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Forum dédié aux énigmes et à toutes formes de jeux de logique.

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 #1 - 25-04-2011 12:04:49

SaintPierre
Banni
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Lieu: Annecy

Pâques te de fractions ?

Ajoutez un demi, un tiers puis un quart, un cinquième, un sixième, etc. jusqu'à arriver à 5. Croyez-vous qu'il vous faudra, pour cela, utiliser plus ou moins de 100 fractions différentes ?



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C'est à l'intelligence d'achever l'oeuvre de l'intuition.
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 #2 - 25-04-2011 12:23:36

emmaenne
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pâques et de fravtions ?

plus


Dans le cadre de la quinzaine du beau langage, ne disez pas disez, disez dites. (Julos Beaucarne)

 #3 - 25-04-2011 13:16:47

kosmogol
Banni
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Pâques et de fracttions ?

"Je crois pas moi !"


http://enigmusique.blogspot.com/

 #4 - 25-04-2011 13:26:01

franck9525
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Lieu: UK

Pâques et de fraactions ?

moins de 100 car [latex]H_{100}\approx 5.19[/latex]

Edit: et plus de 100 si on oublie la première fraction 1/1


The proof of the pudding is in the eating.

 #5 - 25-04-2011 13:59:21

gwen27
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pâques et dz fractions ?

En ayant calculé, il en faut 225. maintenant, comment le démontrer sans le faire ?

 #6 - 25-04-2011 14:42:26

SaintPierre
Banni
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Lieu: Annecy

Pâques et de factions ?

Vous n'êtes pas d'accord. Moi non plus ! lol


C'est à l'intelligence d'achever l'oeuvre de l'intuition.

 #7 - 25-04-2011 15:20:20

Nombrilist
Expert de Prise2Tete
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pâqies et de fractions ?

Il en faudra plus. Mais j'ai triché.

 #8 - 25-04-2011 15:28:17

shadock
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Pâques et d efractions ?

Non je ne suis pas d'accord !!! Bon alors si on résume ça nous fais :
[TeX]\sum_{i=2}^n \frac{1}{i}=5[/latex] et on cherche [latex]n[/TeX]
Pour se donner un ordre d'idée on peut calculer une intégrale :
[TeX]\int_2^{100} \frac{1}{x}=[ln(x)]_2^{100}[/TeX]
[TeX]=ln(100)-ln(2)[/TeX]
[TeX]=ln(50)[/TeX]
[TeX]=3.912023...[/TeX]
Donc [latex]\sum_{i=2}^{100} \frac{1}{i}<5[/latex]
Wolfram alpha confirme que [latex]n>226[/latex]

Ne connaissant pas grand chose sur le calcul intégral (je me suis renseigné sur internet) mais je ne sais pas si ce que je fais est juste smile

Shadock


"L'expérience est une lanterne qui n'éclaire que celui qui la porte." L-F. Céline

 #9 - 25-04-2011 15:32:58

debutant1
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pâques et de fractipns ?

je pense qu'il faut plus de 150 termes car ln100= 4.605 et ln150= 5.1

 #10 - 25-04-2011 15:50:09

Jackv
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Lieu: 94110

pâques et de fractiins ?

100 fractions sont très loin de suffire, même si on a effectué alors plus de 80 % du parcours.
Un petit passage par Excel me dit qu'il faudra utiliser 226 fractions pour dépasser la valeur de 5.

 #11 - 25-04-2011 16:22:30

Kikuchi
Passionné de Prise2Tete
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Pqâues et de fractions ?

Plus de 100.

Je trouve 227. (Merci M. Villemin tongue)

Si on a :[latex]H_n=\displaystyle\sum_{k=1}^n \dfrac{1}{k}\approx \ln(n) + 0,5772156 + \dfrac{1}{2n}[/latex]

Alors: [latex]\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{4}+\cdots = H_n -1[/latex]

Et Donc: [latex]H_n -1 \;>\; 5 \Rightarrow H_n \;>\; 6 \Rightarrow \ln(n)+0,577215+\dfrac{1}{2n} \;>\; 6[/latex]

Qu'on approxime à [latex]n \;>\; e^{6-0.5772156} \Rightarrow n\;>\; 226,508937[/latex]

Ce que me confirme Wolfram


There's no scientific consensus that life is important

 #12 - 25-04-2011 18:15:19

olyon
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Pâques e de fractions ?

Il faut plus de 100 fractions. il en faut entre 148 et 294.
http://img715.imageshack.us/i/fractions.jpg/

 #13 - 25-04-2011 18:42:11

MthS-MlndN
Hors d'u-Sage
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Lieu: Rouen

Pâques et de fractions ??

D'instinct, je dirai bien plus. Maintenant, un peu de calcul :

Trouver [latex]k[/latex] tel que [latex]\sum_{i=2}^k \frac1i \ge 5[/latex].

Wolfram|Alpha me donne 227 par essais successifs ; je ne sais pas comment le calculer, a vrai dire...


Podcasts Modern Zeuhl : http://radio-r2r.fr/?p=298

 #14 - 26-04-2011 10:29:06

halloduda
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Lieu: Ardèche

Pâques et de fracitons ?

[TeX]\sum_2^{101} \frac 1 n \approx {-1+\ln {(101)}+0.577...+\frac 1 {202}\approx 4.09}<5[/TeX]
(Approximation de la série harmonique)

Oui, il faudra plus de 100 fractions.
Il en faudra environ 226.

 #15 - 26-04-2011 10:39:24

FRiZMOUT
Verbicruciste binairien
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Pâques et de fraction ?

Je dirais 226, pour ma part.

 #16 - 26-04-2011 17:06:22

rivas
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Lieu: Jacou

Pâques et dee fractions ?

Un rapide calcul (dans excel par exemple) montre que la somme des inverses des entiers de 1 à 100 dépasse 5 (~5,187).

Je suppose qu'on veut le montrer smile
Avec N inverses d'entiers différentes la somme la plus grande s'obtient en prenant les N premiers entiers évidemment. On va donc considérer [latex]S_N=\sum_1^N{\dfrac1n}[/latex].

La méthode classique des encadrements de série (méthode des rectangles) donne:
[TeX]S_N \ge \int_1^{n+1}\dfrac{dt}t=ln(n+1)-ln(1)=ln(n+1)[/TeX]
Donc si ln(n+1) est >5, [latex]S_N[/latex] aussi, ce qui est le cas pour [latex]N>=148[/latex].

Cela ne suffit pas à démontrer notre résultat. Il faut affiner la minoration, on perd trop de surface entre la courbe et les premiers rectangles.

En isolant le premier rectangle, on a:
[TeX]S_N \ge 1+\int_2^{n+1}\dfrac{dt}t=ln(n+1)-ln(2)+1[/TeX]
On trouve que pour [latex]N \ge 2e^4-1[/latex] (soit 109 pour N entier) [latex]S_N[/latex]est supérieur à 5, mais cela reste trop grand.

En appliquant la même méthode mais en isolant les 2 premiers rectangles, on trouve que [latex]S_N[/latex] est supérieur à 5 pour [latex]N \ge 3e^{\dfrac72}-1[/latex], soit N=99. Cette fois-ci on a bien montré que les 99 premiers inverses d'entiers suffisent à dépasser 5.

On dépasse 5 à partir de la somme des inverses des 83 premiers entiers.

Merci pour cette énigme.

 #17 - 26-04-2011 22:23:25

L00ping007
Elite de Prise2Tete
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Lieu: Paris

Pâqques et de fractions ?

Je vais encadrer la somme des inverses des entiers compris entre 2 et n.
Je prends k entier entre 2 et n, et t réel entre k et k+1
[TeX]k \le t \le k+1[/TeX][TeX]\frac1{k+1} \le \frac1t \le \frac1k[/TeX][TeX]\int_k^{k+1}\frac{dt}{k+1} \le \int_k^{k+1}\frac{dt}t \le \int_k^{k+1}\frac{dt}k[/TeX][TeX]\frac1{k+1} \le \ln(k+1)-\ln(k) \le \frac1k[/TeX][TeX]\sum_{k=2}^n\frac1{k+1} \le \ln(n+1)-\ln(2) \le \sum_{k=2}^n\frac1k[/TeX]
Si je note S_n=\sum_{k=2}^n\frac1k, les inégalités s'écrivent :
[TeX]S_n+\frac1n-\frac12 \le \ln(n+1)-\ln(2) \le S_n[/TeX][TeX]\ln(n+1)-\ln(2) \le S_n \le \ln(n+1)-\ln(2)+\frac12-\frac1n[/TeX]
Si je prends n=100 :
[TeX]3,92 < \ln(101)-\ln(2) \le S_{100} \le \ln(101)-\ln(2)+\frac12-\frac1{100} < 4,42[/TeX]
J'en déduis donc qu'il faut + de 100 fractions pour dépasser 5 smile

 #18 - 27-04-2011 20:15:34

Ajita
Amateur de Prise2Tete
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Messages : 1

Pâques et de fractioons ?

plus que 100 ^^
puisque les valeur vont être de plus en plus faible à ajouter et la centième  valeur nous sommes à peu près à 4.1 donc il en manque pas mal ^^

 #19 - 28-04-2011 14:32:46

shadock
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 39
Messages : 3332

pâques zt de fractions ?

rivas a écrit:

Un rapide calcul (dans excel par exemple) montre que la somme des inverses des entiers de 1 à 100 dépasse 5 (~5,187).

Je suppose qu'on veut le montrer smile
Avec N inverses d'entiers différentes la somme la plus grande s'obtient en prenant les N premiers entiers évidemment. On va donc considérer [latex]S_N=\sum_1^N{\dfrac1n}[/latex].

La méthode classique des encadrements de série (méthode des rectangles) donne:
[TeX]S_N \ge \int_1^{n+1}\dfrac{dt}t=ln(n+1)-ln(1)=ln(n+1)[/TeX]
Donc si ln(n+1) est >5, [latex]S_N[/latex] aussi, ce qui est le cas pour [latex]N>=148[/latex].

Cela ne suffit pas à démontrer notre résultat. Il faut affiner la minoration, on perd trop de surface entre la courbe et les premiers rectangles.

En isolant le premier rectangle, on a:
[TeX]S_N \ge 1+\int_2^{n+1}\dfrac{dt}t=ln(n+1)-ln(2)+1[/TeX]
On trouve que pour [latex]N \ge 2e^4-1[/latex] (soit 109 pour N entier) [latex]S_N[/latex]est supérieur à 5, mais cela reste trop grand.

En appliquant la même méthode mais en isolant les 2 premiers rectangles, on trouve que [latex]S_N[/latex] est supérieur à 5 pour [latex]N \ge 3e^{\dfrac72}-1[/latex], soit N=99. Cette fois-ci on a bien montré que les 99 premiers inverses d'entiers suffisent à dépasser 5.

On dépasse 5 à partir de la somme des inverses des 83 premiers entiers.

Merci pour cette énigme.

J'ai rien compris à la démonstration de @rivas qui démontre qu'on a tous faux, alors où est son erreur ? yikes


"L'expérience est une lanterne qui n'éclaire que celui qui la porte." L-F. Céline

 #20 - 28-04-2011 14:46:17

gwen27
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 5,679E+3

Pâquess et de fractions ?

Son erreur est de sommer à partir de 1/1 et non de 1/2.

Effectivement, 4 est atteint en 83 coups.

 #21 - 28-04-2011 14:47:05

racine
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 1224

Pâques et de fracctions ?

Il somme à partir de n=1, or la question part pour n=2.

Edit: grillé par gwen

 #22 - 28-04-2011 14:59:17

rivas
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 48
Messages : 1105
Lieu: Jacou

pâqies et de fractions ?

Désolé, j'ai mal lu. Je suis en effet parti de 1/1 et non 1/2.
Le raisonnement reste bon quand même smile

 

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