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)
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