Énigme: Combien y a-t-il de triangles dans cette figure? mais aussi, combien de types de triangles semblables? Solution: Il y a 35 triangles différents, et 2 types de triangles semblables!
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S'il s'est écoulé pas mal de temps avant que j'écrive un nouveau billet, c'est qu'un petit problème génial a occupé une grande partie de mon temps libre. En effet, il se trouve qu'un de mes collègues a une passion pour les mathématiques toute aussi forte que la mienne. Voici le problème qu'il m'a envoyé la semaine dernière. Un problème simple (et connu) mais dont la solution s'avère, on s'en doute, plutôt ardue. Il s'agit de compter le nombre de triangles équilatéraux que l'on retrouve dans un grand triangle équilatéral de côté n. Pour n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = 6 Et comme je n'ai trouvé nulle part sur Internet les images des triangles pour les valeurs de n subséquentes, et que de tracer ces triangles à la main est une tâche plutôt ingrate, et que si vous êtes comme moi vous voudrez sûrement dénombrer vous aussi, on a pour n = 7 n = 8 n = 9 et enfin n = 10 Non sans effort, vous trouverez peut-être ces résultats:
où a ( n) est le nombre de triangles dans chaque figure. Ce qui me frappe d'abord et avant tout c'est… qu'il n'y a effectivement rien de frappant dans les nombres de la colonne de droite.
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Le nouveau quiz du samedi est de sortie! L'observation, c'est votre truc, et cela remonte finalement à l'époque où votre grand-mère vous collait dans le canapé avec un cahier d'activités sur les genoux pour pouvoir avoir la paix durant Arabesque. À force, vous étiez devenu imbattable aux jeux des différences et il vous suffisait ainsi d'une dizaine de secondes pour percer leurs mystères. Cela ne vous aura sans doute pas échappé, mais les jeux d'observation sont désormais légion sur la toile et il ne se passe plus une semaine sans que l'on en voie défiler une bonne dizaine sur les réseaux sociaux. Celui que vous allez découvrir à la fin de l'article est assez populaire et il a pas mal tourné sur Facebook au début du mois. Cela n'a rien de surprenant, car il est beaucoup moins facile qu'on pourrait le croire. Tout ce que vous avez à faire, c'est de compter le nombre de triangles présents sur l'image
L'énoncé du problème est assez simple à la base. L'idée, c'est en effet de compter le nombre de triangles présents sur l'image.
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Dénombrement de triangles Combien y a-t-il de triangles dans cette figure? Combien y en aurait-il dans le cas d'une figure comportant 50 points alignés et numérotés sur la demi-droite d? Un coup de pouce: En consignant les résultats sous forme d'un tableau: Situation n° nombre triangles Calculs 1 1 1 2 3 (1) + 2 3 6 (3) + 3 = [(1) + 2] + 3 = 1 + 2 + 3 4 10 6 + 4 = [ 1 + 2 + 3] + 4 = 1 + 2 + 3 + 4 L'observation du tableau permet d'affirmer que la situation 50 comptera 1+2+3+4+5+6+... +47+48+49+50 triangles. L'article Une somme de travail? permet d'écrire 1 + 2 + 3 +... + 48 + 49 + 50 = [ 50. 51]: 2 = 1275 La ligne 50 compte donc 1275 triangles.
30-03-05 à 17:43 Je ne dis pas qu'on doit procéder comme ça. J'ai donné une proposition et j'ai expliqué que nous 3 on arrivait à la même solution (presque). Je n'ai jamais fait des études en France et je n'ai aucune idée de quel matière est enseignée en quelle année. Vous faîtes vos devoirs comme il vous semble bien de les faire, je ne suis là que pour expliquer les parties que vous ne comprenez pas. Si le dénombrement ne doit pas être utilisé il suffit de me le dire. Posté par Brigitte Re-fonction- combien y a t il de triangles 30-03-05 à 17:46 Isisstruiss,
Si je rajoute à ma droite un point sup., le point 6, j'ai en plus de mes 10 triangles de départ
016
026
036 5 de + donc 10 tri 5 p 4(4+1):2 = 10
046 15 tri 6 p 5(5+1):2 = 15
056 50 p 49(49+1):2 = 1 225
Yes! yes! Yes! Je suis super méga contente... Merci encore isisstruiss tu m'as fait
faire un bond en avant en math... (je commence à aimer... c'est pas croyable j'y ai passé la journée... )
Merci culnomak2
Posté par Brigitte Re-fonction-combien y a t il de triangles 30-03-05 à 17:53 Bon, pendant que je cherchais j'ai pas lu vos messages et maintenant je ne sais plus si c'est juste ou faux comme j'ai fais...
Arrêtons-nous un moment sur la méthode des différences. La méthode précédente qui consiste à faire le tableau des différences de deux termes consécutifs peut être appliquée à de nombreux autres problèmes, par exemple elle illustre bien la suite des carrés des entiers naturels. On remonte depuis la ligne du bas où toutes les valeurs sont égales (à 2). On obtient un nombre impair (2 k +1) sur la ligne au-dessus, qui est lui-même la différence entre deux carrés consécutifs (( k +1) 2 – k 2). C'est une autre façon de retrouver la propriété précédente que la somme des premiers entiers impairs est égale au carré de leur nombre! On peut constater que cette méthode n'est pas sans rappeler la construction du triangle de Pascal qui est un outil de base en combinatoire. Notons également que la machine de Babbage était basée sur les calculs par différences. Voilà, on peut maintenant obtenir \(N_k\) pour les grandes valeurs de k par un calcul direct, par exemple \(N_{100} = 256275\), ce qui est beaucoup plus court que de le faire à l'aide d'un algorithme itératif ou d'une formule de proche en proche!
Le niveau suivant est illustré dans la figure 2 où l'on voit clairement 3 triangles dont les côtés sont de longueur 3. Figure 2: Les 3 triangles de taille 3 contenus dans le quatrième terme de la suite. Les choses deviennent un peu plus compliquées au niveau suivant où l'on distingue 7 triangles (voir figure 3). Figure 3: 4 triangles de côté 2 à gauche (on notera ici un triangle inversé) et 3 à droite (où les triangles se superposent). Au niveau des petits triangles de base, une énumération par lignes indique que ce nombre est la somme des 4 premiers nombres impairs. Il s'agit d'une somme bien connue, qui est égale au carré du nombre de ces entiers impairs, ici 4 2 = 16. On trouvera ci-dessous une façon astucieuse de retrouver ce résultat. Au total, on a donc \(N_4 = N_4^{(4)}+N_4^{(3)}+N_4^{(2)}+N_4^{(1)}=1+3+7+16=27\). La somme des n premiers entiers impairs est égale à n 2. On peut prouver ce résultat en représentant la somme cherchée par des jetons, par exemple, pour n = 5. Chaque ligne est pliée en son milieu pour obtenir un carré parfait.
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