Le blog-notes mathématique du coyote

Est-ce que la dérivée d'une fonction peut être sa réciproque ? Réfléchissez-y avant de voir la réponse sur Quora.

Le 30 septembre 2015, l'équipe de recherche en Théorie des graphes de la Flinders University d'Adelaïde (Australie) donnait le départ d'un concours ouvert à tous sur le globe, intitulé FHCP Challenge.
Elle mettait à disposition de chercheurs, d'ingénieurs et de tous les curieux une collection de 1001 graphes, c'est-à-dire des réseaux de points connectés entre eux. Pour les participants, le défi consistait à démontrer l'existence, dans chacun de ces graphes, d'un circuit passant par les arêtes de ce graphe et visitant une fois et une seule tous ses sommets.
L'objectif des organisateurs était de faire un « état de l'art » des méthodes connues par les scientifiques et de mesurer leur efficacité en pratique. Le concours devait également permettre d'identifier les graphes vraiment difficiles, c'est-à-dire ceux que personne n'arriverait à résoudre.

Lire l'article de David Coudert et Nathann Cohen sur Interstices

On vous donne deux œufs, et l'accès à un immeuble de 100 étages. Les deux œufs sont identiques. Le but est de trouver l'étage de plus élevé à partir duquel un œuf ne se brisera pas en tombant d'une fenêtre de l'étage.
Si un œuf est tombé sans se casser, il est en bon état et peut être réutilisé.
Si un oeuf chute de l'étage n et se casse, alors il se cassera aussi en tombant d'un étage plus élevé. Si un œuf résiste à une chute, il résistera à toute chute d'un étage inférieur.

Quelle stratégie adopter afin de minimiser le nombre de lâchers d'oeuf pour trouver l'étage le plus élevé (et quel est ce nombre de lâchers, dans le pire des cas) ?

La réponse se trouve sur la page The Two Egg problem.

Le site www.multimagie.com propose, pour faire avancer douze problèmes non encore résolus sur les carrés magiques, douze prix pour un total de 8000 €. L'une de ces énigmes a été résolue en août 2016 par Sébastien Miquel. Cet étudiant en thèse a construit le plus petit carré magique connu qui soit à la fois additif et multiplicatif. Il s'agit d'un carré 7x7, de somme magique 465 et de produit magique 150'885'504'000. Sa découverte a nécessité 600 heures de calculs.

Pour fêter le 1000e problème de la rubrique Affaire de Logique d'Élisabeth Busser et Gilles Cohen paraissant chaque semaine dans Le Monde depuis 20 ans, Tangente organise à partir du mercredi 22 mars un concours, gratuit et ouvert à tous, sur 25 semaines (problèmes 1001 à 1025).

Pour y participer, rendez-vous chaque semaine pour consulter le problème :

• Dans le cahier Sciences et médecine du journal Le Monde daté du mercredi ;
• Sur le site affairedelogique.com entre le mercredi 0h et le lundi suivant à minuit.

Cherchez le problème et donnez votre réponse sur le site www.affairedelogique.com

• Pour cela, identifiez-vous (ou inscrivez-vous, si ce n'est déjà fait)
• Remplissez les cases correspondant aux questions du problème
• Vous pouvez modifier votre réponse jusqu'au dernier moment
• Vous pouvez sauter une étape si vous savez pas résoudre un problème

Chaque semaine, vous marquerez un score compris entre 0 et 40. Les scores seront totalisés chaque semaine.
Il suffira de marquer 400 points sur les 1000 possibles pour remporter un prix.

Raymond Smullyan se passionnait pour la logique et les mathématiques. Durant sa vie, il a conçu et imaginé de nombreuses énigmes différentes. Celle des extra-terrestres est une des plus difficiles qui soient et elle devrait par conséquent vous donner pas mal de fil à retordre. En réalité, elle risque même de vous pousser à la dépression.
Raymond Smullyan est en 1919 à Far Rockaway, un quartier du Queens. Passionné de mathématiques, il s’est rapidement rendu compte que les énigmes logiques étaient le meilleur moyen de familiariser le grand public à des concepts avancés. Cette énigme se déroule sur une planète lointaine. Cool, non ? Il a donc commencé à inventer des énigmes et il les a ensuite compilées dans plusieurs ouvrages.

Une énigme extrêmement populaire

The Chess Mysteries of Sherlock Holmes est un des plus connus et aussi des plus aboutis. Il utilise en effet les célèbres personnages de Conan Doyle pour familiariser le public à l’analyse rétrograde et il a propulsé le chercheur sur le devant de la scène.
Durant sa carrière, Raymond Smullyan a imaginé une énigme assez particulière, une énigme extrêmement difficile à résoudre.
Elle n’a pas beaucoup fait parler d’elle au début, mais tout a changé lorsque George Stephen Boolos a commencé à l’utiliser dans ses cours au MIT. Grâce à son extrême difficulté, le problème s’est très vite retrouvé sous les feux des projecteurs et elle est encore très populaire de nos jours.
Mais venons-en au sujet qui nous intéresse, et donc à cette fameuse énigme.
Vous incarnez un astronaute échoué sur une planète perdu au beau milieu d’un système que vous ne connaissez pas. Le seul moyen pour en repartir consiste à séduire les trois seigneurs de ce monde, des extra-terrestres du nom de Tee, Eff et Arr. Comment ? En leur remettant le bon objet, tout simplement.
Seul problème, vous ignorez qui est qui. Le seul moyen de mettre un nom sur chaque extra-terrestre consiste à leur poser des questions.

Des conditions à respecter

Mais voilà, le problème, c’est que vous devrez aussi prendre en compte six conditions.
Pour commencer, vous ne pouvez poser qu’un maximum de trois questions, et pas une de plus. En outre, les extra-terrestres répondront « ulu » ou « ozo » à chaque question. Une de ces réponses veut dire « oui », une autre veut dire « non », mais vous ne savez malheureusement pas laquelle est laquelle.
Le pire reste évidemment à venir, car si Tee dira toujours la vérité, Eff mentira toujours et Arr répondra pour sa part au hasard. Histoire d’en remettre une couche, chaque question doit être adressée à un seul extra-terrestre et si vous pouvez poser plusieurs questions au même extra-terrestre, vous ne pourrez pas poser les trois questions au même moment.

Vous trouverez la réponse sur Wikipédia ou dans la vidéo ci-dessous:

Vous avez huit boules et vous savez que l'une d'elles est légèrement plus lourde que les autres, qui sont de poids égal. Vous avez une balance à deux plateaux avec laquelle vous pouvez comparer le poids des boules. Vous pouvez mettre plusieurs boules en même temps sur les plateaux. Quel est le nombre minimum de pesées dont vous avez besoin pour établir quelle boule est la plus lourde ? Comment faire ?

Un nouveau jeu de grille de chiffres est apparu: Garam. Chaque case doit contenir un chiffre de sorte que les opérations indiquées soient exactes.

On peut y jouer sur le site de 20 minutes.

Source : Blog enseignant des mathématiques

Le problème des tours de Hanoï avec quatre piquets a été énoncé pour la première fois par Henry Dudeney en 1907 mais sous une autre forme. Il l’appelle alors problème de Reve. On considère quatre tabourets. Il s’agit de déplacer des fromages de différentes tailles d’un tabouret à un autre en respectant les règles :

• un seul fromage peut être déplacé à la fois,
• un fromage ne peut être placé sur un fromage de taille plus petite.

Lire l'article sur Images des Mathématiques

Si on place un Roi sur un échiquier de (n +1) x (n +1) cases, et s'il ne peut se déplacer que vers la droite ou vers le haut à chaque étape, de combien de façons peut-il aller de la case (0,0) à la case (n,n) sans jamais aller au-dessus de la diagonale principale ?

Lire l'article sur Blogdemaths.

Le bon, la brute et le truand se battent en duel à trois.
Comme ils font les choses bien, ils ont tiré au sort l'ordre dans lequel ils doivent tirer :le bon tirera en premier une balle, puis le truand, puis la brute. A condition, bien sûr, qu'il soit encore en vie. Et le tour reprendra dans le même ordre jusqu'à ce qu'il n'y ait qu'un seul survivant.
Le bon ne tire pas très bien. Il n'atteint sa cible qu'une fois sur trois. Il sait que le truand tire un peu mieux que lui, et qu'il touche une fois sur deux. La brute est un véritable tueur qui ne manque jamais sa cible.
Sur qui le bon doit-il tirer en premier pour avoir le plus de chance de rester en vie ?

Les gardiens d'une prison promettent de libérer leurs 50 prisonniers tous ensemble s'ils réussissent l'épreuve suivante. Les gardiens écrivent les 50 noms des prisonniers sur 50 cartons. Ils placent les cartons au hasard, à raison d'un carton par boîte, dans 50 boîtes fermées et alignées sur une grande table. Les prisonniers sont conduits les uns après les autres devant les boîtes. Sans savoir ce qu'ont fait les prisonniers précédents, chaque prisonnier doit ouvrir 25 des 50 boîtes et y trouver le carton avec son nom. Les prisonniers ne peuvent déplacer ni les boîtes ni les cartons, et doivent refermer les boîtes ouvertes avant de sortir. L'épreuve n'est réussie que si chaque prisonnier trouve son nom. Avant que l'épreuve commence, les prisonniers peuvent se concerter pour convenir d'une méthode, mais une fois l'épreuve commencée, ils n'ont plus aucun échange.
Les prisonniers pourraient procéder au hasard. Par exemple, ils pourraient utiliser une loterie à 50 numéros : chaque prisonnier lancerait la loterie autant de fois qu'il le faut, et ouvrirait la boîte indiquée par la loterie (sans tenir compte des numéros tombés plusieurs fois), cela jusqu'à avoir ouvert 25 boîtes. Chacun aurait une chance sur deux de réussir, et puisque les tirages seraient indépendants, la probabilité qu'ils réussissent tous serait exactement 1/250 = 8,881 3 10–16, ce qui est vraiment très peu !
Ils peuvent faire beaucoup mieux et avoir une probabilité de réussite collective supérieure à 30 %. Comment ?

Réponse dans l'article de Pour la Science écrit par Jean-Paul Delahaye

« La poste nous a remis récemment une petite boîte en carton peint, sur laquelle on lit : la Tour d’Hanoï, véritable casse-tête annamite, rapporté du Tonkin par le professeur N. Claus (de Siam), mandarin du collège Li-Sou-Stian. Un vrai casse-tête, en effet, mais intéressant. Nous ne saurions mieux remercier le mandarin de son aimable intention à l’égard d’un profane qu’en signalant la Tour d’Hanoï aux personnes patientes possédées par le démon du jeu. »

Lire l'article sur Images des Mathématiques

Beaucoup de problèmes mathématiques peuvent être résolus à l’aide d’un partage astucieux des éléments de l’ensemble étudié en plusieurs parties. La série de trois articles que nous vous proposons est consacrée à cette idée importante.

Lire la suite sur Images des mathématiques

Le casse-tête Binoxxo se joue sur une grille carrée de côté pair. Il s'agit de remplir une grille avec des X et des O en respectant les règles suivantes :

• il ne peut pas y avoir plus de 2 X ou 2 O consécutifs sur chaque ligne et chaque colonne;
• il y a le même de nombre de X et de O sur chaque ligne et chaque colonne;
• il ne peut pas y avoir deux lignes identiques; il ne peut pas y avoir deux colonnes identiques.

Jouer en ligne au Binoxxo.

En repensant à cette merveilleuse pub (il y en a) de 1997, je suis posé des questions. On voit bien que le Chinois est sur la muraille de Chine. Mais d'où téléphone l'autre personnage ? Et peut-on dire à quelle époque de l'année l'action se situe. Enfin, est-ce tout simplement possible ?

Un joli problème, lu sur le "Tangente" no 165, provenant des jeux mathématiques et logiques :

Une entreprise a inventé un modèle de vase «super-fort». Dans un immeuble suffisamment haut, un testeur veut vérifier l'étage le plus élevé à partir duquel un vase «super-fort» peut être lâché sans être cassé à son arrivée au sol. Cet étage est au moins égal à 1 et au plus égal à 16. Il est le même pour tous les vases.
Un vase peut être lâché un très grand nombre de fois sans être cassé, cela ne change en rien ses caractéristiques techniques. L'entreprise a donné au testeur deux vases qu'il a le droit de casser.
Au minimum, dans le cas le plus défavorable, quel est le nombre de tests qui garantit la vérification de l'étage le plus élevé à partir duquel un vase peut être lâché sans être cassé à son arrivée au sol ?
Le rez-de-chaussée de l'immeuble est considéré comme l'étage numéro 0.

A la fin du XVIIIe siècle, le génial Leonhard Euler s'intéresse au problème des 36 officiers, le genre de problème que l'on donne à quelqu'un pour s'en débarrasser plusieurs heures, le temps qu'il comprenne que c'est en fait insoluble. Le souci, c'est que quand on donne un problème de ce type à des mathématiciens, ça ne les occupe pas simplement quelques heures, mais au moins plusieurs siècles...

Lire le billet sur Choux romanesco, vache qui rit et intégrales curvilignes.