Sujet1 : Le démineur
Le jeu du démineur consiste en une
grille de taille m × n, dont certaines cases (en nombre N connu sont
minées. Lorsqu'on clique sur une case minée, la partie est
perdue. Lorsqu'on clique sur une case non minée s'affiche sur elle
le nombre de cases minées parmi ses 8 cases adjacentes. Le but du
jeu est de localiser toutes les mines.
Les recherches sur le sujet peuvent commencer
par quelques dénombrements : combien de grilles différentes
sont possibles, comment estimer approximativement ce nombre lorsque m,
n et N deviennent très grands, etc.
On peut ensuite s'intéresser à
quelques situations pratiques : une grille partiellement résolue
étant donnée, que peut-on dire sur les cases qui restent
à explorer ? Lesquelles sont sûres ? Parmi celles qui ne le
sont pas, lesquelles ont le moins de chances d'être minées
?
Sujet 2 : Anthyphérèse et fractions continues
Combien de fois un segment de longueur 48 est-il
plus grand qu'un segment de longueur 21 ? Réponse : 2 fois, reste 6. Pour estimer
la valeur de 6/21, on remarque alors que :
et donc le problème se ramène
à la division de 21 par 6, qui donne 3 reste 3, d'où
Sujet 3 : Arithmétique de l'infini
Deux ensembles A et B sont dits équipotents s'il
existe une bijection de l'un dans l'autre, i.e. ils ont "le même nombre
d'éléments" (la même cardinalité). On note
("aleph zéro") la cardinalité de
.
Quelle est alors la cardinalité de
Plus dur : les ensembles
sont-ils équipotents ? L'intervalle [0,1] est-il équipotent à
?
Pour disposer de plusieurs cardinalités différentes sur lesquelles se poser des questions similaires, on pourra montrer que, si E est un ensemble, alors l'ensemble P(E) des parties de E ne lui est jamais équipotent.