Lycée Jean Jaurès de MONTREUIL (93)
Lycée Louise Michel de BOBIGNY (93)
Collège République de BOBIGNY (93)
 
 

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

On demande d'appliquer ce procédé appelé Anthyphérèse au rapport des deux longueurs données par la branche de l'étoile à cinq branches régulière et le côté du pentagone régulier dans lequel elle est inscrite. On peut réaliser le même travail avec la diagonale d'un carré et son côté, ou encore avec la hauteur d'un triangle équilatéral et son côté. Les expressions obtenues s'appellent des fractions continues. A partir d'elles, peut-on trouver une autre expression des rapports géométriques précédents ? Qu'y a-t-il de remarquable dans ces fractions continues ?

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.

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