Soient un nombre premier p > 3 et un polygone convexe P, pas nécessairement régulier, de p côtés. Q1 Prouver que pour tout entier k tel que 1 ≤ k ≤ (p – 1)/2, on sait joindre les sommets de P à partir de l’un d’eux dans le même sens de k en k par des segments qui forment un polygone Pk à périmètre continu de p côtés.[*] On dit alors que Pk est un polygone étoilé d’espèce k (pour k = 1, P1 ≡ P). Pk est caractérisé par les p angles saillants compris entre deux côtés consécutifs.On désigne par a(p,k) la somme de ces p angles saillants. Exemple : P pentagone convexe, P2 pentagone étoilé d’espèce 2. Les 5 angles saillants sont DAC, EBD, ACE, BDA et CEB.
 Q2 Prouver que quels que soient p et k (1 ≤ k ≤ (p – 1)/2) la somme a(p,k) s’exprime en nombre entiers de degrés et donner la formule générale de a(p,k) en fonction de p et de k.[***]
Q3 Les nombres de côtés p, q, r et s de quatre polygones convexes P,Q,R,S sont quatre nombres premiers. Sachant que a(p,3) = a(q,4) = a(r,6) = a(s,9) = a ≤ 2023, déterminer a, p, q, r et s [**].
Baphomet Lechat, Michel Goudard, Jean Moreau de Saint Martin, Claude Felloneau, Claude Morin, Thérèse Eveilleau, Pierre Henri Palmade, Pierrick Verdier, Pierre Renfer, Gaston Parrour, Kamal Benmarouf, Maxime Cuenot, Daniel Collignon, Pierre Leteurtre, Nicolas Petroff ont résolu le problème avec deux réponses à la question Q3 : (p,q,r,s) = (11,13,17,23) et (17,19,23,29)
|