DREAMaths Démarche de Recherche pour l'Enseignement et l'Apprentissage des Mathématiques – Des ressources du cycle 3 au lycée

La somme de dix entiers consécutifs

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Énoncé du problème

Trouver le plus rapidement possible la somme de 10 nombres entiers consécutifs.

Par exemple la somme de 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.

Ce problème provient des travaux de Barallobres (Barallobres, 2007 ; Barallobres & Giroux, 2008).
On peut aussi trouver une analyse dans Durand-Guerrier (2010).

Objets potentiellement travaillés / Connaissances en jeu

Les objectifs d'apprentissage dépendent du niveau de la classe et peuvent être multiples

Cycle 3

Calcul mental et le calcul réfléchi
Numération décimale
Apprendre à dégager des « règles générales » à partir d'exemples en situation de recherche

Cycle 4

Calcul littéral

Lycée

Réactiver la relation entre écritures algébriques et programmes de calcul
Chercher à déterminer plusieurs procédures de résolution possibles (moyenne, médiane, somme de Gauss, suite arithmétique, etc.)

Retours d’expériences

Liste des problèmes

Intersection sphère / cube

Avec un cube de 10 cm d’arête et un sommet A, quels points du cube se trouvent exactement à 15 cm de A ? Comment les déterminer ?

L’Antarctique

Comment estimer la distance entre le Pôle Sud et le Mont Menzies, et l’aire de l’Antarctique ? Utilisez l’échelle de la carte et expliquez votre méthode.

L’enclos

Avec 21 m de grillage et un mur comme quatrième côté, où placer le point B pour obtenir l’enclos rectangulaire le plus grand ? L’aire varie-t-elle selon sa position ?

La boite sans couvercle

Avec une feuille A4, comment construire une boîte sans couvercle maximisant le volume ?

La croix grecque

Comment découper une croix grecque en 2, 3, 4 jusqu’à 100 parties de même aire ? Peut-on trouver une méthode générale pour n’importe quel nombre de parts ?

La fourmi

Une fourmi part du point A et se déplace au hasard sur un graphe. Sa survie dépend-elle de revenir à A en quatre arêtes maximum ? Quelle est sa probabilité ?

La rivière

Trouver le point M pour que le trajet de A à B en passant par la rivière soit le plus petit possible

La somme de dix entiers consécutifs

Trouver le plus rapidement possible la somme de 10 nombres entiers consécutifs.

Le billard

Existe-t-il un moyen de déterminer à l’avance le nombre de carreaux traversés par le rayon lumineux dans le billard en fonction de ses dimensions?

Le champ de colonnes

Dans un champ infini de colonnes, quelles trajectoires d’un laser depuis les axes évitent toutes les colonnes ? Comment les décrire et le démontrer ?

Le château de cartes

Un château de cartes grandit vite : 2 cartes pour 1 étage, 7 pour 2, 15 pour 3 Combien en faut-il pour 7, 30 ou même 100 étages ?

Le plus grand produit

Parmi les décompositions additives d'un entier naturel, trouver celle(s) dont le produit des termes est le plus grand.

Le problème de l’échange

Quatre jetons dont un « gagnant » vert et trois perdants. Après trois échanges aléatoires dans un sac, quelle est la probabilité de récupérer le jeton gagnant ?

Le problème qui déchire

Tout part d’une feuille de papier que l’on va couper en plusieurs morceaux. Est-il possible d'atteindre 2160 morceaux en suivant une découpe imposée ?

Le rectangle inscrit

Où faudrait-il placer le point P sur l'hypoténuse de ce triangle BAC pour que le segment ait la plus petite longueur possible ?

Les deux tours

Deux tours de 30 m et 40 m, distantes de 50 m, et un puits entre elles. Comment déterminer sa position si deux oiseaux partent des sommets et arrivent simultanément ?

Les flocons de Koch

Construire des figures aux côtés égaux. Déterminer la longueur des lignes selon la première longueur, puis pour les générations 4, 10, 103, et en général pour la génération n.

Les fractions égyptiennes

Peut-on trouver deux entiers naturels distincts a et b tels que : 1/a + 1/b = 1 ?

Les nombres trapézoïdaux

Trouver tous les nombres entiers qui sont la somme d'au moins deux nombres entiers naturels consécutifs

Les pavages du plan

Déterminer tous les pavages archimédiens du plan

Les puissances

Quel est le chiffre des unités de 13^n ?

Les régions du disque

Combien y a-t-il au maximum de régions déterminées dans un disque par toutes les cordes joignant des points deux à deux ?

Les segments

Comment déterminer le nombre de segments différents joignant deux points choisis parmi plusieurs placés sur une feuille ?

Les triangles rectangles entiers

Quels triangles rectangles ont des côtés de longueurs entières ?

Les urnes de Polya

Une urne contient une boule blanche et une rouge. À chaque tirage, on replace la boule tirée et on en ajoute une de même couleur. Comment évolue la composition de

Question d’aire

Où placer le point M sur [BA) pour que le triangle MBC ait la même aire que le quadrilatère ABCD ?

Une intersection inaccessible

Peut-on déterminer l'angle des deux droites de la figure ?

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