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Enigmo 123 : Le chemin le plus court

Posté par
jamo Moderateur
18-07-09 à 17:54

Bonjour,

le schéma ci-dessous, qui n'est pas à l'échelle, donne la position de deux points A et B par rapport à un "chemin" qui est représenté par le segment vertical en noir.

L'objectif est de se rendre du point A au point B selon le trajet le plus court possible, mais en imposant le fait qu'on doit obligatoirement parcourir 500 mètres sur le chemin vertical, comme c'est indiqué sur la figure.

Question : quelle est la longueur du trajet le plus court ? (précision au mètre)

Bonne recherche !

Enigmo 123 : Le chemin le plus court

Posté par
13or
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 18:05

gagné9045 m

Merci jamo pour l'énigmo!

Posté par
Nofutur2
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 18:07

gagnéje trouve 8544,58m + 500m 9045 m (arrondi au mètre le plus proche)

Posté par
link224
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 18:08

gagnéSalut jamo.

Il suffit de minimiser le nombre \sqrt{2000²+x²}+500+\sqrt{5000²+(4900-x)²} pour x compris entre 0 et 4900, et où x désigne la distance entre le projeté orthogonal de A sur le chemin vertical et l'extrémité nord de la partie de 500m que l'on doit parcourir sur ce segment.
On met tous ça sur tableur, et on trouve que la distance minimale entre les points A et B est de 9044,588931 mètres, soit 9045 mètres en arrondissant au mètre. Cette valeur est obtenue pour x=1400 mètres.

@+ et merci pour l'énigme.

Posté par
link224
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 18:10

gagné(Les points d'interrogation de ma réponse précédente désignent des ² bien évidemment, mais ça ne change rien au résultat...)

Posté par
yoyodada
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 18:17

perduBonjour Jamo

je trouve un chemin de 9996 mètres, en arrondissant à l'entier.
Merci pour l'énigme !

Posté par
castoriginal
Enigmo 123: le chemin le plus court 18-07-09 à 18:45

gagnéBonjour,

le chemin le plus court demandé est de 9044 m

A bientôt

Posté par
Tyvan
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 18:47

gagnéBonjour à tous

alors, comme réponse, moi je trouve :

Pour le développement, pour l'instant, je m'embête chez moi, alors, je vais tout mettre (en plus je viens de découvrir la possibilité du TeX) :

la longeur du trajet peut s'écrire :
l(x)=\sqrt{2000^2+x^2}+\sqrt{(4900-x)^2+5000^2}+500

C'est une fonction décroissante en - et croissante en .

Si on la dérive, on obtien :
\frac{dl(x)}{dx}=\frac{x}{\sqrt{x^2+2000^2}}-\frac{4900-x}{\sqrt{(4900-x)^2+5000^2}}

Cette dérivée à une racine pour x=1400.

Donc, notre fonction l(x) est minimum pour x=1400.

l(1400)=9044,59 ... m

Posté par
Tyvan
et voilà, je me suis planté 18-07-09 à 18:55

gagnéBon, j'ai cliqué sur poster au lieu de aperçu.

Donc, veuillez le non aboutissement de ce post, heureusement, la réponse y est quand même à la fin.

Merci pour l'énigme.

Tyvan

Posté par
castoriginal
Enigmo 123: le chemin le plus court 18-07-09 à 18:56

gagnéj'ai oublié d'ajouter que la position du tronçon de 500m est telle que l'angle en A ( entre l'extrémité du tronçon de 500m et l'horizontale) est égal à l'angle en B ( entre l'autre extrémité du tronçon de 500M et l'horizontale). La tangente de l'angle vaut 0,7. On retrouve bien la loi de Descartes avec l'égalité des angles entre la normale au miroir et les rayons incident et réfléchi.
Bien à vous

Posté par
integral
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 19:13

perduBonjour, le trajet le plus court a une longueur de 9759 m environ.
Merci pour cette énigme

Posté par
FlolamB
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 19:59

gagnéLe chemin le plus court est de

 \fbox{ \blue 9044,5 metres }

Merci pour l'énigme

Posté par
rezoons
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 20:13

perduBonjour ,
le trajet le plus court est d'environ 7501 metres.

Posté par
dpi
toujours pythagore 18-07-09 à 20:21

perduPour aller de A à B avec le détour imposé on ne pourra pas faire plus court que:8821 M 65

Posté par
Daniel62
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 20:38

gagnéBonjour Jamo,

ma réponse = 9045 mètres

je précise que j'ai arrondi au mètre

   AC + 500 + DB = 9044,588931 m

Posté par
manpower
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 21:33

gagnéBonsoir,

à l'aide de Pythagore, je trouve un distance minimale pour une valeur de 1400 (via la dérivée, compliqué ?), puis un minimum de 700\sqrt{149}+500 soit un minimum de 9045m environ.

Merci enfin pour cette dernière Enigmo, ce soir, à mon retour de vacances.

Posté par
eour
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 18-07-09 à 22:15

perduapproximativement 7500m

Posté par
pacou
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 01:07

gagnéBonsoir, Jamo

La longueur du trajet le plus court est 9045 m au mètre près.
Merci pour l'énigmo.

Posté par
bamboum
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 01:13

perdu8.7946 km
Par minimisation du chemin et solution numerique....

Posté par
Rudi
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 03:13

gagnéBonjour

====== Réponse proposée ======

d = 9044 mètres

======= Méthode suivie =======

Une étude de fonction pouvait être entreprise; je propose plutôt une autre méthode, plus géométrique :

Enigmo 123 : Le chemin le plus court

======= Proposition d'énoncé complémentaire =======

Plutôt que de rechercher la distance minimale, on peut rechercher le temps de trajet minimal en envisageant des vitesses différentes sur les 3 trajets :
A-chemin: vitesse inférieure à la vitesse de référence
chemin : vitesse de référence
chemin-B : vitesse supérieure à la vitesse de référence
Par exemple, on peut imaginer une vitesse de nage à contre-courant (A-chemin) et à une vitesse de nage dans le sens du courant (chemin-B)
Pour ne faire manipuler qu'une variable x, j'ai choisi des vitesses liées par des pourcentages

Enigmo 123 : Le chemin le plus court

Je n'ai pas encore cherché cette extension d'énigme, j'espère qu'elle ne mène pas à des impasses (impossibiités, instabilités...)

Rudy

Posté par
veleda
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 08:21

perdubonjour jamo,

après des calculs simples

je trouve 8544,58 mètres soit 8545mètres  à 1m prés par excés

j'espère ne pas avoir fait d'erreurs
      merci pour cet enigmo et bon dimanche

Posté par
kiko21
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 09:08

gagnéBonjour,

La longueur du trajet le plus court est de 5$ \fbox{9045 m} arrondie au mètre.

Si le calcul de la longueur ne tombe pas juste, en revanche, la position du trajet de 500 m sur le chemin est très précis : à 1400 m de l'extrémité du chemin côté A et à 3500 m de l'extrémité du chemin côté B.

Merci et A+, KiKo21.

Posté par
bof
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 11:46

gagnéBonjour jamo,
en cherchant le minimum d'une fonction qui me donne la longueur du chemin parcouru en fonction de la position de la portion de 500m sur le chemin en noir, je trouve que la longueur du plus court chemin est de 9045m en arrondissant au mètre.

Posté par
Kacs
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 12:26

gagnéLa longueur exacte du chemin le plus court est de 700 \sqrt{149} + 500 \textrm{ m}, soit environ 9045 mètres.

Posté par
evariste
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 12:57

gagné9 045 m

Posté par
Laje
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 13:16

perdu9046,83 m
Je ne savais pas trop
comment faire ...
j'ai essayé la formule
des résistances en parallèle = 1428,5714
puis avec Thalès je trouve x = 3857,14
donc avec (3857,14 - 250)² ... etc ...
je trouve une hypo de 6165,3434 m
puis idem ... une hypo de 2381,4884 m
le tout fait (avec les 500m) = 9046,83 m

Posté par
godefroy_lehardi Posteur d'énigmes
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 13:46

perduBonjour,

Je pense que le chemin le plus court fait 9161 m (arrondi au mètre).

Posté par
dhalte
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 14:01

gagnéBonjour
la distance optimale arrondie au mètre le plus proche est 9045 mètres

La valeur exacte est obtenue par le calcule de 1000(0.5+\sqr{(2+5)^2+(5.4-0.5)^2})

Proposition d'énigme suivante : optimiser le temps de parcours avec des vitesses oblique et verticale différentes...

Posté par
oyayao
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 14:23

gagnéle parcours fera au minimum 9045 mètres au mètre près par excès.

Posté par
geo3
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 15:00

gagnéBonjour
Je dirais 9044,59  => par excès 9045
A+

Posté par
frapedur57
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 18:47

perduaprès de nombreux calculs, je trouve
9231 m.

Posté par
plumemeteore
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 19:31

gagnéBonjour.
9045 m, arrondi au mètre le plus proche (ici au mètre supérieur)
Si on relève la ligne rouge du bas de 500 m, elle aboutit à un point B'.
Le symétrique de B' par rapport à la ligne épaisse de gauche est B''.
Le parcours est égal à 500 mètres plus le parcours qui passe par le point d'arrivée sur le côté gauche et joint les sommets opposés du rectangle aux côtés horizontaux et verticaux et dont la diagonale est AB''.
Ce rectangle mesure 7000 m horizontalement, 4900 m verticalement et 8544,59 m en diagonale.

Posté par
hypatie
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 23:03

gagnéBonsoir,

Je propose 9045 m (en fait 9044,59 arrondi à l'unité supérieure).

Posté par
daxtero
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 23:46

gagné9045 mètres

Posté par
bc92
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 19-07-09 à 23:47

gagnéBonjour,

9045 m.

Soit les 500 m requis plus l'hypothénuse d'un triangle rectangle de petits côtés 4900 et 7000 m.

Posté par
Yofure
Tentative de résolution 19-07-09 à 23:56

perduBien le bonsoir.
Pour commencer, je me suis permi de rajouter des lettres pour mes calculs (cf. l'image jointe).

Je m'essaie maintenantà la résolution :

On a :
AC² = AE² + EC²  <=>  AC² = 2000² + EC²  <=>  AC² = 4 000 000 + EC²
et BD² = BF² + DF²  <=>  BD² = 5000² + DF² <=> BD² = 25 000 000 + DF²

Or EC + CD + CF = 5400  <=>  EC + 500 + DF = 5400  <=>  EC + DF = 4900

Donc :
AC² + BD² = 4 000 000 + EC² + DF² + 25 000 000
AC + BD = 4 000 000 + 4900 + 25 000 000
AC + BD = 2000 + 4900 + 5000
AC + BD = 11 900

Sans oublier le bout de chemin parcouru sur le chemin :
CD = 500
Donc : AC + BD + CD = 11 900 + 500 = 12 400.
La longueur totale du chemin le plus court est de 12 400 mètres

Tentative de résolution

Posté par
lo5707
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 20-07-09 à 01:58

gagnéBonjour,

L'énigme revient à faire une symétrie orthogonale de B par l'axe du chemin (B") et de le monter de 500 m (B'), ensuite d'aller en ligne droite de A à B' et de B' à B".
Ensuite il suffira de faire une symétrie orthogonale de CB' par l'axe du chemin et de le descendre de 500 m, et le segment B'B" fera une translation jusqu'en C.

Enigmo 123 : Le chemin le plus court

On a alors :
AB' = \sqrt{7000^2+4900^2^} = 8544,58

La longueur totale du trajet vaut donc : 8544,58 + 500 = 9044,58
En arrondissant : 9045 m


Merci pour l'énigme.

Posté par
gloubi
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 20-07-09 à 14:05

gagnéBonjour,

Le trajet le plus court a pour longueur 9 045 mètres environ.
A+  

Posté par
CIREDERF
Réponse énigmo123 20-07-09 à 15:22

gagnétrajet le plus court: 9044 métres

Posté par
Rudi
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 21-07-09 à 12:39

gagnéBonjour

Intéressant cet Enigmo : je vous propose une extension

Enigmo 123 : Le chemin le plus courtEnigmo 123 : Le chemin le plus court

Rudy

Posté par
tonton
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 22-07-09 à 16:03

gagnéBonjour,

Je dirais 9045m arrondi au mètre près.

Merci.

TonTon

Posté par
jonjon71
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 23-07-09 à 14:59

gagnéBonjour !

Voici ma réponse :

  La longueur du trajet le plus court est 9045 m (arrondie au mètre).

Démonstration :

Soit x la longueur indiquée sur le dessin. On appelle f(x) la longueur du parcours.
On a f(x) = \sqrt{2000^{2}+x^{2}} + 500 + \sqrt{5000^{2}+(4900-x)^{2}}
En étudiant cette fonction (grâce à Maple) on trouve que la fonction admet un minimum en x0 = 1400 et f(x0) = \sqrt{5960000}+500+\sqrt{37250000} soit environ 9045.

Merci !

Enigmo 123 : Le chemin le plus court

Posté par
pierro62
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 23-07-09 à 19:24

perdubonjour à tous,
9341m arrondi au mètre supérieur !

Posté par
toddsalim
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 25-07-09 à 00:32

gagnéLa longueur du trajet le plus court est la valeur minimale de a fonction F définie par :
F(x)=x+sqrt((4900-sqrt(x^2-2000^2))^2+5000^2)+500 pour  x>= 2000
avec un logiciel de calcul on trouve que la Fonction F admet un minimum local en x=2441.31112315
d'où la valeur demandée est 9044.58893101 m

Posté par
jimss
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 26-07-09 à 13:34

gagnéBonjour,
Je propose 9045 mètres arrondi au mètre.

Posté par
JeremyBentham
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 26-07-09 à 15:58

perduBonjour,

Le Trajet le plus court mesure environ 10 519 m.

Merci pour l'énigme

Posté par
carpediem
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 26-07-09 à 19:58

perdusalut

500+[(5000+2000)²+(5400-500)²]

je me passe de l'arrondi au mètre...

Posté par
carpediem
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 26-07-09 à 20:14

perduE est le symétrique de B par rapport à la verticale
F est le translaté de E de 500 m
AF est le plus court chemin sans les 500 m
donc on applique le théorème de Pythagore...

Enigmo 123 : Le chemin le plus court

Posté par
lyonnais
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 27-07-09 à 12:21

gagnéBonjour Jamo

Réponse : \Large{\rm \fbox{L = 9045 m}

Preuve :

On utilise un repère centré en 0 (voir figure). Dans ce repère :

A(2000,5400) , B(5000,0) , M2(0,y) , M1(0,y+500)

On cherche donc y qui minimise la longueur totale du trajet. Pour cela, on introduit la fonction a minimiser :

f(x) = AM1 + M1M2 + M2B

En résolvant f(x) = 0, on trouve x = 3500 m d'où

min f = f(3500) = 500 + 700.V(149) = 9044,59

Arrondi au mètre près, on obtient donc la réponse énoncée précédement.

Enigmo 123 : Le chemin le plus court

Merci pour l'énigme

Posté par
shboul
re : Enigmo 123 : Le chemin le plus court 28-07-09 à 10:32

gagnébien bien, alors voyons voir si je ne me trompe pas...
de toute façon, il nous faudra faire la contrainte de 500m en verticale donc, autant baissé le point A de 500 mètres tout de suite. donc, à présent, A ne se trouve plus qu'à 4900m de B. On va supposer que le plus court chemin entre 2 points est le segment qui les relie directement. J'ai donc pris le point B', image de B par la droite noire. et maintenant, je peux relier directement A et B'.
Donc, merci Pythagore :
\sqrt{(5000+2000)^2+4900^2}

On oublie pas de rajouter la contrainte de 500m qu'on avait prise en compte au départ :
\sqrt{(5000+2000)^2+4900^2}+500 = 9044.6m

j'espère ne pas m'être trompé...
Merci encore

1 2 +


Challenge (énigme mathématique) terminé .
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