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

Le champ de colonnes

Énoncé du problème

On se place aux bords d’un champ constitué d’une infinité de colonnes verticales, identiques, qui sont repérées par des points sur la grille ci-contre

Les colonnes ont toutes des coordonnées entières strictement positives et on se place sur les bords correspondant aux demi-droites des axes des abscisses et des ordonnées. Depuis ce bord on pointe un laser à travers ce champ de colonnes.

Trouver toutes les trajectoires où le laser ne rencontre aucune colonne. Comment les caractériser ? Comment le prouver ?

CHAMPCOLONNES

Choix du problème

Connaissances mathématiques

♦ Caractérisation d’une droite (point de vue géométrique, vectoriel ou affine)
♦ Equations de droite (générale ou réduite)
♦ Vecteur directeur, vecteurs colinéaires
♦ Appartenance d’un point à une droite (par équation, par colinéarité. . .)
♦ Ensembles de nombres
♦ Propriété des rationnels
♦ PGCD, PPCM de deux entiers
♦ Equations diophantiennes

Les raisonnements utilisés

♦ Disjonction de cas
♦ Raisonnement par l’absurde
♦ Raisonnement par condition nécessaire et suffisante (analyse-synthèse)Caractérisation d’une droite (point de vue géométrique, vectoriel ou affine)