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Dictionnaire de mathématiques récréatives

Transvasement

Opération de transfert d'une quantité donnée de liquide d'un contenant à un autre, pour laquelle on emploie seulement un nombre déterminé de vases ayant des mesures précises. Les récréations consistent à déterminer le nombre minimal d'opérations pour mesurer une quantité de liquide. Elles sont parfois partiellement résolues par régression

Une des stratégies utilisées pour résoudre cette classe de problèmes est celle du billard

Voici deux récréations :
1. Z possède un récipient d’une capacité de trois litres et un autre de cinq litres. Il veut avoir une mesure de quatre litres en faisant les transvasements nécessaires à partir du fût qui contient 20 litres. Comment Z s’y prendra-t-il ? Problème posé par Tartaglia (1500-1567)

Solution. Les opérations dans l’ordre sont :

Opérations

0

1

2

3

4

5

6

Fût (20 litres)

20

15

15

18

18

13

13

Récipient de 5 litres

0

5

2

2

0

5

4

Récipient de 3 litres

0

0

3

0

2

2

3


1. Il remplit le récipient de cinq litres à même le fût.

2. Il verse le contenu du récipient de cinq litres dans le récipient de trois litres.

3. Il verse le contenu du récipient de trois litres dans le fût.

4. Il verse les deux litres du récipient de cinq litres dans le récipient de trois litres.

5. Il remplit le récipient de cinq litres.

6. Il verse le contenu précédent dans le récipient de trois litres.

 

Il reste quatre litres dans le récipient de cinq litres.

2. Une personne a une bonbonne de 12 pintes pleine de vin ; elle en veut donner 6 pintes à un ami. Pour les mesurer, elle n’a que deux autres bouteilles l’une contenant 7 pintes, l’autre contenant 5 pintes. Comment doit-elle opérer pour avoir les 6 pintes dans la bonbonne de 7 pintes ? Problème posé par Alcuin (735-804) et repris par Ozanam (1640-1717)

Cette solution a été donnée par Ozanam. Les opérations sont indiquées dans le tableau. A désigne la bouteille de 12 pintes, B celle de 7 pintes et C celle de 5 pintes.

 

12

7

5

 
 

A

B

C

 

1e

12

0

0

 

2e

7

0

5

 On remplit la bouteille C.

3e

7

5

0

 On verse le contenu de C dans B

4e

2

5

5

 On remplit de nouveau C à même A.

5e

2

7

3

 On remplit B avec C.

6e

9

3

0

 On verse B dans A et C dans B.

7e

4

3

5

 On remplit C avec A.

8e

4

7

1

 On remplit B avec C.

9e

11

0

1

 On verse B dans A.

10e

11

1

0

 On verse C dans B.

11e

6

1

5

 On remplit C avec A.

12e

6

6

0

 On verse C dans B.


Le transvasement est associé aux récréations topologiques.

© Charles-É. Jean

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