Problème de suite
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Problème de suite



  1. #1
    moebius2

    Problème de suite


    ------

    Bonjour,

    Je bloque sur un problème où je "sens" qu'il faut utiliser les suites et déduire le résultat en faisant tendre vers +infini mais j'ai l'impression que mon raisonnement ne m'amène pas sur le bon chemin.

    Voilà le problème:

    J'ai une carafe de vin de contenance 250 mL = 250.10^3 mm^3. Quand je la vide, il y a toujours 1mm3 de vin qui reste collé aux parois.
    Mon but est de rincer la carafe avec de l'eau un certains nombre de fois, ce nombre tendant vers l'infini (et c'est là que je ne comprends pas) afin qu'il ne reste plus que 10^-50 mm^3 de vin collé aux parois. Et on me demande combien d'eau il me faut au minimum pour y arriver.

    Je ne comprends pas pourquoi le nombre de lavage doit tendre vers l'infini car pour moi, on devrait se demander au bout de combien de lavages (et donc quelle quantité d'eau) on aura le résultat attendu.

    Maintenant voici mon raisonnement:

    Je considère qu'à chaque lavage on ajoute la même quantité d'eau et qu'à la fin du lavage, on jette tout le liquide (sauf le résidu collé aux parois). Et je note z la quantité totale de liquide dans la carafe.

    Lavage n=0: on vide la carafe de son vin (que je note y). Il reste 1y. (Je prends le mm^3 comme unité de référence).
    Lavage n=1 je rajoute une quantité (z-1) d'eau (que je note x). On a donc (z-1)x+y
    on vide: ((z-1)/z) x + (1/z) y

    Lavage n=2 Même raisonnement (z-1)x + ((z-1)/z) x + (1/z) y soit (1/z)((z²-1)x+y)
    on vide : (1/z²)((z²-1)x+y)


    Et donc je déduis la relation de récurrence:
    A la fin du lavage n, le mm^3 restant est composé de (1/z^n)(z^n-1)x (eau) et de (1/z^n) y (vin).

    Donc là, vu que le nombre de lavages tend vers l'infini, je devrais avoir lim(1/z^n) = 10^-50 lorsque n tend vers + infini.

    Mais ça me parait impossible...

    Merci pour votre aide !!

    PS: désolé pour les équations, j'aurai du utiliser LateX mais j'espère que ça reste compréhensible.

    -----
    Dernière modification par moebius2 ; 25/09/2014 à 23h22.

  2. #2
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Problème de suite

    Bonjour.

    Tu te compliques la vie avec ces y et z.
    La question est mal posée, car on ne sait pas ce qui se passe quand on remet de l'eau. Sans parler du "tend vers l'infini" qui n'a évidemment aucun sens (*). On va supposer qu'à chaque rinçage, il reste 1 mm3 de liquide sur les parois et que à chaque rinçage, le mélange eau/vin est parfait. ce qui reste sur les parois (1ml pour un total de 250) est 1/250e.
    la quantité d'eau nécessaire au premier rinçage est 249 ml, et il restera 1ml composé de 249 parties d'eau et 1 partie de vin. Donc le restant de vin sera 1/250 ml. puis on recommence.
    je te laisse voir la suite, voir quelle est la suite des quantités de vin, combien de rinçages sont nécessaires (une bonne vingtaine, donc pas une infinité !), puis la quantité d'eau nécessaire (à chaque rinçage, 249 ml).

    Cordialement.

    (*) on peut se demander qui a rédigé cet énoncé, en tout cas pas un matheux. Ni un physicien, car "10^-50 mm^3" ça fait bien petit par rapport à un atome d'alcool (peut-on encore parler de "vin" ?)

    NB : Je retiens cet énoncé parmi les fausses concrétisation, il est vraiment phénoménal la la la la !

  3. #3
    moebius2

    Re : Problème de suite

    Bonjour,

    Merci pour ta réponse.

    J'avais déjà fait le raisonnement avec 250mL. Mais rien n'indique que la carafe doit être remplie complètement d'eau à chaque fois... De plus, je m'aperçois avec ma relation de récurrence que plus x est petit, plus il faudra de lavages mais plus la quantité d'eau totale sera petite. En fait on a un minimum quand z tend vers 0 ce qui est surprenant.

    Je pense que je comprends mal l'énoncé car le "n tend vers l'infini" doit avoir son importance malgré tout. Je pensais à une série du genre somme(1/i^2,i=1..inf) = pi²/6. Enfin une série qui converge lorsque n tend vers +infini quoi. Une qui convergerait vers 10^-50 pour celle du vin et une autre vers la quantité d'eau nécessaire.

    Mais j'ai du mal à lier la physique et les maths moi aussi

  4. #4
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Problème de suite

    Ok !

    Tu as compris l'énoncé autrement que moi. Mais alors, rien ne dit que la quantité d'eau doit être la même à chaque fois ! Il te faut alors remplacer x par une suite xn. Et chercher la meilleure suite ...

    Mais en tout cas, l'auteur de l'énoncé a une idée en tête (en plus d'une conception physique fausse) qu'iol a du mal à communiquer.

    En tout cas, dans ton explication du premier message, l'arrivée de y est bizarre. Si tu prends le mm3 comme unité, avant le premier lavage, il reste 1. Puis on rajoute e mm3 d'eau, ce qui donne e+1 mm3 dans le récipient, dont il reste sur le récipient à la fin ?? Ce n'est pas dit dans l'énoncé.

    Autrement dit, il manque dans l'énoncé un certain nombres d'hypothèses sur le rinçage et ses effets.

    Pour ce que tu as écrit, je ne vois pas l'intérêt d'utiliser z-1, et je n'ai pas compris ce que c'est que ce x dans "(z-1)x+y". Rappel : Quand on utilise une nouvelle lettre, il est de tradition de dire ce qu'elle est.

    Cordialement.

    NB : j'ai l'impression qu'il s'agit d'une "concrétisation" d'un sujet de pure mathématique pour le déguiser. Mais c'est bien raté !!

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    moebius2

    Re : Problème de suite

    Lavage n=0: on vide la carafe de son vin (que je note y). Il reste 1y. (Je prends le mm^3 comme unité de référence).
    Lavage n=1 je rajoute une quantité (z-1) d'eau (que je note x).
    Il me semble que cette phrase donne signification de x et y. Pour moi x représente l'eau et y le vin. 1mm^3 de vin = 1 y.

    dont il reste sur le récipient à la fin ?? Ce n'est pas dit dans l'énoncé.
    Il me semble aussi que l'énoncé précise qu'il reste 1mm^3 de liquide après chaque rinçage.

    Tu as compris l'énoncé autrement que moi. Mais alors, rien ne dit que la quantité d'eau doit être la même à chaque fois ! Il te faut alors remplacer x par une suite xn. Et chercher la meilleure suite ...
    Je suis d'accord. Par contre je ne vois pas vraiment comment procéder...

  7. #6
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Problème de suite

    Ah !

    Pourquoi dire y à la place de vin ?
    "Il me semble aussi que l'énoncé précise qu'il reste 1mm^3 de liquide après chaque rinçage." : pas celui que tu as écrit. C'est d'ailleurs physiquement assez peu sérieux, mais baste ...

    Bon, je te conseille de reprendre ta méthode du départ, en éliminant les x et y parasites, en notant z, si tu veux, la quantité constante d'eau qu'on rajoute à la fin et de faire les calculs de volume de vin restant (c'est bien une suite, paramétrée par z).

    Cordialement.

  8. #7
    moebius2

    Re : Problème de suite

    Oui mais en aucun cas elle ne tendra vers 10^-50 quand n tendra vers +infini...

  9. #8
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : Problème de suite

    il me semble qu'une lecture cohérente "serait"
    -il reste à chaque fois 1mm^3 de liquide. ( dont un % de vin )
    -on rince à chaque fois avec 249 ml
    -le % de vin diminiue à chaque fois.
    - au bout de combien de rinçage son volume est il inférieur à xxx.

    sinon l'énoncé n'a pas de sens
    Dernière modification par ansset ; 26/09/2014 à 14h25.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

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