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Maths - Physique - Informatique / Collège, Lycée et +

 

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Rédaction

 

 

 

Exercices de mathématiques

avril 2010.

prière de lire le règlement du concours


Exercices A

Date limite d'envoi : 19 mai 2010

 

A

A. 503. Soient donnés dans un espace de dimension 3 les vecteurs u1,u2,...,un  et v  tels que  |u1|\ge1, ..., |un|\ge1 ; |v|\le1 et u1+...+un=0. Montrer alors que

|u1-v|+ ….+|un-v|\gen.

(5 points)

A. 504. Démontrer que pour des entiers quelconques 0<r<k<t, il existe un entier strictement positif N(r,k,t) ayant la propriété suivante: si l’hypergraphe G r-uniforme possède au moins N(r,k,t) points et s’il existe au moins une arête entre ses k  points quelconques, alors G  contient un sous-hypergraphe complet à t  points. (Un hypergraphe  est un graphe dans lequel les arêtes relient un nombre de points quelconques et non seulement deux. Un hypergraphe est r-uniforme  si exactement r  points appartiennent à chacune de ses arêtes. Un hypergraphe r-uniforme est complet  si pour r  points quelconques il existe une arête qui les relie.)

(5 points)

A. 505. Dans le quadrilatère ABCD  inscriptible dans un cercle, O1  et  O2  sont les centres des cercles inscrits des triangles ABC  et  ABD. La droite O1O2  coupe la droite BC  en E  et la droite AD  en F.

(a) Montrer qu’il existe un cercle c  tangent aux droites BC  et AD  en E  et en F.

(b) Montrer que c  est tangent aussi le cercle circonscrit au quadrilatère ABCD.

Proposé par: János Nagy (Budapest)

(5 points)

 


Les exercices B

Date limite d'envoi : 19 mai 2010

B

B. 4252. Pour quels nombres entiers n>2 l’affirmation suivante est-elle vraie? ,,Tout polygone convexe à n  côtés possède un côté sur lequel aucun des deux angles n’est un angle aigu.''

(3 points)

B. 4253. En utilisant des cubes bleus et rouges, nous avons construit un cube de 6×6×6 de telle façon que chaque partie de 2×2×2 soit composée exactement de 3 cubes rouges et de 5 cubes bleus. Montrer que parmi les sommets du grand cube il y a aussi exactement 3 rouges et 5 bleus.

(4 points)

B. 4254. Existe-t-il une fonction non nulle dans le plan pour laquelle la somme des valeurs prises aux sommets d’un pentagone régulier quelconque soit nulle?

(4 points)

B. 4255. Montrer que, si pour le nombre entier n  strictement positif,  2n+1 et 3n+1 sont des carrés parfaits, alors 5n+3 ne peut pas être un nombre premier.

(4 points)

B. 4256. Existe-t-il un triangle dont un angle soit coupé en quatre parts égales par la hauteur, la médiane et la bissectrice passant par le sommet de cet angle?

(4 points)

B. 4257. Pour le voyage sur Mars, on a préparé un groupe constitué de 11 000 astronautes. On sait que parmi 4 astronautes quelconques on peut choisir 3 qui forment un personnel compétent pour le module descendant sur le sol de Mars. Montrer qu’il est possible de choisir 5 astronautes de telle façon que parmi eux 3 quelconques forment un personnel compétent.

(5 points)

B. 4258. Soit donné le triangle ABC et la droite e. Pour quel point P  de e  la distance PA2+2PB2+3PC2 sera-t-elle minimale?

(3 points)

B. 4259. Un cercle passant par les sommets B  et C  du triangle ABC  coupe le côté  AB  en D  et le côté AC  en E. La médiane AF du triangle coupe DE  en G. Montrer que

\frac{GD}{GE} = \frac{AC^2}{AB^2}.

(4 points)

B. 4260. Résoudre le système d’équations

\cos x + \cos y + \cos z & = \frac{3\sqrt{3}}{2},

\sin x +\sin y +\sin z & =\frac{3}{2}

(4 points)

B. 4261. Sur notre maison en forme de cube, nous posons un toit constitué de deux triangles isocèles et de deux trapèzes symétriques dont les arêtes sont de même longueur et dont deux faces voisines quelconques forment un angle de même mesure. Combien de fois l’arête du toit est-elle plus grande que celle du cube?

(5 points)

 


Les exercices C

Date limite d'envoi : 19 mai 2010

C

C. 1025. Pour les nombres entiers a  et b, soit aob  le nombre qu’on obtient en additionnant 1 au nombre supérieur ou égal à l’autre, soit a*b  le nombre qu’on obtient en additionnant 1 au nombre inférieur ou égal à l’autre.

Résoudre l’équation suivante: (xo2010)*2011=x+2.

(5 points)

C. 1026. Prolonger les diagonales d’un carré, de la longueur du côté du carré, dans une des deux directions. Combien de triangles isocèles les extrémités des prolongations et les sommets du carré déterminent-ils?

(5 points)

C. 1027. Résoudre l’équation (ax2+bx+14)2+(bx2+ax+8)2=0 dans l’ensemble des nombres entiers, sachant que a  et b  sont des nombres entiers.

(5 points)

C. 1028. Soit donné dans le plan le triangle équilatéral ABC. Considérer la figure géométrique plane constituée par les points dont la distance par rapport à A  n’est pas plus grande que le côté du triangle et dont la distance par rapport à B et à C n’est pas plus petite que le côté du triangle. Combien de fois l’aire de cette figure est-elle plus grande que celle du triangle?

(5 points)

C. 1029. Dans une boutique, 160 cartes de vœux sont empilées en un seul tas. Un client les divise en deux tas (pas forcément en deux tas identiques mais il y a au moins deux cartes dans chaque tas). Il achète une carte d’un des deux tas. Le client suivant procède de la même manière, c’est à dire il divise un des tas existants en deux tas selon les conditions précédentes et il achète une carte d’un des tas. Est-il possible d’arriver de cette manière à une situation où il y aurait quatre cartes dans chaque tas?

(5 points)


Les exercices K

Date limite d'envoi : 19 mai 2010

K

K. 247. Dans les trois premières années de sa vie, la Belle au bois dormant dormait en moyenne 14 heures par jour, ensuite jusqu’à l’âge de 16 ans 8 heures par jour, puis à partir du jour de son 16. anniversaire, quand elle s’est fait piquer le doigt avec le fuseau, pendant 100 ans 24 heures par jour. Un muscardin hiberne pendant 5 mois (du 1er novembre au 31 mars), le reste de l’année, il est réveillé 8 heures par jour en moyenne (la nuit). Après combien d’années de sommeil le prince charmant aurait dû réveiller la Belle au bois dormant pour que sa durée moyenne journalière de sommeil, en comptant de sa naissance jusqu’au moment du réveil, soit la même que celle d’un muscardin? (En effectuant les calculs, pour simplifier, on peut négliger les années bissextiles, c’est à dire qu'on peut prendre le mois de février toujours avec 28 jours.)

(6 points)

K. 248. La  figure  présente le patron d’un cube. Peindre deux carrés en rouge, les quatre autres en blanc, en vert, en jaune et en bleu de telle manière que le cube plié à partir de ce patron ne possède pas deux faces voisines de même couleur.

De combien de manières différentes peut-on colorier la figure selon ces conditions?

(6 points)

K. 249. On jette dans une tirelire des pièces de monnaie de valeurs nominales 5, 10, 20, 50, 100 et 200. La somme qu’elle contient en ce moment est 18 200. Avant d’y jeter la dernière pièce, le nombre des pièces de valeurs nominales différentes était inversement proportionnel à leurs valeurs nominales. Combien y a-t-il de pièces de 200 actuellement dans la tirelire?

(6 points)

K. 250. Deux personnes ont estimé le nombre de spectateurs à un concert en plein air. Selon la première il y avait 2700 personnes, selon l’autre 3600. On a appris par la suite que, par rapport à la réalité, l’une des estimations était erronée de deux fois plus de pour cent que l’autre, mais l’une a été sous-estimée, l’autre surestimée. Combien de personnes ont-elles participé au concert?

(6 points)

K. 251. Prolonger les deux diagonales d’un carré de côté \sqrt 2 -1 , dans un sens, de la longueur de son côté.

a) Donner la longueur du segment reliant les extrémités nouvelles des prolongements.

b) Montrer que le carré possède un sommet qui détermine un triangle isocèle avec les extrémités nouvelles des prolongements.

(6 points)

K. 252. Multiplier la somme de six nombres entiers consécutifs par la somme des six nombres entiers consécutifs suivants. Montrer que la division de ce produit par 36 donne toujours le même reste.

(6 points)


Les solutions des exercices de Mathématiques doivent être adressées à :

Association "Jeunes Talents Scientifiques"
42 rue d'Illzach
68100 Mulhouse

ou par mail : mathspci@free.fr ( lire les questions/réponses )

Date limite d'envoi : 19 mai 2010

   
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