1011, Récréations "Koala", le 8 avril 2024

01. Quel jour serons-nous ?

Enoncé

Nous sommes un jeudi de mars d’une année bissextile. Quel jour serons-nous dans 2024 jours ?

Résolution

2024 = 289.7 + 1 ; Le jour suivant dans la semaine est un vendredi.

Résultat

En partant d'un jeudi, dans 2024 jours nous serons un vendredi.

02. Code cadenas à 4 chiffres

Enoncé

7619 : Deux chiffres sont bons et mal placés
4763 : Rien n’est bon
0451 : Un chiffre est bon et mal placé
5942 : Deux chiffres sont bons et bien placés
Tous les chiffres du code sont différents.

Quel est le code du cadenas ?

Résolution

La solution pourrait être : 1982 ; Pas de 3467 ; 19 mal placés ; 1 mal placé (pas de 5) ; 92 bien placés (pas de 5)

Résultat

Le code du cadenas est 1982.

03. Code du cadenas à 3 chiffres

Enoncé

123 : Rien n’est bon.
612 : Un chiffre est bon et mal placé.
456 : Un chiffre est bon et mal placé.
158 : Un chiffre est bon et bien placé, un chiffre est bon et mal placé.

Quel est le code ?

Résolution

Apparaît incohérent ; Les chiffres 123 semblent interdits ; Il reste 6 en 2, qui est aussi en 3 ; il ne resterait que 5 en 3 ;
En 4 il n'y a plus que le chiffre 8 possible pour 2 valeurs ?
On pourrait dire : 568 ce qui obéit aux affirmations 1, 2 et 4 ; mais pour l'affirmation 3 on a 2 chiffres bons et mal placés au lieu de 1 ;

Résultat

On pourrait dire 568 sans garantie.

Après le cours

Evidemment, ce n'était pas bon. D'accord pour éliminer le 1, le 2 et le 3. Donc le 6 est en 2 ou 3, et comme il n'est pas en 3, il est en 2.
Donc le 5 est à éliminer ; Il ne reste que le 8 qui est bien placé en 3, mais aussi mal placé en 1.

Résultat corrigé

Le code est 868.

04. Kangourou au cinéma

Enoncé

Au cinéma, une rangée de 23 sièges est entièrement occupée par des kangourous et des koalas, un animal par siège. Chaque animal a au moins un kangourou assis à coté de lui.

Combien au maximum, peut-il y avoir de koalas dans cette rangée ?

Résolution

Les kangourous sont au moins par 2. Le motif est donc : kO, kA, kA. A la position 21 on a kA, puis kA en 22 et en 23 ;
21/3 = 7. On ne peut pas en mettre un de plus à la fin.

Résultat

Dans cette rangée il y a 7 koalas au maximum.

Après le cours

On peut faire mieux ! On peut grouper 2 koalas. Le motif est : kO, (kA, kA, kO, kO, 5 fois), kA, kA ; 2.5 + 1 = 11

Résultat corrigé

Dans cette rangée il y a 11 koalas au maximum.

05. Manipulation de blocs par trois

Enoncé

90 3
89 2
88 1
... ...
4 85
3 90
2 89
1 88

Laura voit sur une table une tour faite de blocs numérotés dans l'ordre de 1 à 90.
Elle prend en même temps les 3 blocs du haut et les pose sur la table.
Puis elle continue en prenant à chaque fois les 3 blocs du haut de la tour initiale pour les placer sur une nouvelle tour.

Dans la nouvelle tour de 90 blocs construite par Laura, combien y a-t-il de blocs entre les blocs numérotés 39 et 40 ?
A) 0   B) 1   C) 2   D) 3   E) 4

Résolution

En numérotant les groupes de 3 blocs par n = 0 à 29, dans le groupe n, les nos des blocs sont : 3n + 1, 3n + 2 et 3n + 3 ;
Exemple 1 avec n = 0 les blocs sont 1, 2 et 3 ; Exemple 2 avec n = 29 les blocs sont 88, 89 et 90 ;
39/3 = 13 ; 39 = 3.12 + 3 et 40 = 3.13 + 1 ; Dans la nouvelle tour, le bloc 3n + 1 est posé sur le bloc 3(n + 1) + 3 ;
L'écart est de 3n + 3 + 3 - 3n - 1 = 5. En effet 90 - 85 = 5 ; On a 5 intervalles et 4 piquets (sans compter ceux des bouts) ;
Dans la nouvelle tour, la superposition de bas en haut est : 40, 41, 42, 37, 38, 39 ; les blocs 41, 42, 37 et 38 sont entre les 40 et 39 ;

Résultat

Dans la nouvelle tour il y a 4 blocs entre les n0 40 et 39 (réponse E).

06. Liste d'entiers consécutifs

Enoncé

Combien de liste de plusieurs (au moins 2) entiers consécutifs ont pour somme 54 ?

Résolution

Pour la petite histoire, j'ai commencé par oublier le mot consécutif et j'ai compté : 27 additions de 2 nombres, 224 additions de 3 nombres, 854 additions de 4 nombres. Puis j'ai relu l'énoncé ... miracle ! C'est bien plus facile.
Calcul de la somme des nombres consécutifs de n à p = S = Σ de 1 à p - Σ de 1 à (n - 1) = p(p + 1)/2 - n(n - 1)/2 ;
S = (p2 + p)/2 - (n2 - n)/2 ; On veut S = 54 ; p = f(n) = (p2 + p) - (n2 - n) - 108 = 0 ;
p = (-1 + √(1 + 4 (n2 - n + 108)))/2 ; On trouve trois listes : 2, 3, ...10 ; 12, 13, 14, 15 ; 17, 18, 19 ;
On peut aussi chercher la somme de 2 nombres (elle est impaire, çà ne marche pas), la somme de trois nombres en faisant 54/3 = 18 d'où : 17 + 18 + 19 ;
La somme de quatre nombres en faisant 54/4 = 13,5 d'où : 12 + 13 + 14 + 15 ; Avec 5, 6, 7, 8 nombres çà ne marche pas ;
La somme de 9 nombres en faisant 54/9 = 6 d'où : 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 10

Résultat

Il y a trois listes.

07. Graphe avec produit constant

Enoncé

...

Dans chacun des sept cercles de la figure on écrit un entier parmi les dix entiers de 0 à 9. Les sept entiers écrits sont différents.
Les produits des trois nombres de chacun des trois alignements indiqués doivent être égaux.

1 9 8
3 4 6
2

Quel nombre sera écrit dans le cercle ayant un point d'interrogation ?
A) 2   B) 3   C) 4   D) 6   E) 8

Résolution

Parmi les 84 combinaisons de 3 chiffres d'une liste de 9, il a été trouvé trois fois le même produit dans trois cas :
produit 24 = 138.146.234 ; 48 = 168.246.238 ; 72 = 189.349.346 ; Seul le dernier convient avec seulement 2 chiffres répétés ;

Résultat

Sur le point d'interrogation il faut placer le 2 (réponse A). Voir ci-contre le résultat. Il y a 8 permutations possibles.

Complément après le cours

On peut aborder le problème en considérant les différents facteurs possibles. Le 0 est éliminé ainsi que le 5 et le 7 qui ne peuvent pas être inclus dans une autre rangée ;
Il reste les chiffres 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9. La répartition de ces chiffres est dans deux lignes plus le "?" ;
Dans le produit global il y a : 2.3.22.2.3.23.32 = 27.34 ; Comment grouper pour avoir un carré et un facteur indépendant ?
On peut faire : 2.(23.32)2 ou bien 8.(22.32)2 ; Le choix du 8 ne permet pas de construire les autres facteurs ; Seul le 2 convient pour le "?".

08. Périmètre d'une figure

Enoncé

...

La figure est la carte d'un parc divisé en neuf régions.
Le nombre à l'intérieur de chaque région est le périmètre (en km) de cette région.

Quel est le périmètre du parc ?
A) 22 km   B) 26 km   C) 28 km   D) 30 km   E) 32 km

Résolution

Le périmètre du parc est égal à la somme des régions périphériques diminuée des régions internes et augmentée de la région centrale ;
Plus précisemment : AFG = AF + FG + AG = 3 ; ABG = AB + AG + BG = 11 ; BCB = BCd + CBg = 9 ; CDC = CDb + CDh = 4 ;
DEH = DE + EH + HD = 6 ; EFH = EF + FH + EH = 7 ; AEF = AE + AF + EF = 12 ; FGH = FG + GH + FH = 4 ; BCDHG = BC + CD + DH + HG + BG = 10 ;
P = Périmètre cherché = ABG + BCB + CDC + DEH + AEF + FGH - AFG - EFH - BCDHG
P = AB + BG + GA + BCd + BCg + CDb + DCh + DE + EH + DH + AE + AF + EF + FG + GH + FH - AF - AG - FG - EF - FH - EH - BCg - CDh - DH - HG - BG
P = AB + BCd + CDb + DE + AE = 11 + 9 + 4 + 6 + 12 + 4 - 3 - 7 - 10 = 26 ;

Résultat

Le périmètre du parc est de 26 km (réponse B).

09. Fabrication sur mesure

Enoncé

A partir d’un entier k quelconque positif, on peut fabriquer l’entier 3k + 1 ou bien l’entier k/2 si k est pair ou bien l’entier (k – 1)/2 si k est impair.

Prouver qu’à partir de l’entier 1 on sait fabriquer n’importe quel entier positif en un nombre fini d’étapes.

Résolution

k nous permet d'obtenir k1 = 3k + 1, ou bien k2 = k/2, ou bien k3 = (k - 1)/2 ; k1 progresse vars les triples, tandis que k2 et k3 régressent vers les demis ;
il nous faut donc vérifier qu'on passe bien partout ;

k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
k1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94
k2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
k3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Début du cheminement : 1 ; 4 ; 2 ; 7 ; 13 ; 6 ; 3 ; 10 ; 5 ; 16 ; 8 ; 19 ; 9 ; 22 ; 11 ; 25 ; 12 ; 28 ; 14 ; 31 ; 15 ;

Résultat

Il semble bien qu'on puisse passer partout, mais la démonstration n'est pas rigoureuse.

Reprise, en allant à reculons

En fait dans k2 et k3 on a tous les représentants. k2 ou k3 sera l'étape finale obtenue à partir d'un "double" ;
En effet k = 2k2 ou 2k3 + 1. Pour remonter vers les valeurs plus faibles il faut utiliser un "tiers" (si possible) ;
En effet k = (k1 - 1)/3 à condition d'avoir obtenu un k1 de la forme 3k + 1. Sinon il faut refaire un "double" (direct ou le double +1) ;

En résumé, en allant à reculons

L'objectif, le nombre à atteindre se présente sous les trois formes possibles : 3n ; 3n + 1 ; 3n + 2 ;
Pour atteindre 3n + 1 on peut partir de n qui est inférieur à 3n + 1, on est bien remonté vers le 1 d'origine ;
Pour atteindre 3n + 2 on ne peut que partir de la forme (double) 6n + 4 = 3(2n + 1) + 1. Ensuite on pourra remonter au tiers (2n + 1) < (3n + 2) ;
Pour atteindre 3n on ne peut que partir de la forme (double impaire) 3(2n) + 1. On remontera ensuite par la forme tiers 2n avec 2n < 3n

10. Combien de nombres à deux chiffres

Enoncé

n étant un entier positif à deux chiffres, et m la somme des trois entiers qui le suivent, combien existe-t-il d’entiers n tels que m soit un entier à deux chiffres avec les mêmes chiffres que n ?

Résolution

m = 3n + 6 ; ou, n = (m - 6)/3 ; m maxi = 99 ; n maxi = (99 - 6)/3 = 31 ; Si on représente n par 10a + b ;
m = 30a + 3b + 6 = 10b + a ; b = (29a +6)/7 ; Il n'y a qu'un couple qui répond à cette relation : a = 1 ; b = 5 ;

Résultat

Il n'existe qu'un seul nombre n entier : 15.

11. De TIC à TRAC en trois minutes

Enoncé

...

TRAC est un parallélogramme où la longueur du segment RA est de 6,28 cm et où la longueur du segment CA est de 3,14 cm. I est le milieu de RA.

Vous avez trois minutes pour calculer l'angle TIC.

Résolution

RA = 2TR = 2CA ; I milieu de RA ; TR = RI = IA = AC ; Les triangles TRI et IAC sont isocèles ;
RTI = RIT = TII' = (180 - TRI)/2 ; ACI = AIC = CII' = (180 - CAI)/2 ; TRI + CAI = 180 ; TIC = TII' + I'IC ;
TIC = (180 - TRI)/2 + (180 - CAI)/2 = (360 - TRI - CAI)/2 = (360 - 180)/2 = 90 ;

Résultat

L'angle TIC est droit.

Corrigé

La solution du corrigé est très brève et séduisante : Avec I'T = I'I = I'C ; Le cercle de centre I' et de rayon I'T passe par T, I et C ;
L'angle TIC est inscrit dans un demi cercle, il est droit.

12.Triplet a, b, c

Enoncé

Trouver tous les triplets (a, b, c) d'entiers positifs, avec a ≤ b ≤ c, qui ne soient pas tous les trois multiples d'un même nombre premier mais tels que a divise b + c, b divise a + c et c divise a + b.

Résolution

En incluant le nombre 1 on a les 3 triplets (1, 1, 1) ; (1, 1, 2) ; (1, 2, 3) ; Puis avec chacun des nombres premiers n, on a tous les triplets (n, n, n) ;

Résultat

Il y a une infinité de solutions : (1, 1, 1) ; (1, 1, 2) ; (1, 2, 3) puis (np, np, np) avec np premier quelconque.

Corrigé

Le corrigé considère que np ne fait pas partie de la solution.

Résultat corrigé

Il y a trois solutions : (1, 1, 1) ; (1, 1, 2) ; (1, 2, 3)

13. JJSS

Enoncé

Je vous propose aujourd'hui cet exemple en vous révélant sa jolie méthode pour le résoudre.
JJS2 = ELYSEE
Solution unique. Jean-Jacques Servan-Schreiber aussi appelé par ses initiales JJSS (1924-2006), est un journaliste, essayiste et homme politique français.

Résolution

E = 4 ; J = 6 ; L = 3 ; S = 2 ; Y = 8 ; JJS = 662 ; JJS2 = 438244 ; ELYSEE = 438244

Résultat

6622 = 438244

14. Combien de nombres à trois chiffres

Enoncé

Combien d'entiers positifs k à trois chiffres existe-t-il tels que, en soustrayant de k la somme de ses chiffres, on obtient un nombre qui a trois chiffres identiques ?

Résolution

En mettant k sous la forme 100a + 10b + c ; k' (k transformé) devient : 100a + 10b + c - a - b - c = 99a + 9b ;
Le résultat est de la forme 111d ;En simplifiant par on a : 3(11a + b) = 37d ; Pour avoir 37d multiple de 3, on peut prendre d = 3, 6 ou 9 ; Avec d = 3 ; b = (111 - 33a)/3 fonctionne pour a = 3 et b = 4 ;
Avec d = 6 ; b = (222 - 33a)/3 fonctionne pour a = 6 et b = 8 ;
Avec d = 9 ; b = (333 - 33a)/3 ne fonctionne pas ; La valeur de c est invariante ; c peut prendre toutes les valeurs de 0 à 9 ;

Résultat

Il existe 20 nombres de trois chiffres qui répondent à la question : 340, 341, 342, 343, ... 349, 680, 681, ... 689