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Exercice : Logique et raisonnements

Posté par
Chamsi68
08-03-17 à 01:11

Bonjour,
J'ai besoin d'aide dans cet exercice de logique:
1)
Soit a_{1}, a_{2}, a_{3},\cdots ,a_{n} de nombres différents deux à deux de l'ensemble A=\left\lbrace 1, 2, 3, \cdots , n \right\rbrace tel que n est un nombre impair.
Démontrer par absurde qu'il existe un entier naturel k de A tel que a_{k}-k est un nombre pair.
2)
On dissocie l'ensemble \left\lbrace 1,2,3,4,5,6\right\rbrace en deux parties \left\lbrace a_{1},a_{2},a_{3}\right\rbrace et \left\lbrace b_{1},b_{2},b_{3}\right\rbrace tel que : a_{1}<a_{2}<a_{3} et b_{1}>b_{2}>b_{3}.
Démontrer que : \left|a_{1}-b_{1}\right|+\left|a_{2}-b_{2}\right|+\left|a_{3}-b_{3}\right|=9.

Posté par
Nofutur2
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 08:58

Bonjour,
Pour la 1), que peut on dire de parité de deux nombres dont la différence est paire ??

Posté par
lake
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 09:14

Bonjour Nofutur !

J' avais écrit quelque chose mais je te laisse avec Chamsi68

Posté par
Nofutur2
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 09:17

Salut Lake !!
Pas de soucis.. Ecris ta solution. Je vais partir une partie de la matinée..
A+

Posté par
Nofutur2
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 09:18

En tout cas, bien sympas ces "casse tête" du matin.. !!!!!!!!!

Posté par
lake
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 09:23

Voilà ce que j' avais fait en 1):

1) Si je comprends bien les a_1,a_2,\cdots a_n sont une permutation de l' ensemble A

Si tous les a_k-k sont impairs, \sum_{k=1}^n(a_k-k)=\sum_{k=1}^n{a_k}-\sum_{k=1}^nk=0 est une somme de n (impair) nombres impairs (positifs ou négatifs) qui ne peut être nulle.

Je dois quitter aussi...

Posté par
Nofutur2
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 09:26

Ta solution est plus élégante que la mienne !!! ...comme d'hab d'ailleurs,...... même si la mienne est basée sur les principes de la parité comme la tienne..
A+

Posté par
Nofutur2
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 09:45

Moi, je suis parti du fait que :
- La différence entre deux nombres ne peut être impaire que si les deux nombres sont de parités différentes
- Comme n est impair, l'ensemble de 1 à n, c'est-à-dire l'ensemble des k et celui des ak, comporte un nombre impair de plus que de nombres pairs.

Donc, si je veux faire apparaître que des différences impaires, je vais associer un k et un ak de parités différentes. Mais au dernier choix, comme le nombre de valeurs impaires est supérieur à celui des valeurs paires, il me restera impérativement deux nombres impairs, donc de différence paire.
Mais on sent moins le côté "démonstration par l'absurde"..qu'avec ta solution.

Posté par
lake
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 09:58

Oui, ça marche aussi; maintenant je suis carrément à la bourre...

A plus tard...

Posté par
Nofutur2
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 10:26

Pour la question 2), j'ai considéré que toutes les positions étaient obtenues :
- en partant de la solution initiale (a1,a2,a3,b3,b2,b1)= (1,2,3,4,5,6)
avec S=|a1-b1|+|a2-b2|+|a3-b3|=|1-6|+|2-5|+|3-4|=5+3+1=9
- en effectuant des inversions ai--> bj. (pas d'inversion ai--> aj ou bi--> bj, car l'ordre des ai et des bi est fixé)

Regardons l'impact sur S de ces inversions :
- si i=j, l'inversion ne touche que ai-bi qui devient bi-ai, donc |ai-bi| reste constant, et S n'est pas modifié.
- Si i<j, la configuration est donc telle que aj et bi sont à droite du lieu de l'inversion. Donc si le sens de l'inversion ai,bj --> bj,ai, alors |ai-bi| diminue de 1 et alors |aj-bj| augmente de 1. Et l'inverse si le sens est bj,ai-->ai,bj
Donc S n'est pas modifié.
- Si i>j, la configuration est donc telle que aj et bi sont à gauche du lieu de l'inversion. Par le même raisonnement on démontre que S n'est pas modifié.

Donc dans tous les cas, toutes les inversions ai, bj ne modifient pas S qui reste égal à 9.

Posté par
lake
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 17:33

Oui, c' est tout à fait juste pour 2)

Une autre solution:

On s' occupe de la répartition de 4 des 6 nombres a_i,b_i entre 4 et 6 inclus. Il y a 3 répartitions possibles compte tenu de l' ordre des a_i et b_i et du fait qu' il y  a toujours un couple (a_i,b_i) dont les deux éléments sont supérieurs ou égaux à 3 :  

  - Soit a_1,a_2,a_3 et b_1 sont compris entre 4 et 6. (Cas où a_1 et b_1 sont supérieurs ou égaux à 3)

  - Soit a_2,a_3 et b_1,b_2 sont compris entre 4 et 6.  (Cas où a_2 et b_2 sont supérieurs ou égaux à 3)

  - Soit a_3 et b_1,b_2,b_3 sont compris entre 4 et 6.  (Cas où a_3 et b_3 sont supérieurs ou égaux à 3)

Si on pose maintenant m_i=\min(a_i,b_i) et M_i=\max(a_i,b_i), on a dans les 3 cas précédents:

  1\leq m_i\leq 3 et 4\leq M_i\leq 6

Du coup |a_1-b_1|+|a_2-b_2|+|a_3-b_3|=M_1-m_1+M_2-m_2+M_3-m_3=M_1+M_2+M_3-(m_1+m_2+m_3)=6+5+4-(3+2+1)=9



Posté par
Chamsi68
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 18:13

Merci à vous Nofutur2 et lake.

Posté par
lake
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 18:26

Une erreur:

Citation :
On s' occupe de la répartition de 4 des 6 nombres a_i,b_i entre 3 et 6 inclus.


De rien pour moi Chamsi68

Posté par
carpediem
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-03-17 à 20:25

salut

un exercice intéressant ....

soit E le sous-ensemble de A des entiers k tels que ak est impair

soit F le sous-ensemble de A des entiers k impairs

alors |E| + |F| = |A| + 1

donc il existe un entier k tel que k et ak sont impairs



E = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

x = |a_1 - b_1| + |a_2 - b_2| + |a_3 - b_3|  avec  a_1 < a_2 < a_3  et  b_1 > b_2 > b_3

qq remarques :

a_1 n'est ni 5 ni 6 \iff a_1 \le 4
b_1 n'est ni 1 ni 2 \iff 3 \le b_1

de même a_3 \ge 3  et  b_3 \le 4

ouais bof ... faut voir ...

il y a trois nombres pairs et trois nombres impairs donc au moins une différence est impaire et :

une différence est impaire et les deux autres sont paires ou les trois différences sont impaires

ces différences sont parmi 1, 2, 3, 4 et 5 et ne peuvent être ni toutes les trois 5 ni toutes les trois 1

ouais faut voir ...

to be continued ...


PS: je voulais essayer de porposer une solution alternative aux deux excellentes solutions de lake  et  Nofutur2 ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Exercice : Logique et raisonnements 08-04-17 à 21:54

Bonsoir,
Un peu réchauffé pour le 1), mais je trouve dommage de faire compliqué quand on peut faire simple.
L'énoncé demande une démonstration par l'absurde.
A = {1,2,3,...,n} . L'entier n est impair ; donc n = 2p+1 avec p entier.
Dans A , il y a p+1 entiers impairs et p entiers pairs.
Idem pour les n nombres ak : p+1 d'entre eux sont impairs, et les p autres sont pairs.
Si aucun ak - k n'est pair, alors tous les ak - k sont impairs ; donc tous les ak ont une parité différente de celle de k .
En particulier si k est impair alors ak est pair.
Les p+1 nombres ak avec k impairs sont donc pairs ; ça en fait un de trop.

Ce raisonnement n'est pas très différent de ceux de Nofutur2 et carpediem, mais me semble plus élémentaire. De plus il fait apparaître clairement le raisonnement par l'absurde.

Posté par
carpediem
re : Exercice : Logique et raisonnements 09-04-17 à 10:16

je me méfie de ces injonctions  "à l'aide d'un raisonnement par l'absurde ..." et je ne vois pas l'intérêt d'introduire artificiellement de l'absurde (autre que le prof n'a pas trouvé autrement !!!)

Citation :
un exercice intéressant ....

soit E le sous-ensemble de A des entiers k tels que ak est impair

soit F le sous-ensemble de A des entiers k impairs

alors |E| + |F| = |A| + 1

donc il existe un entier k tel que k et ak sont impairs


si |A| = n = 2p + 1 alors |E| = |F| = p + 1 donc E et F ne sont pas disjoints ...

ton raisonnement n'est pas plus élémentaire ... mais plus détaillé bien qu'il dise exactement la même chose que moi ...

je reste positif et tu es négatif () (des affirmations : si ... alors ... qui introduisent artificiellement le raisonnement par l'absurde)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Exercice : Logique et raisonnements 09-04-17 à 17:12

Citation :
je ne vois pas l'intérêt d'introduire artificiellement de l'absurde (autre que le prof n'a pas trouvé autrement !!!)
Je suis d'accord. Trois fois sur quatre on peut s'en passer et c'est plus léger

C'est vrai que je me contente de préciser le cardinal p+1 de tes ensembles E et F .

Autre présentation sans absurde :
Il y a p+1 nombres ak qui sont impairs.
Il n'y a que p indices pairs.
Donc au moins un des ak impairs a un indice impair. Sa différence ak-k est paire.
Mais là ça ressemble vraiment au raisonnement de Nofutur2



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