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mots composés des lettres M, A, T, H

Posté par
alb12
12-05-23 à 15:02

Salut,

En doutant, nous venons à la recherche, et en cherchant, nous percevons la vérité.
La date de mariage de l'auteur de cette phrase a un rapport avec le nombre que l'on cherche.

Trouver le nombre (ou à défaut le nombre de chiffres de ce nombre) de mots de 2023 lettres
écrits avec les 4 lettres M, A, T, H tels qu'un M ne soit jamais à côté d'un H.

Posté par
GBZM
re : mots composés des lettres M, A, T, H 12-05-23 à 15:35

Bonjour,
Sauf erreur :

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Posté par
sanantonio312
re : mots composés des lettres M, A, T, H 12-05-23 à 15:45

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Posté par
dpi
re : mots composés des lettres M, A, T, H 12-05-23 à 16:08

Bonjour,
J'avoue ne pas comprendre le lien entre  les chiffres et les  4 lettres
MATH

Posté par
alb12
re : mots composés des lettres M, A, T, H 12-05-23 à 17:33

Rien ne résiste à GBZM à part peut-être ce problème.

mots composés des lettres M, A, T, H

Posté par
jandri Correcteur
re : mots composés des lettres M, A, T, H 12-05-23 à 19:50

Bonjour,

je trouve comme GBZM mais je doute qu'il ait fait le calcul à la main en 30 minutes !

La formule de récurrence est très simple et mon logiciel préféré obtient le résultat instantanément :

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Posté par
GBZM
re : mots composés des lettres M, A, T, H 12-05-23 à 22:49

J'ai demandé à mon esclave calculateur de calculer

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Posté par
jarod128
re : mots composés des lettres M, A, T, H 12-05-23 à 23:15

Bonjour,
de mon coté j'ai une jolie valeur

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Posté par
dpi
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 07:26

Bonjour,
Appel à une âme charitable

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Posté par
GBZM
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 09:50

On appelle "mot acceptable" une suite finie de caractères M, A, T, H dans laquelle on n'a jamais M à côté de H.
Notons m_n,a_n,t_n,h_n les nombres de mots acceptables de longueur n se terminant respectivement par M, A, T et H.
Calculer m_{n+1},a_{n+1},t_{n+1},h_{n+1} en fonction de m_n,a_n,t_n,h_n.
Au fait, c'est 1117 et pas 1177.

Posté par
alb12
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 13:57

je ne sais pas comment jandri a fait mais voici une variante proche de GBZM

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Posté par
derny
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 16:59

Bonjour
Je « débarque » seulement sur ce problème (je ne parle pas de la variante). Bien sûr, en tapant cette phrase dans un moteur de recherche on a immédiatement l'auteur d'où ensuite la réponse pour l'année. Seulement, j'aurais une montagne de questions. Comment, alb12 as-tu imaginé ce problème. Autrement dit comment s'avais-tu que le nombre de mots de 2023 lettres formés avec 4 lettres sans que 2 de ces lettres ne se touchent soit un nombre de 1117 chiffres ? Je pense que tu as fonctionné « à l'envers » c'est-à-dire que tu as d'abord résolu le problème à l'aide d'un calculateur (que certains appelle un esclave), puis tu as rattaché ce nombre à un personnage lié à cette date. Pas mal comme démarche.
La 2e question est pour jandri. La récurrence fonctionne. Comment l'as-tu trouvée ? En cherchant j'aurais peut-être trouvé mais je n'ai pas cherché.
La 3e question est pour jarod128. Ca fonctionne. Même question que pour jandri. Comment l'as-tu trouvée ?
La 4e question est pour GBZM. Je ne comprends pas la formule que tu as donnée à manger à ton esclave.
Je sais, cela fait beaucoup de cours à recevoir. Bravo à tous.

Posté par
dpi
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 17:42

De mon coté je fais le Shadok pour alb12

mots composés des lettres M, A, T, H

Posté par
GBZM
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 18:58

"La 4e question est pour GBZM. Je ne comprends pas la formule que tu as donnée à manger à ton esclave. "
L'explication est donnée sous forme de question dans mon message de 09:50.
Je travaille avec quatre suites et une récurrence simple, facile à établir.
alb12 avec deux suites et également une récurrence simple (en fait son u_n est mon m_n+h_n, et son v_n est mon a_n+t_n.
Jandri avec une seule suite m_n+a_n+t_n+h_n (le nombre de mots acceptables de longueur n) et une récurrence double. Cette récurrence double, on peut la voir comme ça :
Un mot acceptable de longueurn+1 peut s'obtenir de trois manières à partir d'un mot acceptable de longueur n :
- en ajoutant M, A ou T si le mot se termine par M
- en ajoutant M, H ou T si le mot se termine par A
- en ajoutant M, H ou A si le mot se termine par T
- en ajoutant H, A ou T si le mot se termine par H
ou alors de deux manières à partir d'un mot de longueur n-1 : en ajoutant AA ou TT.
Dans tous les cas, on a à calculer une puissance de matrice (même si on présente pas lers choses ainsi) : la matrice 4x4 A que j'ai donnée, la matrice \begin{pmatrix}3&2\\1&0\end{pmatrix} pour Jandri, la matrice \begin{pmatrix}1&2\\2&2\end{pmatrix} pour alb12.. Ces deux dernières matrices sont semblables, bien sûr.

Posté par
jarod128
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 19:20

Pour ma part, je suis arrivé à la formule de récurrence d'ordre 2 que j'ai résolu via l'équation caractéristique. Ce n'est plus au programme du lycée.

Posté par
matheux14
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 20:42

Bonsoir à tous,

J'ai essayé de comprendre la formule V^{\mathsf T}A^{2022}V..

On suppose qu'on a un mot de 2023 lettres avec les lettres M, A, T, H, telles qu'un M ne soit jamais à côté d'un H.

On peut considérer chaque lettre comme une variable qui peut prendre les valeurs 0 ou 1, où 0 représente l'absence de la lettre et 1 représente la présence de la lettre.

On fait cette reformulation pour trouver le nombre de combinaisons possibles de 2023 lettres avec les lettres M, A, T, H, qui satisfont la condition donnée.

Est-ce que la matrice A représente les contraintes à respecter ?

Si oui, alors chaque ligne de la matrice A correspond à une lettre dans l'ordre M, A, T, H, et chaque colonne correspond à la position de la lettre dans le mot (de gauche à droite). Les éléments de la matrice A sont alors définis de la manière suivante :

A[i][j] = 1 si la lettre i peut être suivie de la lettre j dans le mot (c'est-à-dire si les lettres i et j ne sont pas adjacentes dans le mot).

A[i][j] = 0 sinon.
La matrice V est un vecteur colonne avec des 1 pour chaque lettre possible.

Maintenant, pour obtenir le nombre de mots de 2023 lettres avec les lettres M, A, T, H, respectant la contrainte donnée, comment faites-vous pour obtenir V^{\mathsf T}A^{2022}V ?

La puissance A^{2022} représente-t-elle le nombre de chemins de longueur 2022 dans un graphe dirigé, où les arêtes sont pondérées par les éléments de la matrice A ?

Chaque chemin correspond-t-il à une séquence de lettres satisfaisant les contraintes ?

Si oui, alors en multipliant V^{\mathsf T} avec A^{2022} et ensuite avec V, on obtient le nombre total de ces chemins, c'est-à-dire le nombre de mots recherchés.

Par conséquent, V^{\mathsf T}A^{2022}V donne le nombre de mots de 2023 lettres avec les lettres M, A, T, H, où un M n'est jamais adjacent à un H.

Ou alors je raconte du n'importe quoi..

Merci d'avance.

Posté par
GBZM
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 20:42

L'équation caractéristique de la récurrence d'ordre 2 n'est autre que le polynôme caractéristique de la matrice 2x2. On élève en fait cette matrice à la puissance n par diagonalisation, sans le dire.

Posté par
matheux14
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 20:45

Et aussi

Que vaut T ?

Posté par
flight
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 22:27

Bonsoir

suis arrivé à la formule suivante  qui marche , mais que je n'ai pas réussi à simplifier davantage  , si Un est le nombre de liste de n termes ne comprenant pas de M à coté de H ou l'inverse   alors  
U1=4  , U2=4²-2 = 14

Un = 6 +  (4.Uk) + 2Un-1 , avec  k compris entre 1 et n-2 .
cette formule me donne U3=50 , U4=178

Posté par
flight
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 22:28

formule valable pour n 3

Posté par
jandri Correcteur
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 22:30

Bonjour,

j'ai procédé de façon élémentaire (avec les connaissances du lycée). Je note u_n le nombre de mots de n lettres écrits avec les 4 lettres M, A, T, H et tels qu'un M ne soit jamais à côté d'un H.

Je note a_n le nombre de ces mots qui débutent par M (c'est le même que le nombre de ceux qui débutent par H).

Je note b_n le nombre de ces mots qui débutent par A (c'est le même que le nombre de ceux qui débutent par T).

On voit sans difficultés que u_n=2a_n+2b_n, que b_n=u_{n-1} et que a_n=u_{n-1}-a_{n-1}.

On en déduit : u_n+u_{n-1}=2(a_n+a_{n-1})+2(b_n+b_{n-1})=2u_{n-1}+2(u_{n-1}+u_{n-2})

d'où u_n=3u_{n-1}+2u_{n-2}

On a immédiatement u_1=4 et u_2=16-2=14

Il est alors facile d'écrire un petit programme python qui calcule u_{2023}

Posté par
jandri Correcteur
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 22:36

flight

de ta formule on déduit en retranchant les sigma :

u_n-u_{n-1} =4 u_{n-2}+2u_{n-1}-2u_{n-2} d'où u_n=3u_{n-1}+2 u_{n-2}

Posté par
flight
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 22:40

Merci jandri je viens finalement juste d'arriver à retrouver ta formule sur un brouillon que je n'ai pas encor mi en ligne  

Posté par
flight
re : mots composés des lettres M, A, T, H 13-05-23 à 22:49

à partir de mon expression initiale  

Un= 6 + 4Uk  + 2Un-1      k allant de 1 à n-2 .
en ecrivant que  :
Un+1= 6 + 4Uk + 2Un      k allant de 1 à n-1 .   = 6 + 4Uk  + 4Un-1  +2Un ,   k allant de 1 à n-1 .   comme    6 + 4Uk  + 2Un+1      k allant de 1 à n-2 . =  Un - 2Un-1

alors Un+1= Un - 2Un-1 + 4Un-1+2Un = 2Un-1+3Un

Posté par
dpi
re : mots composés des lettres M, A, T, H 14-05-23 à 09:56

Bonjour,

NOUS CHUTAMES  CAR UN MECHANT MATHEUX QUI CHOMAIT
HUMILIAIT AVEC ACHARNEMENT  UN MATCH DE  CHARMANTS MAMMOUTHS   ET DE MANCHOTS ASTHMATHIQUES  (ATCHOUM !)  UN ALGORITHME NOUS
EMPECHANT  DE MATCHER SOUS AMPHETAMINE NOUS NOUS HATAMES  VERS UNE CHARMANTE CURE THERMALE ET RHUMATOLOGIQUE .

Posté par
derny
re : mots composés des lettres M, A, T, H 14-05-23 à 10:10

Bonjour
Bonne diversion dpi.
J'ai trouvé la formule de jarod128 sur Internet. Mais on ne dit pas comment elle est trouvée.

Posté par
alb12
re : mots composés des lettres M, A, T, H 14-05-23 à 10:31

@dpi
il me semble qu'il y a deux intrus dans ton texte

@derny
Cet exercice est tiré soit des olympiades soit de la preparation aux olympiades (Trouver les mots de n lettres etc)
Avec n =2023 je tombe sur un resultat à 1117 chiffres.
En tapant "annee 1117" je trouve l'annee de mariage d'un celebre couple d'amoureux.
"Mais on ne dit pas comment elle est trouvée." dis-tu.
La reponse n'est-elle pas dans les posts precedents ?

Posté par
derny
re : mots composés des lettres M, A, T, H 14-05-23 à 10:55

La mémoire me revient. J'ai retrouvé une étude que j'avais faite en 1997 (comme le temps passe) où j'avais étudié ce genre de récurrence et j'avais trouvé une méthode générale pour résoudre d'où la formule donnée par jarod128.

Posté par
alb12
re : mots composés des lettres M, A, T, H 14-05-23 à 12:11

On peut en terminale trouver 2 suites geometriques solutions et admettre la forme generale des solutions puis determiner la solution avec les 2 premiers termes.

Posté par
derny
re : mots composés des lettres M, A, T, H 14-05-23 à 12:15

Au sujet de la suite 1, 4, 14, 50, 178, ... le rapport de 2 termes consécutifs tend vers (3+V17)/2 soit 3.56155 environ. D'où, à partir de n assez grand, le nombre de chiffres augmente de 1 tous les 20/(3+V17) soit tous les 2.8077 n  environ.

Posté par
jandri Correcteur
re : mots composés des lettres M, A, T, H 15-05-23 à 09:24

Bonjour,

la méthode que j'ai proposée peut se généraliser d'au moins deux façons.

Première généralisation :
soit u_n le nombre de mots de n lettres écrits avec les p lettres L_1,\dots,L_p et tels que pour k de 1 à q la lettre L_{2k-1} ne soit jamais à côté de la lettre L_{2k} (avec p\geq2q).
On obtient la relation de récurrence u_n=(p-1)u_{n-1}+(p-2q)u_{n-2} avec les valeurs initiales u_0=1 et u_1=p.
Dans le cas particulier p=2q on obtient u_n=p(p-1)^{n-1} pour n\geq1.

Deuxième généralisation :
soit v_n le nombre de mots de n lettres écrits avec les p lettres L_1,\dots,L_p et tels que pour 1\leq i<j\leq q la lettre L_i ne soit jamais à côté de la lettre L_j (avec p\geq q\geq2).
On obtient la relation de récurrence v_n=(p-q+1)v_{n-1}+(q-1)(p-q)v_{n-2} avec les valeurs initiales v_0=1 et v_1=p.
Dans la cas particulier p=q+1 on obtient v_n=\dfrac{(1+\sqrt q)^{n+1}+(1-\sqrt q)^{n+1}}2.
Par exemple pour p=10,q=9 cela donne v_{2023}=2^{2023}+2^{4047}



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