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La solution!

Le problème de maths du mois de mai 2016 - RTSdécouverte [GFreihalter - Andreas Praefcke - Seubastien - Lienhard Schulz - HJPD - Shaula Fiorelli]
Parmi toutes ces frises, lesquelles vont par deux? Lesquelles - elles sont au nombre de deux - sont célibataires? - [GFreihalter - Andreas Praefcke - Seubastien - Lienhard Schulz - HJPD - Shaula Fiorelli]
Tous les mois, retrouvez ici le problème de maths du mois concocté pour vous par le Mathscope de l'Université de Genève, avec, quelque temps plus tard, sa solution. En ce mois de mai, on vous propose d'élucider un problème de frises qui vont par deux. Ou pas.

L'énigme

Toutes ces frises vont par paires sauf deux. Sauriez-vous trouver selon quel critère et quelles sont les "célibataires"?

La solution

La solution au problème de maths du mois de mai 2016 [GFreihalter - Andreas Praefcke - Seubastien - Lienhard Schulz - HJPD - Shaula Fiorelli]
La solution au problème de maths du mois de mai 2016 [GFreihalter - Andreas Praefcke - Seubastien - Lienhard Schulz - HJPD - Shaula Fiorelli]

Les paires sont:

1 et 7
2 et 8    
3 et 5    
4 et 9    
6 et 10

Les "célibataires" sont donc les frises 11 et 12. En effet, on peut classer les frises grâce à leurs symétries. Mathématiquement, une frise est définie par un motif (encadré en rouge sur l’image) se répétant périodiquement dans une direction donnée. Mais outre cette translation, on peut trouver d’autres symétries qui laissent la frise inchangée. Ces symétries sont:

- une symétrie axiale d’axe vertical (en jaune sur l'image)
- une symétrie axiale d’axe horizontal (en vert sur l'image)
- une symétrie centrale (c'est-à-dire une rotation de 180°) (les points rouges sur l’image)
- une trans-symétrie ou symétrie glissée, c'est-à-dire que l’on fait d’abord une symétrie d'axe horizontal que l'on translate (représentée par la flèche bleue sur l'image)

Chaque frise peut admettre aucune, une ou plusieurs de ces quatre symétries. Ceci permet de classer toutes les frises en 7 groupes, à isomorphisme près.

. [Mathscope/RTSdécouverte]
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Mathscope, Université de Genève, RTS Découverte

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