Exercice N°1 : Un corrigé

 

  1. Le dé repose au départ sur la face «1».
    La valeur minimale de s  est  donc  1+2+1+2+…+1+2 = 3 ´ 1001 = 3003.
    Cette somme contient 1001 nombres «2» et 1000 nombres «1» si l’on excepte le «1» initial.
    La valeur maximale de s est  1+4+3+4+3+…+4+3+4 = 1+4+1000´7=7005.
    Remarque : Le calcul précédent est aisément généralisable. Appelons n (n³1) le nombre d’étapes. sn  et Sn les valeurs minimales et maximales de la somme obtenue au bout des n étapes.

Pour = 2,  s= 1 + 2 + 1 = 1 +  1´3 et S2 = 1 + 4 + 3 = 1 + 1´7.

Supposons que pour n = 2p, s2p = 1 + 3p et S2p = 1 + 7p.

Il vient s2p+2  = s2p + 2 + 1 = 1 + 3p + 3 = 1 + 3(p+1), et  S2p+2 = S2p + 4 + 3 = 1 + 7(p + 1).

On montre de même que si n est impair,  s2p+1 = 3(p+1) et  S2p+1 = 5+7p.
On retrouve bien dans le cas p = 1000, les valeurs trouvées plus haut.

 

  1. L’intérêt du dé tétraédrique est de pouvoir passer d’une face donnée à toute autre face, par basculement autour d’une des trois arêtes disponibles. Il est donc possible de substituer à tout numéro de face k  (k 1, 2, 3, 4), dans une somme s, le numéro de toute autre face distincte de k.

Ainsi, en partant de s0 = s2001 = 3003, le remplacement progressif des 1001 numéros «2» par des numéros «3» permet à s de prendre toute valeur entière comprise entre 3004 et 4004 .

Posons s1 = 4004 = 1+3+1+3+1+…+1+3. Le remplacement progressif des 1000 «1» par des «2» dans s1  permet à s de prendre toute valeur entière entre 4005 et 5004.

Posons s2 = 5004 = 1+3+2+3+2+…+2+3. Le remplacement progressif des 1001 «3» par des «4» dans s2 permet à s de prendre toute valeur entière entre 5005 et 6005.

Posons s3 = 6005 = 1+4+2+4+2+…+2+4. Le remplacement progressif des 1000 «2» par des «3» dans s3 permet à s de prendre toute valeur entière entre 6006 et 7005. Ainsi s  peut prendre toute valeur entière comprise entre 3003 et 7005.

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