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Bon ben voilà une enigme qu'on m'a posé, qui ne demande strictement aucune connaissance en maths.
- E est en ensemble fini (contenant n éléments)
- on dispose d'une loi * (c à d que pour x,y dans E on a x*y appartient aussi à E (un peu comme l'addition dans IR)) qui est associative c à d pour x,y,z dans E on a x*(y*z)=(x*y)*z
Montrer qu'il y a un élément x dans E tel que x*x=x

Meme si le vocabulaire est inhabituel pour certains, le concept est tres simple.

------------------------------ Ce que nous ignorons a plus d’influence sur nos vies que ce que nous savons
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Es qu'il existe un element neutre e tel que x*e=x ?


Message édité par Anonyme le 20-01-2007 à 21:48:02
Répondre à Anonyme

Pas forcément, sinon ca serait facile, c'est juste une loi associative dans un ensemble fini.

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Répondre à abel_b

Je vois pas, un indice ?

Répondre à Anonyme

Prendre un élément x dans E et envisager x*x*x*x*x*x*etc... en exploitant le fait que E est fini.....Bon apres il faut construire le raisonnement.

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Répondre à abel_b

1*1=1
g pas trop reflechie donc sa doit etre faux mais je trouverais sa drole que tu prouve que 1 soit inclue dans E

Répondre à yuricama

Un ensemble ne contient pas forcément des chiffres...Ca peut etre n'importe quel objet, ca peut etre un ensemble fini d'ensemble, un ensemble de fontions etc....ca peut etre n'importe quoi.
'*' c'est une notation pour la loi qui est complètement quelconque, aucun rapport avec la loi "multiplier"...voilà...

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Répondre à abel_b

Personne ?...Ce pb de c'est 3 bouts de ficelle (pr reprendre l'expression de la personne qui me l'a posé)...même le concept d'addition dans IN est plus élaboré....On a un ensemble FINI de plusieurs éléments disons x1,x2,...,xn on a une loi * qui prend 2 éléments qqcques et les envoie sur un élément xi qui est associative xi*(xj*xk)=(xi*xj)*xk (de la meme maniere que 1+(2+3)=(1+2)+3 dans IN)

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Répondre à abel_b

Moi je vois pas en tout cas :/

Répondre à Anonyme

Bonsoir :),
Apres m'etre arraché quelques cheveux, j'ai enfin trouvé une démonstration :).
Par contre, c'est surement pas la plus simple, mais je pense qu'elle est claire.
Comme je me voyais mal la recopier ici, je l'ai bien présentée (en tout cas, j'ai essayé :) ), puis prise en photo :).
La photo est par la.
Sinon, pour préciser un peu mon écriture, j'ai utilisé la notation puissance. Par exemple, x² signifie x*x, et ainsi de suite.

Sinon, je ne suis pas vraiment sur que ca ne nécessite aucune connaissance mathématiques. Mais je veux bien qu'on me prouve le contraire en démontrant ca avec des "bouts de ficelle" ;)

Bon, faudrais peut etre que j'aille me coucher maintenant moi...
Bonne nuit à tous :)

Répondre à Halike

Salut, tu as vu le truc (par contre je n'ai pas regardé les détails mais je pense que tu as vu le truc)

Spoiler :


Ma solution repose sur cette meme idée mais est bcp plus synthétique (je trouve) : Déjà je démontre ceci par récurrence (pour n=1 c'est trivial) donc supposons que cette propriéte est vraie pour les ensemble de cardinal < n:
- pour x dans E, il suffit d'écrire E={x,x^2,x^3,...,x^i,yi+1,...,yn) car il existe des éléments de E s'écrivant ss la forme x^k (on en fait l'inventaire dés le début)...
Donc soit i<n donc on remarque que F={x,x^2,...,x^i} est un sous ensemble de E stable par cette loi donc il existe un élément de F (à fortiori dans E) qui vérifie ceci CQFD par hypothèse de recurrence...
Soit i=n donc on écrit E={x,x^2,...,x^n)
Du coup on aura x^(n+1) = x^i et on obtient un "cycle"...
x^i----x^(i+1)-------...----x^n----...x^i etc...a chaque fois qu'on fait " *x "
Il suffit de constater que x^j=x^j*x^(k*(n-i+1)) (on retombe sur le même élément apres un nombre entier de cycle : ceci utilise le caractère commutatif) pour k de IN* et pour j quelconque
Maintenant soit on prend j=n-i+1 et k=1 si x^j est dans le cycle (ce qui n'est pas forcément le cas), soit on trouve k tel que k*(n-i+1) est dans le cycle et on prend j=k*(n-i+1) ce qui est possible car il suffit que k soit tel que n >= k(n-i+1)>= i (les paquets de taille (n-i+1) doivent entrer dans un paquet de taille n-i+1 donc tjs possible (utiliser la division euclidienne pour une preuve propre)...finalement il existe k tel que x^k(n-i+1)*x^k(n-i+1)=x^k(n-i+1)

Voilà voilà


Finalement c'est long quand on veut rédiger un peu plus...au départ j'avais fait ça intuitivement en passant bcp de trucs sous silence...

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Répondre à abel_b

En fait y a plus simple : il suffit de regarder uniquement le cas i=1 et de constater que x^n*x^n=x^n car si i<>1 le truc passe par récurrence....

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Répondre à abel_b

Citation :

qui ne demande strictement aucune connaissance en maths


T'es sûr de toi là ? :D

Moi, je vois que tu ne fais jamais référence à l'associativité qui est essentielle :p

Répondre à CRicky

Ouais, et j'appelle pas ça une énigme, mais un problème de math :S

Répondre à Anonyme

Si j'y fait référence quand je dis que x^n*x^n=x^(2n) (bon c'est vrai que je ne l'ai pas dit explicitement dsl)..
C'est vrai que "énigme" n'est pas le mot approprié mais cet exo fait appel a aucune connaissance donc il suffit d'avoir de la logique (peut etre un peu de pratique aussi) : il suffit de savoir ce que c'est qu'un ensemble et une loi associative...apres les raisonnements sont élaborés certes mais ne demandent pas de connaissance en maths (les connaissances en math d'un collégien de 3eme suffisent) car même la récurrence que je fais n'est pas nécessaire, c'est juste un confort de rédaction...et il n'est pas nécéssaire de tout détailler (en tous cas c'était l'esprit du pb quand on me l'a posé, suffisait de remarquer l'histoire des cycles)

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Répondre à abel_b

Il faut connaitre la technique de la démonstration par récurrence. Tu es habitué à toutes les petites techniques, mais si tu les empiles, ça augmente la difficulté pour quelqu'un qui n'en a pas l'habitude. Tout ce que tu sais, tu l'as appris rapidement car quelqu'un l'avait déjà trouvé avant toi. Ce qui n'est pas encore trouvé, se trouve plus difficilement. Ta logique est structurée par ce que tu sais ;)
Je reprends l'exemple de l'associativité. Si tu n'a jamais réfléchis dessus, utiliser la propriété x*(y*z)=(x*y)*z sur (x^n)*(x^n) = x^(2n) ne parait pas si évident si l'on ne sait pas tout ce qu'implique une associativité, ça se démontre.

Les mathématiques ne sont de la logique, donc un collégien est, en théorie, capable de résoudre tous les problèmes mathématiques existant, non ? Tu peux jouer sur le fait de se représenter des données de façon particulière, mais c'est finalement ce que tu fais, à petite échelle, avec ce problème ;)

Répondre à CRicky

Le raisonnement est élaboré c'est clair mais les techniques utilisées sont tres rudimentaires (l'utilisation de la récurrence n'est pas du tout nécessaire : j'ai fait ceci pr alléger la rédaction c'est tout). Il suffit juste de remarquer qu' on est "obligé" de décrire un cycle en faisant x*x*x*x*x*x vu que l'ensemble est fini (et ça meme un collégien ayant un peu de recul peut le remarquer : apres il pourrait par exemple ecrire les élément en cercle (un peu comme une pendule) et trouver immédiatement un truc qui marche...Bon c'est vrai ce n'est pas évident d'avoir cette démarche là mais les connaissances utilisées sont vraiment rudimentaires : le fait de remarquer le cycle n'est pas un enseignement des maths, c'est juste du bon sens...une fois ceci remarqué, le reste va tout seul...J'ai posé ce pb à une copine de termS (de niveau moyen) qui a su remarquer l'histoire du cycle sans pr autant réussir à écrire la preuve proprement (il est compréhensible que qqun n'ayant pas bcp de connaissances ou de pratique ne sache pas faire cette étape là)...
Par contre pr l'histoire de l'associativité, une analogie avc l'addition ou la multiplication suffit : tt le monde sait que (a+b+c+...)+(d+e+...)=a+b+c+...+d+e+... (c'est clair que si on ne voit pas l'analogie, on risque de galérer)...

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Répondre à abel_b

Oui peut-être, j'ai tendance a trop regarder directement le formalisme :D

Pour l'histoire de l'associativité, l'analogie peut être un grand piège ;)

Répondre à CRicky

C'est vrai que c'est "moche" comme justification de dire "par analogie", il faudrait effectivement démontrer (ce qui n'est pas naturel)...Mais bon pr qqun ayant peu de connaissances on peut etre indulgent sur la rigueur car à la base on m'a posé ce pb comme une enigme et non un exo de maths donc les affirmations du genre "on voit que..." suffisent à justifier...

Citation :

Pour l'histoire de l'associativité, l'analogie peut être un grand piège


Je suis d'accord, le fait de faire des analogies induit en erreur, les profs nous interdisent de le faire pour éviter les grosses coquilles sur les copies (genre simplification par une matrice)...Mais chercher des analogies (mathématiques ou visuelles) développe l'intuition je trouve.
Cela dit, bien que demandant que peu de connaissances, je considère qud meme ce pb difficile car il demande de l'initiative (il faut bricoler,voir des particularités etc...alors qu'on nous apprend à raisonner en partant d'hypothèses pr déduire...)

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Répondre à abel_b
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