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Niveau énigmes
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Joyeux anniversaire

Posté par
derny
28-04-23 à 23:19

Bonsoir
Ce problème a été posé en 1994 dans la revue "Jouer Jeux Mathématiques".  En fait je ne me souviens pas si j'ai déjà posé ce problème. En tous les cas, si je le pose à présent c'est que la "meilleure" solution de l'époque n'était pas la bonne.
énoncé : Comment doit-on disposer 14 bougies sur un gâteau rond pour que la distance entre elles soit la plus grande possible ?
On peut les disposer sur le bord en admettant que les bougies sont sans épaisseur.
N'allez pas tout de suite sur Internet ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 00:21

Bonsoir,

j'avoue, j'ai triché,

 Cliquez pour afficher

Posté par
dpi
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 09:13

Bonjour,

 Cliquez pour afficher

Posté par
dpi
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 09:30

Soit

 Cliquez pour afficher

Posté par
Imod
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 09:48

Bonjour

Pas facile à deviner sans les sites de référence pour ce type de problèmes

 Cliquez pour afficher

Imod

Posté par
derny
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 10:52

Bonjour à tous
J'avais demandé de ne pas aller tout de suite sur Internet. Comme "dab" seul dpi joue le jeu. dpi on peut faire mieux. Il est vrai que les calculs sont rébarbatifs presque indigestes. Ci-dessous les croquis de la mauvaise solution de l'époque qui donne 0.600104 environ solution de l'équation 2x^6+3x^5-10x^4-12x^3+16x^2+13x-10=0.

Joyeux anniversaire

Joyeux anniversaire

Posté par
mathafou Moderateur
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 10:54

Bonjour,

@dpi

en fait ce n'est pas optimum (et les calculs sont faux)
dans le même esprit on obtient au mieux :

 Cliquez pour afficher

on peut faire mieux c'est à dire avoir une plus petite distance plus grande.


@Imod on a les mêmes sources ...
reste à mettre des bougies et pas des cercles ...

Posté par
derny
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 10:55

dpi, on ne peut pas faire mieux que ta solution mais elle ne marche pas avec phi-1.

Posté par
derny
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 10:56

Je n'avais pas vu la réponse de mathafou ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 11:15

derny : tu ne pourrais pas faire des images moins grandes ?
une seule ne tient déja pas dans l'écran , alors deux ...
telles quelles il faut les extraire (dans des fenêtres à part) et les réduire pour voir

Posté par
Imod
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 11:20

Pour répondre à Derny

Citation :
J'avais demandé de ne pas aller tout de suite sur Internet. Comme "dab" seul dpi joue le jeu.

Quand une seule personne respecte la règle , il faut peut-être remettre le jeu en cause avant de critiquer tout le monde . Sous des formes diverses , ton problème est étudié de façon systématique depuis très longtemps . Je ne me sentais pas motivé pour refaire le travail dans un cas aussi pointu

Imod

Posté par
derny
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 11:44

Ce n'était pas une critique mais une plaisanterie. Tu as du te lever "du pied gauche" ce matin.
C'est vrai que ce genre de pb n'est pas nouveau mais je doute que beaucoup soient aller au bout des calculs.
Si vous voulez de la nouveauté je vais poster une devinette (voir nouveau sujet).

Posté par
Imod
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 11:56

Je te rassure , je suis de bonne humeur

On ne regarde pas les blanks , on ne va pas sur internet , on ne consulte pas GPT , on range ses bouquins , on ne questionne pas ses amis , on éteint la radio ...

Ce n'est pas un peu artificiel tout ça ?

J'attends le nouveau sujet

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 12:51

de toute façon , il y a encore du taf, même en ayant été voir un problème apparenté (mais différent) sur internet !

faire le lien entre l'empaquetage (packing) de disques et le placement de bougies et retour

Citation :
@Imod on a les mêmes sources ...
reste à mettre des bougies et pas des cercles ...

éventuellement en chercher une construction effective / faire des calculs pour retrouver les valeurs...
chercher à refaire les constructions données dans les blank (qui ne sont que des indices / des idées et pas des trucs tout finis) et / ou les améliorer (même si ces améliorations ne sont pas l'optimum absolu) etc

Posté par
dpi
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 13:59

Sur mon décagone et mon carré central  nous avons au minimum
-1  (rayons des cercles et cotés du carré)

Joyeux anniversaire

Posté par
dpi
re : Joyeux anniversaire 29-04-23 à 15:12

Avec 10 cercles ,j'ai deux bougies hors-jeu .dommage !

Posté par
dpi
re : Joyeux anniversaire 30-04-23 à 07:33

Bonjour,
Merci derny  la fois pour cet exercice et pour ta remarque* me concernant.
Je viens de voir le blank de mathafou  pour les   bougies centrales.
J'aurais gagner du temps.

* C'est un problème de fair-play

Posté par
dpi
re : Joyeux anniversaire 30-04-23 à 07:34

j'aurais gagné

Posté par
mathafou Moderateur
re : Joyeux anniversaire 01-05-23 à 18:41

Bonjour,
un résumé sur les solutions non optimales à partir du cas "intuitif" issu d'un décagone régulier de côté -1 = 1/ = 0.61803

Joyeux anniversaire

l'idée de dpi d'un carré central de coté -1 conduit à une distance minimum trop inférieure à -1 car les cercles intérieurs ne peuvent se toucher sous peine de déborder sur les cercles extérieurs (figure 1)
la distance minimale entre bougies est ainsi BK < KN : dmin = 0.57246 < -1

la même idée d'un carré central aligné parallèlement aux diagonales donne l'amélioration de la figure 2 et dmin = 0.57946, plus grande, donc meilleure puisqu'on cherche à avoir la plus grande distance possible entre les plus proches bougies.

on peut améliorer encore la chose en laissant tomber la disposition en carré des bougies centrales pour un simple losange (figure 3)
avec 2 des cercles centraux de même rayon que ceux du pourtour, et donc fatalement les deux autres plus petits, on obtient dmin = 0.58645

enfin si on équilibre les rayons des 4 cercles centraux on obtient ce que je pense être le mieux pour une configuration dérivée du décagone régulier
figure 4 et dmin = 0.58778

aller plus loin vers l'optimum absolu nécessite donc de diminuer les cercles extérieurs c'est à dire abandonner l'idée du décagone régulier...
et aboutir à des solutions avec tous les cercles de même rayon, y compris les cercles internes :
empaquetage (packing) de 14 cercles égaux dans un cercle, site Packomania cité par lmod
ou solution "sous-optimale" de jadis détaillée par derny.
donnant toutes deux des dmin > 0.6 (mais fatalement < -1 !)



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