Le blog-notes mathématique du coyote

Décomposer un nombre en la somme de trois cubes, ce n'est pas toujours évident. Mais les mathématiciens étaient déjà parvenus à trouver des solutions pour tous les entiers inférieurs à 100. Sauf 42. C'est désormais chose faite.
C'est en 1954 qu'a été posé le problème des trois cubes de la façon suivante : tout nombre entier peut-il s'exprimer comme la somme de trois entiers relatifs élevés au cube ? Ou, dans une écriture plus mathématique, comment trouver x, y et z avec k compris entre 1 et 100 dans l'équation suivante : x³+y³+z³=k.
Les solutions les plus évidentes ont rapidement été trouvées par les chercheurs. Et peu à peu, toutes les valeurs de k ont pu être résolues ou démontrées insolubles. Seules deux valeurs de k continuaient de donner du fil à retordre aux mathématiciens. En début d'année, le professeur Andrew Booker, de l'université de Bristol (Royaume-Uni), a résolu l'énigme pour k=33 en s'appuyant sur des semaines de temps d'un supercalculateur. Mais pour résoudre l'équation pour k=42, l'opération s'annonçait encore plus délicate.
Alors Andrew Booker a fait appel à Charity Engine, une sorte d'ordinateur mondial qui exploite la puissance de calcul inutilisée de plus de 500'000 PC. Une solution qui a tout de même nécessité plus d'un million d'heures de calcul pour en arriver aux valeurs suivantes : x = -80'538'738'812'075'974, y = 80'435'758'145'817'515 et z = 12'602'123'297'335'631.
« Nous n'avions aucune certitude quant à ce que nous allions trouver. Un peu comme lorsque l'on essaie de prédire un séisme. Nous aurions aussi bien pu continuer à chercher cette solution pendant un siècle encore. Mais aujourd'hui, je me sens soulagé », indique Andrew Booker. Ne lui reste plus qu'à se pencher sur la dizaine de décompositions manquantes pour les k inférieurs à 1.000 !

Source : Nathalie Mayer, Futura

« Mon jour de naissance est un nombre entier J pouvant aller de 1 à 12, inférieur ou égal à mon mois de naissance M ». Cédric annonce ensuite qu’il va indiquer le jour à Alice et le mois à Bob. Une fois sa promesse tenue, Alice dit :
« Je sais que Bob ne peut pas connaître sa date d’anniversaire ».
Bob dit alors de même pour Alice. A tour de rôle, chacun des deux compères dit que l’autre ne peut deviner la date d’anniversaire à ce stade de l’information.
L’échange est le plus long possible, jusqu’au moment où Alice déclare « Bob va pouvoir la deviner, moi, je viens le faire ».
Quelle est la date d’anniversaire de Cédric ?


Annie, quant à elle, annonce que son mois de naissance est strictement inférieur à son jour de naissance, mais qu’ils se terminent tous deux par le même chiffre et qu’elle va donner l’un à Alice, l’autre à Bob, sans préciser lequel. 
Alice : « Je ne peux pas deviner, mais je sais que Bob non plus ».
Bob : « Effectivement, je ne peux pas deviner, mais je sais si le nombre que m’a confié Annie est le jour ou le mois »
Alice : « Alors je connais la date ».
Bob : « Moi aussi ».
Quelle est la date d’anniversaire d’Annie ?


Source : Affaire de Logique, Le Monde du 10.10.2018. La solution s'y trouve.

AB et CD sont deux pièces de bois verticales sur une surface horizontale AC.
AD est un élastique qui peut être étiré théoriquement aussi loin que vous le souhaitez.
BC est plus long que AD, mais possède les mêmes propriétés.
P est le point d'intersection des deux élastiques.

Démontrez que la hauteur P au-dessus de la surface horizontale reste constante peu importe la longueur AC (en supposant que les élastiques restent tendus).

Source : Quora (où se trouve aussi la réponse)

Le concours 2019 de l'ASRO est maintenant ouvert aux gymnasiens suisses !
Participez et gagnez des prix pour un montant total de 1'000 CHF.
Informations sur https://www.crowdai.org/challenges/cheese-hunting-for-swiss-highschool-students.
Date limite : 25 mai 2019.

Un triangle rectangle presque isocèle (TRPI) est un triangle dont tous les côtés ont des longueurs qui sont des nombres entiers, et tel que les deux côtés qui ne sont pas l’hypoténuse ont des longueurs qui diffèrent juste d’une unité (et qui sont donc presque égales, d’où l’appellation « presque isocèles »). Peut-on déterminer tous les TRPI ?

Lire le billet de blogdemaths

Les carrés magiques de nombres ce sont des beaux objets qui permettent de connecter les mathématiques avec une partie de leur histoire ; de plus, leur compréhension ne nécessite pas de connaissances trop élaborées. Ici on donne une voie peu conventionnelle d’approcher ces carrés à partir des systèmes d’équations linéaires. On verra comment la résolution d’une telle équation permet de construire son propre carré, avec sa date de naissance en première ligne !

Lire l'article d'Andrés Navas sur Images des mathématiques

J'ai reçu pour Noël un Mirror cube. C'est comme un Rubik's cube, mais en plus design (surtout quand il est mélangé).

Cet article s’intéresse aux graphes dont les représentations dans le plan ne montrent pas de croisement d’arêtes en dehors de leurs sommets. Il s’intéresse aussi à la relation existant, dans ces graphes, entre le nombre de leurs sommets, le nombre de leurs arêtes et le nombre de régions que ces arêtes déterminent dans le plan. Il s’agit de la formule d’Euler pour les graphes planaires.

Lire l'article dans Images des mathématiques.

C'est ce soir à minuit que sera dévoilé le 256^ème et dernier problème du Défi Turing. Cette aventure a débuté fin 2012, l'année du centième anniversaire de la naissance d'Alan Turing.
L'idée de départ était de proposer à mes élèves un concours basé sur des exercices de programmation. Je le fais chaque année avec plus ou moins de succès (cela dépend beaucoup de la motivation des élèves, mais en général cela marche bien). Comme l'idée a plu à certains collègues, d'autres participants se sont joints à nous et une petite communauté de fidèles s'est formée. Leurs conversations dans le forum sont d'ailleurs particulièrement intéressantes, car chacun propose, dans son langage de programmation préféré (Python, Haskell, RPL, R,Java, C++, etc.), sa solution.
Heureusement pour moi, un collègue, David Draï, s'est associé à moi pour créer des problèmes originaux et plutôt corsés. Au final, on arrive à une collection de 256 problème allant du très simple au très coriace. Je le remercie encore une fois publiquement, car sans lui, j'aurais eu du mal d'arriver à mon objectif.
Le défi Turing ne disparaîtra évidemment pas. Je vais un peu le remanier quand j'aurai le temps, mais les problèmes resteront en ligne et il sera toujours possible de les résoudre.
Bravo à tous les participants et n'oubliez pas : il y a encore un dernier problème de David ce soir à minuit...

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