36

J'avais bien compris l'idée

Les phrases qui me gênent sont plutôt celles-là :

"Avec quatre T tous les plans dans toutes les directions sont remplis de 7 cubes sauf éventuellement 1 plan rempli de 6 cubes comme celui du milieu parallèle au plan de la feuille de la figure de mathafou ou le plan du milieu perpendiculaire au plan de la feuille de la figure de dpi" .

Je ne mets pas en doute cette affirmation mais comment la justifier ?

Imod

Posté par
carpediem
re : 4T dans un cube 3X3 29-09-23 à 17:37

"comme la figure de..." est une illustration" ou visualisation du propos ou de l'affirmation

je dirai : les 4 T sont parallèles deux à deux  (il n'y a pas d'autres issues : preuve : il suffit de tester tous les cas)

(au passage nous sommes d'accord que les deux seules solutions sont les précédentes)

2 T occupent donc chacun 5 cubes dans 2 plans d'une même direction du grand cubes

les 2 autres T parallèles leurs sont donc perpendiculaires dans une des deux autres direction du grand cube et occupent de même 5 cubes dans deux plans de cette direction perpendiculaires

vu que les T forment deux direction perpendiculaires ils ne peuvent rajouter qu'au plus 2 cubes dans n'importe quel plan de n'importe quelle direction du grand cube

bon ce n'est pas encore parfait !!

Posté par
Imod
re : 4T dans un cube 3X3 29-09-23 à 18:30

En fait je ne cherchais pas à polémiquer et il est clair que sur ce tout petit cube on a vite fait le tour des possibilités et qu'aucune démonstration n'est vraiment indispensable . J'avais trouvé quelque chose d'amusant avec un petit coloriage mais il n'y a aucune raison de rejeter les autres solutions . Je n'ose pas proposer le même problème avec un cube 4X4X4  

Merci pour la participation .

Imod  

Posté par
carpediem
re : 4T dans un cube 3X3 29-09-23 à 20:07

Imod @ 29-09-2023 à 18:30

En fait je ne cherchais pas à polémiquer
je ne l'ai absolument pas pris ainsi mais au contraire comme un stimulus pour plus de clarté (?), de rigueur (?), d'explicitation (?) !!



avec un cube 4 x 4 x 4 ce qui va surtout poser pb c'est de "voir l'intérieur"  



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