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Quelles sont la ligne et la colonne de 795 471 ?

pb51
Les lignes sont composées dans l'ordre de 1, 3, 5, 7 ... éléments, ce qui fait que les nombres en fin de ligne sont égaux à : 1, 1+3 = 4, 1+3+5 = 9 etc

On peut se contenter dans ce problème de l'observation que les fins de ligne sont les carrés des entiers.
Le démontrer serait un autre problème*.

Pour trouver la position de 795 471, il suffit donc de l'encadrer par deux carrés d'entiers successifs.
Une simple calculette suffit à cela.
795 471 est compris entre les carrés de 891 et 892 donc se trouve sur la 892ème ligne.
Le nombre d'éléments sur cette ligne est 8922 - 8912 soit 1783.
La colonne de 795 471 est donnée par 795 471 - 8912 soit 1590.

Des nombres différents peuvent être donnés aux élèves en fonction de leur niveau, et on peut aussi leur suggérer de chercher une méthode avec des nombres plus petits.
* Problème annexe:

La disposition des nombres en rangées de 1, 3, 5, 7, ... fait qu'en bout de ligne on a les entiers de rangs 1, 1+3, 1+3+5, etc.... Il s'agit donc de montrer que la somme des n premiers entiers impairs est un carré parfait. Quelques idées :

  • Démonstration géométrique. L'aire du premier triangle est prise comme unité .suite triangles
    Le deuxième triangle, qui contient les deux premières lignes, est un agrandissement du premier, de coefficient 2, et ainsi de suite.
    Le triangle qui contient les n premières lignes est un agrandissement de coefficient n du triangle de base, donc son aire est égale à n2, ou encore il contient n2 triangles de base, donc n2 éléments.

  • On peut aussi penser à la démonstration figurée de l'égalité : n2 + (2n + 1) = (n+1)2

    gnomon    gnomon

  • On peut faire un calcul analogue au calcul de la somme des premiers entiers, un peu difficile pour des collégiens.

    pr
    La somme des éléments de chaque colonne est 2n + 2. En additionnant les (n+1) éléments de chaque ligne, on a la somme S = 1 + 3 + 5 + ... + 2n+1 D'où :
    2S =(n+1)(2n+2)
    S = (n+1)2