Dans un carré de côté 1, on trace une ligne brisée de longueur supérieure à 1000. Existe-t-il toujours un segment parallèle à un côté du carré qui rencontre cette ligne en 500 points au moins ?
Mon instinct répond "oui". Je cherche une ligne brisée de longueur 1000, contenue dans un carré de côté 1, dont aucun segment ne soit parallèle à un côté du carré (sinon on a une infinité de points communs et la question est réglée). Je trouve au mieux une sorte de spirale, dont les côtés sont tous "presque parallèles" aux côtés du carré, et cette spirale fait au grand minimum 250 tours et des poussières, même en serrant bien. Donc on trouve forcément une droite parallèle à un côté du carré qui coupe cette spirale en 500 points (et même en 501 en choisissant bien )
Podcasts Modern Zeuhl : http://radio-r2r.fr/?p=298
on se place dans un repère orthonormé et on construit la suite de points suivants [TeX]A_n ({n\over1000};{({n\over1000})^2})[/latex] pour n compris entre 0 et 1000
et on trace les segments [latex]A_iA_{i+1}[/TeX] on définit cette fonction comme ceci. C'est une fonction strictement croissante car [latex]{n\over1000}<{{n+1}\over1000} et {{({n\over1000})}^2}<{{({{n+1}\over1000})}^2}[/latex] et bijective et tous les points se situent dans le carré de côté 1
Donc puisque cette fonction est bijective quand on va tracer des droites parallèles aux côté du carré alors ces droites ne couperont cette ligne en un seul point seulement
Mathias , encore une fois ton intuition est la bonne ( je te garantis que j'y trouverai une faille ) . Toutefois 500 est bien un maximum comme le montre le bout de schéma ci-dessous :
Gabriel , tes points sont sur un morceau de parabole dont la longueur est inférieure à 1,5 , par convexité la longueur totale de ta ligne est aussi inférieure à 1,5 , on est donc très loin des 1000 souhaités
Un indice : on peut décomposer chaque segment-déplacement en un déplacement horizontal et un déplacement vertical
J'ai apparemment été un peu pingre sur mon dernier indice
On note [latex]M_0M_1...M_n[/latex] la ligne brisée de longueur supérieure à 1000 , [latex]x_0;...;x_n[/latex] et [latex]y_0;...;y_n[/latex] les coordonnées de ces points dans le repère défini par le carré . Par l'inégalité triangulaire on a par exemple [latex]\sum_{i=1}^n|x_i-x_{i-1}|>500 [/latex] .
On note [latex]f_i[/latex] la fonction égale à 1 sur l'intervalle d'extrémités [latex]x_{i-1}[/latex] et [latex]x_i[/latex] et 0 ailleurs . On définit [latex]f=\sum_{i=1}^n{f_i}[/latex] .
Que vaut [latex]\int_0^1{f(t)dt}[/latex] , et que peut-on en déduire ?
[latex]\int_0^1f(x)dx>500[/latex] et [latex]0 \leq f[/latex] donc [latex]f[/latex] prend au moins une valeur supérieure à 500 ...
Vasimolo
PS : En complétant les quelques mots qu'il reste pour conclure je me suis rendu compte que 501 est bien le minimum comme le signalait Mathias ( mon illustration ne montre d'ailleurs pas autre chose )
[latex]\int_0^1f(x)dx>500[/latex] et [latex]0 \leq f[/latex] donc [latex]f[/latex] prend au moins une valeur supérieure à 500 ...
Vasimolo
PS : En complétant les quelques mots qu'il reste pour conclure je me suis rendu compte que 501 est bien le minimum comme le signalait Mathias ( mon illustration ne montre d'ailleurs pas autre chose )
Comme dirait Kosmo: C'est pas faux
-C'est curieux chez les marins ce besoin de faire des phrases !
Bon je finis , en fait je n'aime pas trop non plus ces problèmes un peu trop connotés "non matheux s'abstenir" ( mais j'en connais beaucoup qui aiment )
Pour un certain [latex]x[/latex] , [latex]f(x)>500[/latex] , vu la définition de [latex]f[/latex] cet [latex]x[/latex] appartient à plus de 500 intervalles d'extrémités [latex]x_{i-1}[/latex] et [latex]x_i [/latex] donc la droite verticale passant par ce point coupe la ligne brisée en plus de 500 points .
Bon Week-end
Les autres énigmes que j'ai proposées sont bien moins "techniques"