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Arithmétique

Posté par
perroquet
16-06-19 à 01:32

Bonjour à tous.

Un petit exercice trouvé dans le numéro de juin de Pour La Science:
Trouver tous les triangles dont les longueurs des côtés sont entières et dont le périmètre est égal à l'aire.
(dans Pour La Science, on donne le résultat mais pas la démonstration)

On pourra utiliser le fait que l'aire d'un triangle dont les longueurs des côtés valent a,b,c est égale à:    
S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}      avec      p=\dfrac{a+b+c}{2}

Posté par
dpi
re : Arithmétique 16-06-19 à 09:15

Bonjour ,
et merci d'animer.

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Posté par
dpi
re : Arithmétique 16-06-19 à 09:19

En fait j'ai répondu à une autre question :
Trouver des triangles d'aire entière

Posté par
LittleFox
re : Arithmétique 16-06-19 à 10:50


Voici ma solution:

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Merci pour ce problème

Posté par
Imod
re : Arithmétique 16-06-19 à 11:25

J'ai réduit le problème à la recherche de 3 entiers strictement positifs x,y,z tels que :

2(x+y+z)=xyz . On doit pouvoir finir à la main , il faut encore que j'y réfléchisse .

Imod

Posté par
perroquet
re : Arithmétique 17-06-19 à 01:18

Bonjour  LittleFox

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Bonjour, Imod

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Posté par
jandri Correcteur
re : Arithmétique 17-06-19 à 09:35

Bonjour perroquet,

merci de nous proposer ce problème.
Cela m'a rappelé quelque chose et j'ai retrouvé dans mes papiers que je l'avais résolu il y a longtemps.
La bonne méthode consiste à introduire x=p-a, etc... (il y a une coquille dans la formule donnée par Imod).
Il faut d'abord montrer que x est entier; ensuite si on s'y prend bien cela se fait très vite à la main (méthode classique).

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 17-06-19 à 11:07

Bonjour,
Merci àperroquet d'animer, et à jandri de signaler la coquille.

J'ai l'impression que, dans le message de LittleFox , il y a confusion entre p=\dfrac{a+b+c}{2}
et le périmètre du triangle qui est a+b+c .

Posté par
LittleFox
re : Arithmétique 17-06-19 à 13:22

@Sylvieg bien vu. Effectivement pour mes 5 solutions j'ai écrit p alors que je voulais indiquer le périmètre.

perroquet
Effectivement, après avoir montré que le problème était borné avec une borne raisonnable j'ai sorti mon python pour la recherche exhaustive

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 17-06-19 à 14:26

Oui, en fait, c'est la lettre p qui est maladroite dans la formule de l'aire. Mais difficile de retrouver le fautif
La lettre T (total) pour a+b+c peut être utilisée.

Posté par
dpi
re : Arithmétique 17-06-19 à 15:54

J'avais bien vu que chez Littlefox  p=P

Petite remarque  4(x+y+z) = 2P =4p=xyz
par définition  x,y,z sont entiers

Posté par
LittleFox
re : Arithmétique 17-06-19 à 16:03


dpi @ 17-06-2019 à 15:54

[...]
par définition  x,y,z sont entiers

Comment ça par définition? Par exemple : x = p-a = (b+c-a)/2. Ça pourrait être des demi.

Posté par
LittleFox
re : Arithmétique 17-06-19 à 16:17


D'ailleurs s'il y a toujours l'un des x, y ou z qui est entier ce n'est pas toujours le cas de tous en même temps.

Par exemple la solution (x, y, z) = (4,7/2,3) donne une aire et un périmètre de 21 mais a y non entier.

Posté par
dpi
re : Arithmétique 17-06-19 à 17:01

Oui,j'avais noté que dans notre cas ,P  était toujours multiple de 2 et donc p entier....

Posté par
Imod
re : Arithmétique 17-06-19 à 18:00

Bonjour à tous .

J'avais en effet oublié un facteur 2 , mais les x,y,z sont bien entiers et pas demi-entiers .

Il doit y avoir un angle d'attaque qui rend les choses simples mais pour le moment je passe complètement à travers

Je ne renonce pas

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 17-06-19 à 19:08

On peut démontrer que p est entier ; donc x, y, z aussi.

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Posté par
LittleFox
re : Arithmétique 17-06-19 à 19:09


Je ne vois toujours pas pourquoi ils seraient entiers.
Par contre si on les remplace par X=2x, Y=2y, Z=2z. Alors X,Y et Z sont effectivement entiers. Mais on a l'équation 16(X+Y+Z) = XYZ.

Posté par
LittleFox
re : Arithmétique 17-06-19 à 19:18

@Sylvieg Ok, j'accepte cette démo

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 17-06-19 à 19:30

Alors, je continue sur ma lancée
A partir de 4(x+y+z) = xyz et x,y,z entiers non nuls :

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Posté par
dpi
re : Arithmétique 18-06-19 à 07:38

En partant de là on pose x=1 puis x=2 et avec un tableur on trouve les 2 triangles
rectangles et les 3 triangles scalènes.
A noter que dans mon tableur,j'ai trouvé  un triangle avec trois cotés de longueur
successives 13,14,15  dont l'aire entière 84 est le double du périmètre

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 18-06-19 à 08:42

Pourquoi pas x=3 ?
Sans tableur, on y arrive assez facilement.

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Posté par
Imod
re : Arithmétique 20-06-19 à 18:02

En fait les calculs ne sont pas si compliqués , il faut simplement un peu de patience .

On pose 2x=b+c-a , 2y=a+c-b et 2z=a+b-c alors  x,y et z sont entiers et xyz=4(x+y+z) . On peut supposer par exemple que 1\leq x\leq y \leq z . Alors \frac{x+y}2\leq z et z=\frac{4(x+y)}{xy-4} donc xy\leq 12 . On doit donc avoir 5\leq xy \leq 12 et xy-4\  |\  4(x+y) ce qui laisse peu de choix :

Arithmétique
Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 21-06-19 à 09:41

Bonjour,
Il y a une coquille dans le tableau : C'est 4(x+y) au lieu de 4(x+y+z).

Posté par
Imod
re : Arithmétique 21-06-19 à 11:27

En effet

Arithmétique
Imod



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