911, Récréations "Piano", le 24 avril 2023

01. Les pépites

Enoncé

Un bijoutier dispose de 7 pépites d’or de poids différents, respectivement 1, 2, …. 7 grammes d’or. Il confectionne trois bijoux de 4, 9 et 13 grammes.

Il n’a pas utilisé une pépite, laquelle ?

Résolution

Somme des 7 pépites : 7.8/2 = 28 ; Masse des trois bijoux : 4 + 9 + 13 = 26 ; 28 - 26 = 2.

Résultat

Il n'a pas utilisé la pépite de 2 grammes.

02. Le trio

Enoncé

Trois amis, musiciens complets, Alexis, Bruno et Charlie, disposent de deux guitares, un piano et une batterie. Ils décident d'exécuter ensemble un morceau avec les contraintes suivantes :

  1. si Alexis est au piano alors Bruno est à la guitare,
  2. si Alexis est à la guitare alors Charlie est au piano,
  3. si Bruno est à la guitare alors Charlie est aussi à la guitare,
  4. si Alexis est la batterie alors Charlie est au piano,
  5. si Charlie est au piano alors Bruno est à la guitare.

Alexis peut-il jouer du piano ? de la guitare ? de la batterie ?

Résolution

Il nous faut rechercher les compatibilités des 5 suppositions entre-elles :
1 n'est compatible qu'avec 3 : A au piano, B à la guitare, C à la guitare,
2 n'est compatible qu'avec 5 : A à la guitare, C au piano, B à la guitare,
3 n'est compatible avec aucune autre supposition,
4 est compatible avec 5 : A à la batterie, C au piano, B à la guitare.

Corrigé

Il faut aller un peu plus loin dans le raisonnement.
Dans le cas de l'association 2.5 ; on obtient bien Alexis à la guitare, Charlie au piano et Bruno à la guitare. En deuxième conséquence,
d'après 3, Bruno étant à la guitare devrait entrainer Charlie à le guitare.
Dans le cas de l'association 4.5 ; la conclusion est la même.

Résultat

Oui, Non, Alexis ne peut pas jouer du piano, de la guitare ou de la batterie.

03. Les professeurs

Enoncé

À l'école Migno, les cours d'économie, de français, d'anglais, d'histoire, de latin et de mathématiques sont donnés par, en ordre alphabétique, Mme Arthur, Mlle Blais, Mme Côté, M. Duval, M. Élie et M. Ferron.

  1. Les professeurs d'anglais et de mathématiques sont du même sexe.
  2. M. Élie est plus jeune que M. Ferron, mais aucun des deux n'a enseigné aussi longtemps que le professeur d'économie.
  3. Le professeur de mathématiques et le professeur d’histoire, par ordre alphabétique Mme Arthur et Mlle Blais ont été élèves dans la même classe du collège Migno.
  4. Professeurs Economie Français Anglais Histoire Latin Mathématiques
    Mme Arthur Oui
    Mlle Blais Non Oui
    Mme Côté Oui
    M Duval Oui Non
    M Elie Non Oui
    M Ferron Non Non Oui
  5. M. Ferron est le père du professeur de français.
  6. Le professeur d'anglais est le plus âgé des six et c’est lui qui a enseigné le plus longtemps.
  7. Melle Blais est plus jeune que le professeur de mathématiques.

Résolution

Avec 1 et 3 on arrive à séparer les professions des hommes et des femmes, ce qui ramène le problème à deux problèmes 3x3.

Résultat

Mme Arthur : Mathématiques ; Mlle Blais : Histoire ; Mme Côté : Anglais ; M Duval : Economie ; M Elie : Français ; M Ferron : Latin.

04. Multiple, pas multiple

Enoncé

Combien de nombres, entre 1 et 1000, sont multiples de 3 mais pas de 4, de 5 mais pas de 6, de 7 mais pas de 8 ?

Résolution

Les multiples de 3, 5 et 7 sont multiples de 3.5.7 = 105 ; 105 est impair il n'est pas divisible par 2 (ni 4, ni 6, ni 8)
Le suivant 210 est pair Il ne convient pas. On poursuit ensuite de 210 en 210 à partir de 105 :
105, 315, 525, 735, 945.

Résultat

Cinq nombres répondent à la question.

05. Lui et eux

Enoncé

LUI + LUI + LUI + LUI + LUI + LUI + LUI = EUX

Résolution

On a 7I = 10r1 + x ; r1 + 7U = 10r3 + U ; r2 + 7L = E ; 6U = 10r2 - r1 ; 6U est pair ; 10r2 est pair ; r1 doit être pair
Avec r1 = 4, r1 = 6, r1 = 8 on est bloqué par la suite. Avec r1 = 2, on peut faire r2 = 2 et U = 3
On obtient finalement : 7 x 134 = 938.

Résultat

7 x 134 = 938

06. Bastien rêve

Enoncé

...

Bastien rêve de partir en voyage. Il imagine une locomotive. Mais avant de quitter, il doit s’assurer que la locomotive est en équilibre. Pour cela, il doit écrire chacun des nombres de 1 à 9 dans les cellules. La somme des trois nombres de chaque triangle doit être 13. Bastien commence par placer 3 et 5 comme ci-contre.

Trouvez une façon d’équilibrer la locomotive.

Résolution

Ce problème a déjà été traité en 717.03 le 31 mai 2021.

9 8 7 6
3 1 4 2 5

07. Clous, vis, chevilles

Enoncé

Si deux clous, 5 vis et 8 chevilles pèsent 150 g, et que, un clou, trois vis et 5 chevilles pèsent 80 g , combien pèsent un clou, une vis et une cheville.

Résolution

2cl + 5v + 8ch = 150 ; 1cl + 3v + 5ch = 80 ; 2cl + 6v + 10 ch = 160 ; 1v + 2ch = 10 ; ch = 5 - v/2
v est pair. On a 4 solutions :

Masse d'une vis en g 2 4 6 8
Masse d'une cheville en g 4 3 2 1
Masse d'un clou en g 54 53 52 51

Corrigé

Il fallait comprendre la question dans le sens : combien pésent ensemble 1 clou, 1 vis et une cheville ?
En appliquant les coefficients 2 et -3 aux deux équations, on trouve :

2cl + 5v + 8ch = 150 2 fois 4cl + 10v + 16ch = 300
1cl + 3v + 5ch = 80 -3 fois -3cl -9v -15ch = -240
Somme 1cl + 1v + 1 ch = 60

Résultat

Un clou plus une vis plus une cheville pèsent 60 grammes.

08. 4 as

Enoncé

a) On place 4 cartes A, B, C, D dans cet ordre
Les as rouges ne sont pas en B
L’as de trèfle n’est pas à coté d’un as rouge
L’as de pique ne côtoie pas l’as de carreau

b) 4 as et jocker
Ni l’as de cœur ni le jocker ne sont à coté d’un as noir
L’as de cœur est plus vers la gauche que le jocker
L’as de cœur est juste à droite de l’as de carreau
Il y a deux cartes entre le jocker et l’as de pique

Résolution

4 as 4 as et joker
Trèfle Pique Cœur Carreau Trèfle Pique Carreau Cœur Joker

09. Après un concours de cuisine

Enoncé

Après leur victoire à une émission culinaire, quatre candidats profitent de leur notoriété pour lancer un projet. Grâce aux propositions retrouvez pour chacun le mois et l'activité.

Candidats Corinne ; Davy ; Julien ; Lydia
Mois Avril ; Mai; Juin ; Juillet
Activité Animateur TV ; Cinéma ; Livre ; Restaurant
PROPOSITIONS :

  1. Le livre a été écrit par une candidate en juin.
  2. Lydia a commencé son activité un mois avant celui qui a ouvert son restaurant.
  3. Celle qui en a profité pour se lancer dans le cinéma a démarré un mois après Julien.

Résolution

Corinne Cinéma en mai
Davy Restaurant en juillet
Julien Animateur Télé en avril
Lydia Livre en juin

10. Questions simples

Enoncé, Calculs et Résultats

Enoncé Calcul Résultat
a Rosalie est née un jour de la semaine qui a autant de voyelles que de consonnes. Quel est ce jour ? Rosalie est née un samedi.
b Amélie dessine deux hexagones de même forme et de même grandeur. Elle les accole par un côté. Combien la nouvelle figure a-t-elle de côtés ? 10 côtés.
c Régine a écrit 6, 7, 8 et 9 au moyen de cure-dents. Quel est le plus grand nombre de trois chiffres qui nécessitent 16 cure-dents ? On peut faire 994.
d Distribuez les nombres 3, 5, 7, 8 dans les cases pour que l’égalité (꙱ + ꙱)/꙱ = ꙱ soit vraie. (7 + 8)/3 = 5 ; (7 + 8)/5 = 3.

11. Bonne année

Enoncé

Cryptarithme inventé par Bernard : BONNE + ANNEE + 2023 = DIVINE

r5 r4 r3 r2 r1
B O N N E
+ A N N E E
+ 2 0 2 3
= D I V I N E

Résolution

On appellera r1, r2, r3, r4, r5 Les retenues reportées des unités aux dizaines, des diz aux cent ...
2E + 3 = 10 + E E = 10 - 3 = 7 r1 = 1 E = 7
D est seul r5 = 1 D = 1
1 + N + 7 + 2 = 10r2 + N 10 = 10r2 r2 = 1
1 + 2N = 10r3 + I I = 1 + 2N - 10r3 I est impair (3, 5 ou 9)
2N = I - 1 + 10r3 6 possibilités 4 exclues, 2 retenues
r4 + A + B = 10 + I A + B = 10 + I - r4 A et B sont interchangeables
r3 + O + N + 2 = 10r4 + V V - O = N + 2 + r3 - 10r4
E D r3 I N r4 A B Reste V - O V O
7 1 0 3 1 non
7 1 0 5 2 0 6 9 0348 4 4 0
7 1 0 5 2 0 6 9 0348 4 8 4
7 1 0 5 2 1 6 8 0349 -6 3 9
7 1 0 9 4 0 A + B = 19 non
7 1 0 9 4 1 A + B = 18 non
7 1 1 3 6 0 4 9 0258 9 non
7 1 1 3 6 0 5 8 0249 9 9 0
7 1 1 3 6 1 4 8 0259 -1 non
7 1 1 5 7 non
7 1 1 9 9 non

Résultat

D E I N A B O V 8 0 6 6 7 5 0 6 6 7 8 9 2 2 7 9 0 2 2 7
1 7 3 6 5 8 0 9 5 6 6 7 7 8 6 6 7 7 6 2 2 7 7 6 2 2 7 7
1 7 3 6 8 5 0 9 2 0 2 3 2 0 2 3 2 0 2 3 2 0 2 3
1 7 5 2 6 8 9 3 1 3 9 3 6 7 1 3 9 3 6 7 1 5 3 5 2 7 1 5 4 5 2 7
1 7 5 2 6 9 0 4
1 7 5 2 6 9 4 8 9 4 2 2 7 6 9 2 2 7 6 0 2 2 7 6 4 2 2 7
1 7 5 2 8 6 9 3 6 2 2 7 7 8 2 2 7 7 9 2 2 7 7 9 2 2 7 7
1 7 5 2 9 6 0 4 2 0 2 3 2 0 2 3 2 0 2 3 2 0 2 3
1 7 5 2 9 6 4 8 1 5 8 5 2 7 1 5 3 5 2 7 1 5 4 5 2 7 1 5 8 5 2 7

Il y a 8 solutions.

12. Trente en crypta

Enoncé

CINQ + CINQ + VINGT = TRENTE

Résolution

6 4 8 3
C E G I N Q R T V 6 4 8 3
6 7 5 4 8 3 0 1 9 9 4 8 5 1
1 0 7 8 1 7

13. Presque carré

Enoncé

Prenons le nombre 48 :
- si j'ajoute 1, j'obtiens 49, qui est un carré parfait (carré d'un entier) ;
- si j'ajoute 1 à sa moitié, j'obtiens 25, qui est aussi un carré parfait.

Question : trouver les 3 plus petits nombres entiers strictement supérieurs à 48 qui vérifient ces mêmes propriétés, c'est-à-dire tels que leurs successeurs et les successeurs de leurs moitiés soient des carrés parfaits.

Résolution

J'ai trouvé 840 et 1 680 ; 28 560 et 57 120 ; 970224 et 1 940 448; mais je ne sais pas le démontrer.

La solution officielle

Avec Excel ou un autre programme on trouve facilement.
Une petite équation de Pell Fermat à résoudre N + 1 = 2a2 - 1 = b2
On remarque que si (a ; b) est solution alors (3a + 2b ; 4a + 3b) est solution. (je n’y aurais pas pensé tout seul mais si on cherche des combinaisons linéaires de a et b, on peut trouver) Un petit raisonnement par l'absurde suivit d'un raisonnement par récurrence permet de montrer que l'ensemble de ces couples est le seul ensemble solution avec (1;1) comme plus petit élément.
On obtient donc les couples solutions suivant : (29 ; 41) - (169 ; 239) - (985 ; 1393)
Solution : 1680 ; 57120 ; 1940448.

Résultat

1680 ; 57120 ; 1940448.

14. Cubes bicolores

Enoncé

Gaston fabrique des cubes en bois bicolores. Pour cela, il peint chaque face soit toute noire soit toute blanche.

De combien de façons peut-il peindre ses cubes ?

Résolution

A la première approche, 2 couleurs possibles, 6 faces : 26 = 64 possibilités. Mais en fait il y a beaucoup de symétriques.
On pourrait prendre comme référence une bande de 4 faces (linéaires): 24 = 16 possibilités.
On devra éliminer celles qui sont identiques par retournement et par glissement :

n° de la combinaison 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Combinaison NNNN NNNb NNbN NNbb NbNN NbNb NbbN Nbbb bNNN bNNb bNbN bNbb bbNN bbNb bbbN bbbb
Identique à 2 2 4 2 4 6 8 4 8 8

Ensuite il nous faut colorier le dessus et le dessous. 22 = 4. Il y a 4 possibilités mais ...
Avec NNNN on peut faire A : NNNNNN (dessus, 4 faces latérales, dessous). NNNNNb sera B ; bNNNNN est identique à B ; bNNNNb sera C
Avec NNNb ; NNNNbN identique à B ; NNNNbb est D ; bNNNbN identique à D ; bNNNbb est E
Avec NNbb ; NNNbbN identique à D ; NNNbbb identique à E ; bNNbbN identique à E ; bNNbbb est F
Avec NbNb ; NNbNbN identique à C ; NNbNbb identique à E ; bNbNbN identique à E ; bNbNbb est G
Avec Nbbb ; NNbbbN est H ; NNbbbb est I ; bNbbbN identique à I ; bNbbbb est J
Avec bbbb ; NbbbbN est K ; Nbbbbb identique à J ; bbbbbN identique à J ; bbbbbb est L ; Cela nous fait 12 combinaisons.

Mais peut-être qu'on aurait pû examiner les possibilités suivant les nombres de faces pour chacune des deux couleurs,
Si on fait les 6 faces de la même couleur, c'est ou tout blanc ou tout noir : 2 possibilités.
Si on fait 5 + 1, c'est 5 N et 1 b ou 5 b et I N, donc à nouveau 2 possibilités.
Si on fait 4 + 2, les 2 couleurs peuvent être adjacentes, espacées de 1 face ou opposées (espacées de 2 faces). Cela conduit à 2 x 3 = 6 possibilités.
Si on fait 3 + 3, on peut avoir 3 en ligne, 3 en L, 2 adjacentes et la troisième disjointe (pas possible),
Mais attention, lorsque 3 sont en ligne, les 3 autres sont en ligne. De même pour la position en L.Donc 2 possibilités.
Somme : 2 + 2 + 6 + 2 = 12. En accord avec l'analyse précédente.

Corrigé

Première erreur : il s'agit d'un cube bicolore, on doit donc exclure le deux solutions, tout blanc ou tout noir.
Deuxième erreur : dans les 4 + 2, espacées de 2 faces ou adjacentes c'est la même chose. Donc on retire encore 2.
12 - 4 = 8.

Résultat

Il y a 12 8 façons de peindre les cubes.