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Niveau énigmes
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Patron de cube

Posté par
derny
01-03-18 à 17:33

En 1993, la revue "Jouer Jeux Mathématiques" N°8 page 9 proposait le problème suivant (voir ci-dessous). Je vous laisse chercher si vous n'avez pas cette revue. La solution, originale, est très optimisée.
"Un problème du Championnat 1988 des Jeux Mathématiques et Logiques portait sur le patron d'un cube, à découper le plus grand possible, dans un rectangle de 60 cm sur 25 cm. La solution publiée alors supposait implicitement que le patron devait être "droit", et que les faces étaient toutes d'un seul tenant, ce que ne disait pas l'énoncé. D'où le problème général suivant :
Quelle est la plus petite feuille de carton rectangulaire, qui permette de découper le patron d'un cube-unité (le patron doit être d'un seul morceau, mais les faces peuvent ne pas être d'un seul tenant) ?"

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 01-03-18 à 17:59

Bonjour,
Merci d'animer
Que doit-on comprendre pour "la plus petite feuille de carton rectangulaire" ?
De surface minimale ?

Posté par
derny
re : Patron de cube 01-03-18 à 18:47

Bonjour Sylvieg. Il faut partir d'un rectangle le plus petit possible (pour sa surface) pour obtenir le patron d'un cube unité.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Patron de cube 01-03-18 à 19:10

bonjour,
la difficulté et bien entendu de faire un patron d'un seul tenant
sinon c'est trop facile
donc de minimiser les "pertes" (ce qui sera jeté du rectangle de départ)
c'est à dire de faire moins de pertes que l'aire de 2 faces de cube :

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Posté par
derny
re : Patron de cube 02-03-18 à 14:14

Bonjour. Comme il n'y a pas beaucoup de propositions je donne un premier indice : 4 faces sont entières.

Posté par
dpi
re : Patron de cube 02-03-18 à 15:56

Bonjour,
Avec quatre faces entières, je ne pense pas qu'il y ait mieux que 10

Posté par
mathafou Moderateur
re : Patron de cube 02-03-18 à 19:23

j'ai montré 8
c'est descendre au dessous de 8 qui me semble impossible, découpes en biais ou pas.

Posté par
derny
re : Patron de cube 02-03-18 à 19:30

Bonsoir. Pour mathafou et tout le monde.
2e indice :
Le rendement (surface du patron sur surface du rectangle) est supérieur à 75/100.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 02-03-18 à 19:30

Oui, moi aussi j'ai essayé les découpes en biais, et je n'arrive à rien.

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Posté par
mathafou Moderateur
re : Patron de cube 02-03-18 à 19:42

pour aider on peut partir de l'un des 11 patrons classiques d'un cube
Patron de cube
et redécouper certaines faces en déplaçant les morceaux "de façon légale"

mais je suis comme Sylvieg je n'aboutis à rien de tangible pour l'instant à part mon premier essai qui est 75% (6/8)

Posté par
derny
re : Patron de cube 03-03-18 à 08:58

Bonjour
3e indice : le rendement est supérieur à 76/100.

Posté par
derny
re : Patron de cube 04-03-18 à 08:04

Bonjour. Je fais "durer" ce casse-tête ...
4e indice : le rendement est supérieur à 77/100.

Posté par
dpi
re : Patron de cube 04-03-18 à 09:46

Bonjour
Vivement la réponse:
En attendant ,petite approche calculatoire:
+77/100 disons 77.6..
Comme 4  faces sont entières, les deux dernières doivent occuper environ 3.7 unités
dont 1.7 de pertes  y aurait-il  du 3 la dessous?

Posté par
derny
re : Patron de cube 04-03-18 à 10:21

J'ai dit que je faisais "durer" donc j'ai encore "une armée d'indices" sous le coude.
Pour ce qui est d'un rendement à 75/100 ci-dessous 2 autres solutions.

Patron de cube

Patron de cube

Posté par
dpi
re : Patron de cube 04-03-18 à 10:50

oui  mathafou était dans le coup pour 75 % au delà ,nous attendons un nouvel inidice...
Pas mal la croix ..

Posté par
derny
re : Patron de cube 05-03-18 à 08:49

Bonjour.
5e indice : le rendement est supérieur à 78/100.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 05-03-18 à 09:08

Supplice chinois

Posté par
derny
re : Patron de cube 05-03-18 à 10:37

Oui un peu, méthode Sergueï Bubka.

Posté par
derny
re : Patron de cube 06-03-18 à 07:16

Bonjour
6e indice :

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Posté par
dpi
re : Patron de cube 06-03-18 à 09:30

Pour les deux dernières faces (ou plutôt sections de faces) on aura  1.5 de chutes.
Comme il s'agit d'un rectangle ,on peut imaginer qu'il y aura symétrie des chutes.
La largeur sera au moins égale à 2.
je suppute que les dimensions seront de l'ordre de    2.25 x 3.25 .

Posté par
vham
re : Patron de cube 06-03-18 à 17:30

Bonjour,

 Cliquez pour afficher

Posté par
dpi
re : Patron de cube 07-03-18 à 09:21

Bonjour,
Je pense que nous sommes impatients de voir le meilleur saut de Bubka qui
de toute façon a été  dépassé par notre sauteur national
Et si la réponse était que sur le rectangle on découpait deux* patrons "imbriqués"
le rendement  ne serait-il pas meilleur comme le suggère Vham .

* ou N ( j'ai lu le blank   )

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 07-03-18 à 20:56

Bonsoir,
Avant de nous livrer le meilleur saut, une autre forme d'indice, genre la configuration des 4 faces entières, pourrait-elle nous remotiver ?

Posté par
derny
re : Patron de cube 08-03-18 à 19:13

Bonsoir. Je n'ai pas parlé de record Bubka mais de méthode Bubka. En effet, cet athlète ne battait son record que cm par cm car il percevait une belle prime à chaque record battu.
Pas d'indice hier indépendamment de ma volonté donc 2 indices aujourd'hui.
7e indice : J'avais mis 7/10 à ce casse-tête au niveau de la difficulté car j'en ai de plus difficiles. Les sites de casse-tête mathématiques qui ont cité et repris ce problème l'ont classé difficile (5/5 dans leur échelle de difficulté). Je ne sais pas si le fait de savoir que c'est difficile peut aidé ...
8e indice ;

 Cliquez pour afficher

Je fais "durer le plaisir" (méthode Bubka).

Posté par
mathafou Moderateur
re : Patron de cube 08-03-18 à 19:23

bof, même si tu donnais la valeur exacte de ce rendement, on ne serait pas beaucoup plus avancé...

Posté par
verdurin
re : Patron de cube 08-03-18 à 21:23

Une conjecture.

 Cliquez pour afficher

Posté par
verdurin
re : Patron de cube 08-03-18 à 21:42

Pour appuyer ma conjecture :

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Posté par
mathafou Moderateur
re : Patron de cube 08-03-18 à 22:04

mais ça ne fait pas un patron de cube d'un seul morceau !!

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Posté par
verdurin
re : Patron de cube 08-03-18 à 22:08

Une preuve :

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Posté par
verdurin
re : Patron de cube 08-03-18 à 22:15

Ce que j'ai dessiné est faux.
Merci mathafou

Posté par
mathafou Moderateur
re : Patron de cube 08-03-18 à 23:00

la preuve par l'image :

 Cliquez pour afficher

Posté par
derny
re : Patron de cube 09-03-18 à 23:49

Bonsoir. Il y a "une fausse solution" avec un rendement de 100/100. Prenez un rectangle 6x1 formé de 6 carrés 1x1. Le carré de gauche ne tenant que par un point en haut. Le carré de droite tenant par un point en bas. Les 2 carrés d'extrémités peuvent ainsi pivoter pour faire le fond et le dessus.
Pour laisser du temps à ceux qui cherchent je prolonge encore un peu. Bientôt des indices d'autre nature si la solution n'est pas trouvée d'ici là.
9e indice :

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Patron de cube

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 10-03-18 à 08:48

Bonjour,
Deux questions :

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 10-03-18 à 09:18

Je modifie mes questions :

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Posté par
derny
re : Patron de cube 10-03-18 à 19:47

Bonsoir
10e indice :

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 10-03-18 à 20:40

Et mes questions ?

Posté par
lake
re : Patron de cube 10-03-18 à 20:41

>> derny,

Tu commences à les chauffer les patrons-cubistes

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 11-03-18 à 09:26

Qu'en termes élégants ces choses là sont dites
Je n'arrive pas à blanker ma figure
Si une bonne âme pouvait m'expliquer comment faire pour la placer dans le texte blanké et pas tout en bas, ce serait sympa.
En attendant, une solution originale au problème inverse :

Posté par
vham
re : Patron de cube 11-03-18 à 09:52

Bonjour,

En attendant la chauffe finale de derny et pour améliorer
juste un peu la proposition de mathafou du  01-03-18 à 19:10

Patron de cube

Posté par
malou Webmaster
re : Patron de cube 11-03-18 à 09:58

Sylvieg, pour blanker ta figure
tu écris blank entre crochets ...patati patata
tu écris img1 entre crochets
tu peux encore écrire patati patata
tu n'oublies pas de charger ta figure
tu écris /blank entre crochets

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 11-03-18 à 10:28

Ça marche ! Merci malou

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Posté par
derny
re : Patron de cube 11-03-18 à 10:56

Bonjour. Ne nous énervons pas. vham est sur la bonne voie. Ce serait dommage de couper l'herbe sous le pied de quelqu'un(e) près du but.
11e indice :

 Cliquez pour afficher

Plus que 2 ou 3 indices ... à moins qu'on trouve d'ici là.
Sylvieg, c'est ce que j'ai appelé un fausse solution car pas dans l'esprit du patron car quand on replie, une partie en bleu recouvre une autre partie. Certains peuvent accepter. Pour moi, ça s'apparenterait plus à l'origami que du patron.

Posté par
vham
re : Patron de cube 11-03-18 à 11:32

Bonjour,

---> Sylvieg : j'ai pensé aussi à cette solution mais

Citation :
Quelle est la plus petite feuille de carton rectangulaire

La partie bleue peut être aussi petite que l'on veut, alors le rectangle de la feuille à découper possède une aire bornée inférieurement par 6, Sans avoir de minimum....

à tous : je ne pensais pas aller dans la bonne voie, juste pour améliorer la proposition initiale de mathafou....donc nouvel espoir....

Posté par
vham
re : Patron de cube 11-03-18 à 12:21

Bonjour,

Je pense avoir mieux maintenant, calculs et image viendront après déjeuner de 13 H,

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 11-03-18 à 13:56

Bravo vham pour ta solution intermédiaire et pour celle à suivre.
C'est vrai qu'avec du carton, ce que j'ai proposé n'est pas idéal.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 11-03-18 à 14:24

J'ai peut-être compris comment avoir mieux à partir de ton patron.

 Cliquez pour afficher
Je vais essayer de faire les calculs.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 11-03-18 à 14:29

Les calculs donnent bien le dernier indice de derny
Reste à vérifier qu'il n'y a pas de trou !

Posté par
vham
re : Patron de cube 11-03-18 à 15:59

Bon après-midi,

En me basant sur 4 faces entières et sur les 82,54/100,
il me manque toujours 2 petits triangles pour compléter les 2 faces devant et derrière...
J'attendrai donc la dernière chauffe...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 11-03-18 à 16:19

@vham,
A partir de ta figure de 9h52, on y arrive. Lis mon message de 14h24.
Je trouve 52/63 et pas de trou, au contraire.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Patron de cube 11-03-18 à 17:33

J'ai fait ce que j'ai pu pour la figure.

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