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BRÈVES de MATHS – Page 29 Un millier de faits et chiffres sur les nombres et les
mathématiques
En principe ces pages sont très
abordables sans connaissances particulières de maths. Elles sont proposées
dans un ordre quelconque favorisant la découverte de sujets multiples. |
Anglais: Facts and
figures about numbers and mathematics
560. Les six briques |
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Énigme Sachant que
le périmètre d'un seul rectangle est égal à 100, quel est le périmètre du
dessin ? Solution Lé périmètre des six briques est égal à: 6 x 100 =
600. En écartant légèrement
les briques, on constate que les traits en bleu ne font pas partie du
périmètre du dessin. On dénombre six
longueurs de briques et six largeurs, couvrant donc trois périmètres, soit:
300. Le périmètre du dessin
est donc: 600 – 300 = 300. |
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>>> Château et douves |
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Pour en savoir plus |
>>>
Périmètres avec des rectangles |
>>> Jeux
et énigmes – Index |
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561. Mêmes chiffres en base b |
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Cas où le
nombre et sa conversion en base b présentent les mêmes chiffres. Ces motifs sont très
nombreux. Autre exemple: 9 73010
= 3
79014 En effet: |
Exemple typique
100 + 50 + 8 = 81 + 72 + 5 Exemple avec 10 nombres consécutifs 9 73010 = 3 79014 9 73110 = 3 79114 … 9 73910 = 3 79914 |
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Mêmes chiffres en base b |
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562. Nombre différence de carrés |
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Nombres impairs Tout nombre impair (n = 2k + 1) est la différence
de deux carrés successifs: Exemple 11 = 5 x 2 + 1 = 6² –
5². 91 = 45 x 2 + 1 = 46² –
45². |
Tout nombre Tout nombre est égal à, au moins, une différence
de carrés, sauf, les nombres en 4k + 2 et les nombres 1, 2, 4. Exemple 96 = 25² – 23² = 14² – 10²
= 11² – 5² =
10² – 2² Le nombre 96 est quatre fois différences de carrés. Notez que la somme et la différence de ces couples sont des diviseurs
de 96. Ex: 25 + 23 =
48 et 25 – 23 = 2 => 48 x 2 = 96 14 + 10 = 24 et 14 – 10 =
4 => 24 x 4 = 96 |
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Nombres, différence de carrés >>>
Différence de carrés – Record de cas |
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Nombre 96 |
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563. Nombres d'or et d'argent |
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Le nombre d'or et le nombre d'argent
sont les longueurs des diagonales du pentagone et de l'octogone
respectivement. Ces deux nombres sont la limite du
rapport entre deux nombres successifs de Fibonacci ou de Pell-Lucas. La suite de Fibonacci est telle que
chaque nombre est la somme des deux précédents en commençant par 1, 1. La suite de Pell-Lucas est telle que
chaque nombre est la somme de deux fois le précédent et une fois son précédent en commençant par 1,
2. |
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Suite de Fibonacci et cousines |
>>>
Pentagone >>>
Octogone |
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564. Polygones rigides |
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Rendre rigide un polygone consiste à créer des
triangles, seuls polygones rigides naturellement. L'invariant des structures rigides est satisfait: 2P – A = 3 Exemple
pour le pentagone: A = 7 arêtes 2P – A = 10 – 7 = 3. |
Il existe une seule forme de triangle rigide,
comme pour le quadrilatère. Avec le pentagone, il y en trois, pour l'hexagone
13 et la quantité augmente très rapidement.
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>>> Pentagone
rigide façon meccano |
>>> Brèves constructions – Index |
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Pour en savoir plus |
>>>
Polygones rigides |
>>>
Polygones – Introduction et index |
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565. Somme de la table de multiplication |
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Problème Quelle est la somme de tous les nombres figurant
dans la table de multiplication des nombres de 1 à 9 ? Solution On remarque que la somme de la
première colonne est celle des nombres de 1 à 9 qui est égale à: Chaque des colonnes montre les mêmes
nombres multipliés par 2, 3, … 9. La somme sera: Formulation
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Table
de multiplication
Somme des nombres de la table 1 à 9 =
45² = 2 025 Somme des nombres de la table 1 à 10 = 55² = 3 025 |
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>>> Table
de multiplication |
>>>
Nombre 2 025 >>>
Nombre 3 025 |
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566. Somme des impairs |
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Démonstration muette de cette propriété: La somme des k premiers impairs
est égale à k².
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>>> Somme des carrés des entiers |
>>> Brèves Calculs – Index |
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Pour en savoir plus |
>>>
Somme des nombres impairs |
>>>
Carrés |
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567. Impairs, carrés et cubes |
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La
somme des impairs pris par quantité croissante k donne lieu à un cube égal à
k3. La
somme cumulée de ces cubes est un carré. |
La somme des impairs consécutifs par tranche est
un cube. La somme de tous les impairs consécutifs est un
carré.
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>>> Caractérisation des carrés |
>>> Brèves Calculs – Index |
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Pour en savoir plus |
>>>
Somme impairs = cubes |
>>>
Entiers impairs et cubes |
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568. Division rapide par 91 |
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Diviser un nombre à deux
chiffres par 91 est particulièrement simple. On commence par
multiplier par 11, et …Voir l'exemple. |
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Explication |
Méthode basée sur cette
prorpiété: 91 x 11 = 1001. On peut mettre la division sous
cette forme:
Le calcul de la période
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Au-delà de 91 |
Si le nombre à diviser dépasse
91, ajouter la quantité de fois que ce nombre contient 91. De n = 91 à 182,
ajoutez 1. |
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>>> Multiplication
rapide |
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>>>
Divisibilité par 91 |
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Nombre 91 |
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569. La suite qui se lit |
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Suite de nombres dite du
commentaire numérique ou suite de Conway. Suite de nombres comportant une
autoréférence. Elle mixte nombres et quantité
de nombres. Objet fréquent d'une énigme. |
1 11 21 1211 111221 312211 13112221 1113213211 31131211131221 13211311123113112211 11131221133112132113212221 3113112221232112111312211312113211 … |
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>>> La suite qui se lit (explication) |
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>>> Commentaire
numérique |
>>> Énigmes – Index |
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570. Triangle de Pascal – Propriétés |
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On sait que chaque nombre est
égal à la somme de celui du dessus et de celui dessus à gauche: 3 + 2 + 1 ou encore 35 = 20 + 15. La somme des nombres sur la ligne n est égale à 2n : 1 +
5 + 10 + 10 + 5 + 1 = 32 = 25 La somme des nombres un sur deux
sur la même ligne est égale à 2n-1. Et, cela deux fois. La somme des nombres le long des
diagonales produit les nombres de Fibonaci. |
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571. Fraction médiane |
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Propriété
Avec
deux fractions, l'une plus petite que l'autre, il est toujours possible de
trouver une fraction intermédiaire, la fraction médiane. Exemple
En effet: 0,333… < 0,4 < 0,5 |
Démonstration a/b < c/d avec des nombres
positifs (au moins b et d). Alors:
ad + ab = bc + ab a(b + d) < b(a + c)
Idem pour l'autre inégalité. |
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– Construction géométrique |
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Fraction médiane |
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Fraction |
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572. Échiquier et dominos |
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Énigme Peut-on couvrir cet échiquier tronqué de deux
cases de même couleur avec des
dominos ? Réponse: NON ! Démonstration Quantité de cases sur
l'échiquier tronqué: Avec 62 cases à couvrir
il faut 31 dominos. On remarque qu'un domino
couvre toujours une case blanche et une case noire quelle que soit sa
position. Donc, les 31 dominos
couvriront 31 cases blanches et 31 cases noires et jamais 32 et 30 comme
requis. |
Illustration
Les deux cases blanches des côtés opposés ont été
retirées. |
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et pavage |
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Problème de l'échiquier tronqué |
>>> Dominos |
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573. Cubes et carré de sommes |
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Tous les cubes
présentent le même jeu de relations que le cube de 6. Il est plus facile de
constater les relations que de les exprimer toutes. La relation principale
(en dernière ligne) dit que: La somme des
premiers cubes est égale au carré de
la somme des mêmes nombres. Cette relation se
prolonge pour la somme de k cubes consécutifs comme étant la différence entre
carrés de deux suites de nombres consécutifs. |
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égalité entre carrés et cubes >>> Carré = somme de cubes |
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Carré = somme de cubes >>>
Nombre 216 |
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Carrés >>> Cubes |
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574. Triangle – Périmètre minimum |
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Question Deux droites
parallèles. Un segment
AB formant la base de deux triangles ayant M et Q pour sommets. Quel est le
triangle qui a le plus petit périmètre ? Réponse C'est le
triangle isocèle AMB qui a le plus petit périmètre. Pourquoi ? Dessiner le
point B' symétrique de B par rapport à la parallèle MQ. MS est la
médiatrice de BB': QB =QB’ Périmètres: Or, dans le
triangle AQB': AB' < AQ + QB' Lorsque le
point Q se rapproche de M, le périmètre diminue. Il est minimum lorsque Q =
M; le triangle est alors isocèle. |
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égales |
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Triangle – Périmètre minimum >>>
Inégalité triangulaire |
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Triangles – Index |
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575. Corde tendue |
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Question Terrain de
100 m et corde de 101 m. Hauteur h du
piquet pour que la corde soit tendue ? Réponse Simple, avec
le théorème de Pythagore.
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Avec une corde de 101 m pour une distance de 100
m, la hauteur h dépasse les 7 m. |
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Théorème de Pythagore |
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576. Pi en somme et produit |
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Somme Formule de Leibniz (1646-1716)
Formule d'Euler (1707-1783)
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Produit Formule de Wallis (1616-1703)
Formule de Riemann (1826-1866)
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577. Hauteur du donjon |
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Défi Sans accès au pied du donjon, comment estimer la hauteur du donjon du
château de Vincennes ? La valeur donnée dans les livres est 52 m.
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Mesures Placé en un certain point, je mesure un angle b =
20°. En avançant de 100 m, l'angle passe à 50,5° Ai-je assez de données ? Oui ! Une modélisation avec GeoGebra
confirme le calcul
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Calcul
Note: le résultat est très dépendant de la précision de mesure des deux angles. |
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Tangente >>>
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578. Chemin le plus court |
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Alexis se
propose d'amener un livre à Pauline. Il doit cependant s'approcher du tapis
roulant pour y déposer son sac à dos. Quel est le chemin le plus court ? Si Alexis se
trouvait de l'autre côté, à la même distance du tapis (position symétrique),
il irait tout droit. Notons le
point où il aurait déposé son sac. Alexis doit
alors rejoindre le point de dépôt du sac et se diriger vers Pauline. Évidemment,
on aurait le même chemin en prenant la position symétrique de Pauline. On trouve d'autres exemples comme la vache ou la chèvre qui va boire à
la rivière avant de rentrer à la ferme, ou encore, le petit-fils qui apporte
un seau d'eau à sa grand-mère. |
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579. Nombres cachés dans notre langue |
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Mots de français dont l'étymologie renferme un
nombre caché d'une origine quelconque.
On exclut les nombres à préfixes explicites comme
bi-, tri-, etc. On les retrouve tous dans les pages culture des
nombres. |
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Suite de ce tableau (Nombroscope) |
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– Index |
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