G266. Les cure-dents Imprimer
G2. Combinatoire - Dénombrements
calculator_edit.png  

Problème proposé par Jean Louis Legrand

Vous jouez avec 2011 cure-dents identiques, assimilés à des segments, que vous devez placer, à la verticale ou à l'horizontale, sur un plan (infini).
Au tour 0, avant de jouer, il n'y a aucun cure-dent sur le plan.
Au tour 1, vous placez un cure-dent à la verticale, n'importe où sur le plan.
Ensuite, à chaque tour, vous devez placer le nombre maximum de cure-dents sur le plan, de façon que:
- le milieu de chaque cure-dent soit situé à l'extrémité d'un cure-dent, et d'un seul, placé avant ce tour;
- chaque cure-dent qui en touche un autre ne le fasse qu'à une extrémité (deux cure-dents ne doivent jamais se recouvrir sur une moitié).
Par exemple, au tour 7, vous placez 12 cure-dents sur le plan  pour obtenir la figure de 35 cure-dents suivante:
G266


Q1 ***: Existe-t-il un tour qui donne une figure contenant exactement 2011 cure-dents? Si oui, déterminer le numéro de ce tour. Si non, préciser le numéro du tour qui donne le résultat le plus proche de 2011.
Q2 *****: Combien y a-t-il de cure-dents à l’issue du tour n°2011?

 Solution


Pierre Henri Palmade a résolu le problème en donnant pour réponse à Q1: 60-ième tour et en plaçant en réponse à Q2 : 2247339 cure-dents à l'issue du tour n° 2011.
Paul Voyer a remarqué que ce problème a fait l'objet d'une analyse fouillée de la part de N.J.A. Sloane - le père fondateur de la célébre encyclopédie en ligne des séquences d'entiers (O.E.I.S)-  et de deux autres mathématiciens américains sous le nom  de Toothpick Sequence. On trouvera par ailleurs dans G266-Les cure-dents les liens avec l'OEIS.