Réponses commentées de Michel DAMIENS au deuxième exercice

(vendredi 3 avril)

solution de l'énigme 2a

1 - On prend 10 jetons parmi les 64 et on les place dans le tas A.
2 - On prend ensuite les 54 jetons restants, on les retourne tous et on les place dans le tas B.
A et B ont le même nombre de jetons côté noir. En effet :

  • s’il y a 10 jetons noirs dans A, alors A contient 0 blanc, donc B contient 10 blancs et 44 noirs, ce qui, une fois retournés, fait 10 noirs et 44 blancs ;
  • s’il y a 9 jetons noirs dans A, alors A contient 1 blanc, donc B contient 9 blancs et 45 noirs, ce qui, une fois retournés, fait 9 noirs et 45 blancs ;
  • s’il y a 8 jetons noirs dans A, alors A contient 2 blancs, donc B contient 8 blancs et 46 noirs, ce qui, une fois retournés, fait 8 noirs et 46 blancs ; etc.

Cas général : s’il y a n jetons noirs dans A (0 ≤ n ≤ 10), alors A contient 10 - n jetons blancs, et donc B contient d’abord 10 - (10 - n) jetons blancs, c’est-à-dire n jetons blancs qui, une fois retournés, donnent n jetons noirs : A et B ont donc chacun n jetons noirs.
Généralisation : si au départ il y a X noirs et Y blancs
dans le tas A : mettons n noirs et b blancs
dans le tas B : il y a donc X-n noirs et Y-b blancs puis, après les retournements, X-n blancs et Y-b noirs
il faut que n = Y - b donc n + b = Y donc il faut mettre Y jetons dans A

solution de l'énigme 2b

(Je note ^ pour l'exposant et <= pour inférieur ou égal)

Pour trouver le nombre de chiffres d'un entier X il faut l'encadrer par deux puissances consécutives de 10 : le nombre de chiffres d'un nombre X est l'entier n tel que 10(n-1) <= X < 10n

par exemple 376 s'écrit avec trois chiffres parce que 102 <= 376 < 103
1) Prenons X = 20202020 ; on a tout d'abord 1000 <= 2020 < 10000 c'est à dire 103 <= 2020 < 104 (donc 2020 a quatre chiffres !)
On en déduit que (103)2020 <= X < (104)2020 ce qui donne 103060 <= X < 108080 en vertu de la formule (ab)c=a(bxc)
Donc le nombre de chiffres de X (notons le X') est un entier compris entre 6060 et 8080.
Donc X' s'écrit avec 4 chiffres autrement dit : le nombre de chiffres de X' est X'' = 4.
Finalement, 4 s'écrit avec un seul chiffre (!) : le nombre de chiffres du nombre de chiffres du nombre de chiffres de X est X''' = 1

Si on veut obtenir 2 comme résultat pour la question précédente on voit qu'il va falloir que X soit beaucoup plus grand.

2) Prenons le raisonnement précédent "à l'envers".
On veut que le nombre de chiffres du nombre de chiffres du nombre de chiffres de X soit X''' = 2.
Alors on peut prendre X'' = 10 qui s'écrit bien avec X''' = 2 chiffres.
Donc on peut prendre X' = 1000000000 = 109 qui s'écrit bien avec X'' = 10 chiffres.
Il faut donc que 10999999999 <= X < 101000000000
Ce qui donne en même temps la plus petite valeur possible X = 10999999999 (un suivi de neuf cent quatre vingt dix neuf millions neuf cent quatre vingt dix neuf mille neuf cent quatre vingt dix neuf zéros)


Autre méthode : pour celles et ceux qui savent utiliser les logarithmes décimaux
Le nombre de chiffres d'un entier n est égal à 1 plus la partie entière de log n, ce qu'on notera E(log n) + 1
Partons de X''' = 2
Alors 2 = E(log X'') + 1 donc E(log X'') = 1 ce qui donne log X'' >= 1 soit X'' >= 10
De même E(log X') + 1 >= 10 donne E(log X') >= 9 donc log(X') >= 9 soit X' >= 109
Enfin E(log X) + 1 >= 109 donne E(log X) >= 109 - 1 donc Log(X) >= 109 - 1 soit X >= 10(109-1) 
Vérification : X = 10999999999 s'écrit avec 1000000000 chiffres
qui s'écrit avec 10 chiffres
qui s'écrit avec 2 chiffres


Commentaires (mardi 31 mars) de Michel DAMIENS au deuxième exercice

Énoncé 2a.

       Après quelques tentatives subversives de détournement de l'énoncé, l'ordre a été rétabli et certain.e.s ont trouvé la solution. 

Pour celles et ceux qui continuent à chercher, Il faut essayer de "pratiquer" cette expérience en minimisant les transformations qui feraient perdre de l'information : par exemple les retournements de pions "au hasard" ou la répartition "au hasard" des pions entre les deux tas. La méthode choisie pour les retournements induit d'ailleurs à posteriori le nombre de pions dans chacun des tas.

Énoncé 2b.

      La difficulté vient ici du maniement malaisé de très grands nombres. La question elle aussi - par la répétition de la locution "nombre de chiffres" - a parfois été un obstacle, mais il faut alors "essayer" avec un exemple plus simple : si N est égal à 1000000000 (un milliard) alors le nombre de chiffres de N est 10, le nombre de chiffres de 10 est 2, le nombre de chiffres de 2 est 1 donc le nombre de chiffres du nombre de chiffres du nombre de chiffres de N est 1.
Ensuite il faut se poser la question : comment évalue-t-on le nombre de chiffres d'un nombre ; il y a deux méthodes : par encadrement par des puissances consécutives de 10, par exemple 198 est compris entre 10² et 10³ donc son nombre de chiffres est 3 ; ou bien, pour les plus savant.e.s en utilisant le logarithme décimal (ce qui équivaut aux encadrements).

Les réponses complètes ?

Comme d'habitude vendredi, avec les énigmes suivantes.

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  Au sujet de la réponse #7 de Gilbert Navasa
(je note a^b pour "a à la puissance b")
La réponse est correcte mais il faut corriger deux points dans les explications :
- 1000^2020 n'est pas égal à 10^2023 car (a^b)^c=a^(bxc)
- 2,02^2020 est inférieur mais approximativement égal à 2^2020 et comme 2^10 est approximativement égal à 10^2
on en déduit que 2,02^2020 est approximativement égal à 2^2020
soit 2^(10x202)
ou encore (2^10)^202
soit (10^2)^202
et finalement 10^404
ce qui ajoute au moins 404 chiffres au nombre par lequel on le multiplie (sauf erreur de ma part !)
Merci pour votre participation
Michel