Élégantes méthodes de résolution (2)


Jean-Louis Legrand

La beauté des problèmes de mathématiques réside souvent dans une méthode imaginative, un « haha » comme le disait Martin Gardner, qui transforme la résolution en une évidence, à condition de trouver un nouveau regard.

Huit astuces, indiquées en intertitre, onze problèmes les utilisant, vous sont proposés dans les deux premières pages de cet article. Prenez le temps d’en chercher la solution, en utilisant si besoin les pistes qui vous sont suggérées, avant de la découvrir dans les deux pages qui suivent.

 

Être inventif

1- Un triangle ABC a pour base BC = 8 cm et pour aire 12 cm2. Il existe toute une famille de triangles ayant la même base [BC] et la même aire.

Quel est le périmètre minimum que l’on peut obtenir pour un tel triangle ?

La première idée est de caractériser géométriquement l’ensemble des points auquel le point A appartient. La seconde idée est de traduire la question par la recherche d’une distance minimale qui permette de trouver le point A à l’intérieur de cet ensemble. Ce problème peut être relié à celui de la recherche du trajet le plus court pour aller d’un point à un autre en passant prendre de l’eau au bord d’une rivière rectiligne.

 

2- Un moine quitte son monastère à 7 heures du matin. Il grimpe au sommet d’une montagne, s’arrêtant lorsqu’il est fatigué et à son rythme. Il arrive au sommet à midi. Il passe l’après-midi et y dort, repart le lendemain ... Lire la suite


références

1- N°15 des Quarts de Finale du Championnat FFJM 2012
2- Karl Duncker
3- Erich Friedman
4- Yufei Zhao (IMO), MathOverflow
5- Terence Tao, Solving mathematical problems, a personal perspective, Oxford University Press, 2006
6, 11- Martin Gardner, Problèmes et divertissements mathématiques, Dunod, 1965
7- Arthur Engel, Problem Solving Strategies, Springer, 2008 / Gilles Cohen, Élisabeth Busser et Jean-Louis Legrand, Affaire de logique 1075, Le Monde
8, 11- Jean-Louis Legrand, The Paris Puzzles, Amazon KDP, 2020
9- Philippe Fondanaiche, « Quelques beaux principes à la recherche de la preuve mathématique » (conférence du 18 mars 2014 au cercle Pierre-de-Jumièges)