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carré et bâtons

Posté par
dpi
27-01-26 à 10:20

Bonjour à tous

Je pense que Imod ne m'en voudra pas d' étendre son exercice

On dispose n bâtons de longueur 1à n
on les dispose pour former des polygones réguliers de  façon à ce que
les longueurs des cotés soit égales et que chaque coté doit compter un
nombre différent de bâtons.
A/le carré
B/le pentagone
C/l'hexagone
Nous avons trouvé 2 solutions pour le triangle.
Amusez-vous bien (en ce temps de pluie )

Posté par
Imod
re : carré et bâtons 27-01-26 à 10:36

Bonjour Dpi

Comme tu me cites dans ton message , je me permets de te demander de préciser la question . Dans mon problème la question était de trouver la valeur minimale de n pour que la construction soit possible . Si on ne limite pas n , il y a une infinité de solutions .

Je te signale aussi que pour la valeur minimale du triangle , il y a 6 solutions .

On peut trouver intéressant de chercher toutes les solutions pour la valeur minimale mais commencer par trouver ce minimum me semble un bon début ( le reste risque d'être un travail de machine ) .

Imod  

Posté par
dpi
re : carré et bâtons 27-01-26 à 10:42

Bonjour Imod

Je reste dans le même esprit n doit être minimal pourvu qu'on respecte les conditions .

Posté par
Imod
re : carré et bâtons 27-01-26 à 11:07

Dans le cas du carré , vu la longueur totale des bâtons il faut que leur nombre soit congru à 0 ou 7 modulo 8 . Comme chaque côté doit comporter un nombre différent de bâtons , il en faut au moins 10 .  Le premier cas à considérer est n=16 .

Imod

Posté par
Imod
re : carré et bâtons 27-01-26 à 11:31

Une particularité qui m'avait échappé , avec 16 bâtons le côté du carré doit faire 14 : il y a un gros problème et je pense qu'il se reproduira souvent ainsi que pour les autres polygones .

Imod

Posté par
dpi
re : carré et bâtons 27-01-26 à 11:47

Suite,

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Posté par
verdurin
re : carré et bâtons 27-01-26 à 14:25

Bonjour,
sauf erreur de ma part

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Posté par
dpi
re : carré et bâtons 27-01-26 à 16:54

>verdurin
Tu es sur la bonne piste mais...

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Posté par
dpi
re : carré et bâtons 27-01-26 à 17:59

Nous en sommes à
2 solutions pour le carré
1 solution pou le pentagone
1solution pour l'hexagone
1 solution pour l'heptagone

Posté par
jandri Correcteur
re : carré et bâtons 27-01-26 à 19:52

Bonjour,
pour le carré verdurin a trouvé la plus petite valeur de n.

En effet, comme l'a dit imod, n doit être congru à 0 ou 7 modulo 8 et comme il y a au moins 1+2+3+4=10 bâtons la plus petite valeur est au moins n=15.

Mais à partir de n=15 il ne peut pas y avoir un côté avec 2 bâtons puisque n+(n-1)<\dfrac{n(n+1)}8.
Il faut donc au moins 3+4+5+6=18 bâtons et la plus petite valeur est au moins n=23.

Posté par
verdurin
re : carré et bâtons 27-01-26 à 19:59

Bonsoir dpi.
Le quatrième coté est évident : c'est la somme des nombres restants.
Je conjecture qu'il y a une solution pour tous les k-gones et que presque tous les nombres n vérifiant  n(n+1)\equiv 0\pmod{2k} conviennent.

Posté par
jandri Correcteur
re : carré et bâtons 27-01-26 à 20:16

Un raisonnement analogue à celui que j'ai fait pour le carré donne la plus petite valeur de n pour un pentagone, valeur qui donne bien au moins une solution :

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Posté par
dpi
re : carré et bâtons 28-01-26 à 08:51

>verdurin
Je parlais du détail soit  pour le 4 ème coté composé de 8 bâtons :
4+6+7+8+9+10+12+13 =69
une fois connu la solution optimale 23;69 on sait qu'il y aura plusieurs détails.
>jandri
Je pense que tu propose donc 30;93

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Posté par
jandri Correcteur
re : carré et bâtons 28-01-26 à 09:20

Bonjour dpi,
tu as parfaitement raison, j'ai éliminé ce cas par erreur : j'ai écrit trop vite quels sont les n qui vérifient la condition n(n+1) multiple de 10 et je n'ai pas vu qu'il y a alors 4 cas pour la congruence modulo 10.

Posté par
dpi
re : carré et bâtons 28-01-26 à 11:41

Merci,
J'en suis à l'heptagone ,mais il faut se dire qu'au delà les nombres
progressent très vite...
J'attends des candidats détaillés pour ceux  de l'énoncé.

Posté par
dpi
re : carré et bâtons 28-01-26 à 14:14

Comme l'a signalé verdurin,on doit pouvoir continuer pour tous  les k-gones.
Pour ma part je m'en tiens à l'octogone  79;395 que je je vous joins:
carré et bâtons

Posté par
Imod
re : carré et bâtons 28-01-26 à 16:25

Je ne suis pas vraiment intéressé par la recherche du nombre de solutions réalisant le minimum mais celle du minimum est plutôt intéressante . La contrainte principale est n(n+1)\equiv 0\text{ [mod 2c]} car la taille de chaque côté vaut n(n+1)/2c . La contrainte sur le nombre différent de bâtons sur chaque côté n'intervient que pour les petites valeurs de n car en divisant suffisamment chaque bâton et en rassemblant les morceaux autrement la contrainte s'évanouit très vite . La conjecture de Verdurin est clairement un théorème . Pour la recherche du minimum le cadre est bien plus serré car les petits bâtons ne peuvent être utilisés qu'une seule fois pour compléter les côtés . Il n'est pas idiot de chercher le nombre minimum de bâtons pour l'hexagone , l'heptagone , … et de jeter un coup d'œil dans L'OEIS , il serait surprenant que la suite de valeurs obtenues ne soit pas déjà  référencée .
Imod    

Posté par
dpi
re : carré et bâtons 28-01-26 à 17:12

Effectivement ,dès qu'on a trouvé le n minimum,il est moins intéressant de chercher toutes les possibilités quoique j'ai trouvé
une méthode pour former  le plus simplement possible la plus "belle"
voici mon récapitulatif .
carré et bâtons



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