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Course-Poursuite

Posté par
Vassillia
04-10-21 à 01:11

Bonsoir à tous,

C'est un grand classique mais je n'ai pas d'idée originale pour le moment et puis ce sera peut-être une découverte pour certains.

Je nage tranquillement au centre d'un étang circulaire de rayon 100m quand j'aperçois un individu peu fréquentable sur la berge.
Il ne peut pas entrer dans l'eau mais sa vitesse de marche est k fois plus rapide que ma vitesse de nage et il fera tout son possible pour m'attraper à ma sortie de l'eau.
Mon objectif est donc de toucher terre (peu importe où) avant que lui arrive à l'endroit de la berge où je vais sortir.

Est-ce que vous avez une stratégie à me proposer pour k=3 ? pour k=4 ? et pour k=4,5 ? Si possible, n'exagérez pas trop sur la distance car si j'ai des crampes, en chemin, je vais me noyer
On pourra se demander quelle est la valeur de limite pour k.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 08:29

Bonjour,

pour k < la question ne se pose pas vraiment

Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 09:02

Bonjour,
On sent un cas vécu...vilain monsieur..

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Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 14:48

Suite

Il va falloir ruser...

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Posté par
Vassillia
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 15:40

Bonjour,
On est tous d'accord pour k=3. Ce n'est pas forcément très difficile à trouver mais il faut bien commencer quelque part.
Pour k=4, ça se complique, moi je ne demande qu'à te croire dpi mais il va me falloir des calculs pour me rassurer car c'est un peu vague "une courbe".
Tu peux considérer que je connais la vitesse constante de ce vilain monsieur et je te rassure ce n'est pas du vécu. J'aime bien mettre un contexte aux problèmes mathématiques pour se donner une motivation à les résoudre. Je te remercie d'essayer de me sortir de cette situation sans que je me noie

Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 15:42

Donc

il nous faut ton temps de réaction  en secondes  en supposant
que l'individu aura le même.

Posté par
Vassillia
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 15:58

Tu peux considérer qu'on va réagir instantanément et changer de direction instantanément aussi, on est hyper concentré lui et moi sur notre course-poursuite.

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 18:03

Bonjour,

Un grand classique que je n'ai jamais vu ou dont je ne me souviens pas ..

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Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 18:15

Bon
Ce problème est vraiment intéressant
On va essayer avec cette donnée  et en sachant que tu connais sa vitesse.

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Attendons les ténors...

Posté par
Vassillia
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 19:01

Disons que mes valeurs pour k ne sont pas tout à fait choisies au hasard, elles correspondent plus ou moins à une évolution de la stratégie en me gardant une petite marge de sécurité.

Me voilà rassurée pour  k=4, je n'ai pas tout compris à la stratégie de dpi avec le temps à attendre mais en tout cas celle de GBZM est viable pour me sauver la mise.
Et pour k=4,5 alors ? Vous m'abandonnez à mon triste sort, on peut faire quelque chose pourtant.

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 04-10-21 à 22:30

Si au lieu d'aller tout droit, Vassilia suit une spirale logarithmique bien choisie, on peut aller jusqu'à peu près k = 4.425 au lieu k=4.14159. La spirale logarithmique n'est peut-être pas le meilleur choix mais j'aime bien les spirales logarithmiques.

Posté par
Vassillia
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 00:43

Ah tu te rapproches, je suis trop flemmarde pour faire le calcul donc je vais te croire sur parole. C'est surement très joli et j'admets volontiers que c'est un critère de sélection pour toi mais perso je crois que je préfère quand même atteindre la rive en toute sécurité

Quel est mon but dans un premier temps ? M'éloigner de ce vilain monsieur en gardant le centre du cercle entre lui et moi.
Ensuite comment je peux faire la meilleure trajectoire vers la berge qui augmente la distance nettement plus pour lui que pour moi ?
Tu y es presque ! Bonne nuit

Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 06:22

Bonjour,

J'ai du mal à suivre.

Si tu fais une nages en gardant le centre entre toi et lui ,tu fais une spirale ,mais si il fait demi-tour  ?
De toute façon plus durera ton parcours plus il couvrira un grand angle. ( 6.98°  pour 1m de nage )
J'aimerai bien voir une simulation pour k=4
Je connais des participants qui excellent pour en faire une

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 12:11

Vassilia va toujours tout droit ! Et elle s'en sort de justesse pour k=4.5.
Cliquer sur la maison :

Posté par
Vassillia
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 14:50

Bravo GBZM !
C'est la solution que je connaissais et que je n'avais pas réussi à trouver toute seule
Allez encore un dernier petit calcul de valeur limite pour k et éventuellement à convaincre dpi s'il n'est pas d'accord.

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 16:09

k limite = 4.603338849..., ça te va ?

Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 17:06

Merci au shadok savant...
Je me sui compliqué la vie :
1/en partant du centre
2/en imaginant que H pouvait à n'importe quel moment changer de sens.

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 17:14

1) On part bien du centre. Ce qui se passe, c'est que V. peut arriver à distance rayon/k du centre en gardant le centre exactement entre elle et H. Il suffit donc de considérer ce qui se passe à partir de ce moment là.
2) H. peut changer de sens à n'importe quel moment, mais ce faisant il se met en plus mauvaise position pour attraper V (la demi-droite en pointillés partant de H et passant par le centre dans mon animation explique cela). Il suffit donc de considérer le cas où il ne change pas de sens.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 18:00

pourtant

Citation :
Je nage tranquillement au centre...
l'énoncé impose donc que l'on parte du centre !

et puis s'est trop facile si on se dirige directement vers la position initiale du sale type pendant que lui fait un tour complet, voire même plusieurs tours !
tant qu'à faire ...
(c'est à dire en général vers la position finale que le sale type atteindra, plus epsilon)

Course-Poursuite

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 18:05

Euh, mathafou, je crois que tu devrais lire plus attentivement le fil ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 18:10

Ah oui, je n'ai rien dit.

il n'était pas clair que t = 0 est déja après "un certain temps" mis pour rejoindre les "nouvelles" positions de départ de chacun dans l'animation.

edit : PS mon message de 18h croisé avec celui de 17h14 ne répondait PAS à ce message là mais à celui de dpi précédent.

Posté par
Vassillia
re : Course-Poursuite 05-10-21 à 19:46

La valeur limite de GBZM me va parfaitement, je ne veux pas décourager les autres mais je doute qu'on trouve mieux.

Typiquement le cas de mathafou n'est pas viable car il faut considérer que je m'en sors quelque soit le sens choisit par l'autre. C'est peut-être un sale type mais il n'est pas complétement idiot et il peut faire demi-tour.

Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 06:52

Bonjour,
Merci pour vos animations * .
Je n'ai   pas saisi la notion de centre....
On ne m'empêchera pas de penser que H  voyant la direction de  V
fera demi-tour ce que voyant V réagira .
Ne pas oublier puisqu'on a les données que lorsque V nage 10 m
V parcours 23°  

*dans lesquelles H est un drôle de prédateur pour partir dans le mauvais sens...et de persister.

Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 09:18

Je donne une petite idée de mon scénario  pour k=4
Je garde la disposition 0/360= Nord.

On décompose en tranches de 10 m de nage
1/(vert ) V nage 10 m cap 180  H part vers 90   fait 23° (22.9183 )
2/ (grenat) le voyant vers l'ouest V nage cap 225 ;V fait demi-tour et revient à son point initial.
3/ (bleu) ce qui fait réagir V qui nage cap 180 ;  V continue.
4/(orange) V prend peur et nage cap  140 ; V continue.
5/(marron) en ligne droite il faudra à V nager environ 85 m pendant lesquels
H bouclera  8.5 fois 23 ° soit 195 ° et donc croquera V .

Course-Poursuite

Posté par
ty59847
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 10:02

Dans l'animation visuelle Geogebra proposée par GBZM, le prédateur adopte bien la meilleure stratégie. Il choisit systématiquement la direction la plus adaptée.
Si tu regardes le trait en pointillé, tu vas voir que la proie est dans un des 2 demi-cercles, et que le chasseur va bien vers ce demi-cercle.

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 10:15

dpi, dans ton scénario, V. se comporte de façon stupide. C'est lui faire injure.
Tu n'as pas compris ce qui se passe dans la première étape.  Soit r le rayon de l'étang. Quelle que soit le sens dans lequel H se déplace à la vitesse v (en norme) tangente au cercle bord de l'étang, V (à la distance d du centre, pour d compris entre 0 et r/k) se déplace selon la vitesse instantanée de norme v/k qui a une composante tangentielle v*d/r de façon à voir toujours le centre de l'étang aligné avec H, et une composante radiale qui l'éloigne du centre. C'est possible puisque d/r<k. Le dessin suivant est fait pour k=4.

Course-Poursuite

Arrivée à distance r/k du centre, V. adopte une nouvelle stratégie. On pourra discuter de cette nouvelle stratégie quand tu auras compris ce qui se passe durant la première étape, dpi. D'accord ?

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 10:16

Coquille : lire d/r < 1/k.

Posté par
GBZM
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 14:46

J'ai édité l'animation pour que V. parte bien du centre et qu'on voie ce qui se passe dans la première étape, avant que V aille tout droit lorsqu'elle maintient alignés le centre et H.
Voir la nouvelle animation :

Posté par
Vassillia
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 14:59

C'est joli, mais du coup, je joue avec au lieu de travailler alors que je connais le principe

Posté par
dpi
re : Course-Poursuite 06-10-21 à 16:31

Je vous admire de traiter aussi bien les animations.

J'abandonne mon scénario car V  (parcours marron ) pourrait très bien nager plus vers l'est par exemple.



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