Solution 61. Soit m le nombre de croix et n
le nombre de lignes de la grille. On peut établir le tableau suivant.
n |
m |
|
3 |
2 |
(3 - 1)(3 - 2) |
4 |
6 |
(4 - 1)(4 - 2) |
5 |
12 |
(5 - 1)(5 - 2) |
6 |
20 |
(6 - 1)(6 - 2) |
La formule est : m = (n - 1)(n
- 2). Par exemple, dans une grille 10 × 11, on pourra colorier 72 croix.
Solution 63. Soit m le nombre de pommes cueillies
par un groupe de trois personnes voisines et n le rang de la personne
centrale du groupe. On peut établir le tableau suivant dans lequel la
deuxième ligne est le rang de la personne centrale.
n |
B |
C |
D |
E |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
m |
21 |
30 |
39 |
48 |
|
9 × 2 + 3 |
9 × 3 + 3 |
9 × 4 + 3 |
9 × 5 + 3 |
La formule est : m = 9n + 3. Par
exemple, dans le groupe de IJK où J est au 10e rang en ordre
alphabétique, 93 pommes seront cueillies.
Solution 65. Soit m le nombre de triangles et n
le nombre de parallèles à la base. Dans la première figure, on compte 8
triangles, ce qui correspond à 2 × 4. Dans la deuxième, on compte 15
triangles, ce qui correspond à 3 × 5. Dans la troisième, on compte 24
triangles, ce qui correspond à 4 × 6. La formule est : m = (n
+ 1)(n + 3).
Par exemple, dans une figure qui a 10 parallèles à la
base, on pourra compter 143 triangles de toute grandeur.
Solution 67. Soit m le résultat final et n un
entier. Si n = 1, m = 3 ; si n = 2, m =
7 ; si n = 3, m = 13 ; si n = 4, m =
21. La suite est 3, 7, 13, 21, etc. Or, 3 = 1 × 2 + 1, 7 = 2 × 3 + 1, 13 =
3 × 4 + 1, 21 = 4 × 5 + 1, etc.
La formule est m = n(n
+ 1) + 1 ou n2 + n + 1. Par exemple, si on choisit
10, le résultat sera 111.
Solution 69. Soit m le nombre d’allumettes et n
le nombre de cases par ligne ou par colonne. Pour une grille 1 × 1, on a
besoin de 4 allumettes. Or, 4 = 2 × 2. Pour une grille 2 × 2, on a besoin
de 12 allumettes. Or, 12 = 2 × 2 × 3. Pour une grille 3 × 3, on a besoin
de 24 allumettes. Or, 24 = 2 × 3 × 4.
La formule est : m = 2n(n
+ 1). Par exemple, on aura besoin de 220 allumettes pour former une grille
10 × 10.
Solution 71. Soit m la somme des deux nombres du
milieu et n le rang d’une ligne de rang pair. La somme des deux
nombres du milieu est successivement 13, 25, 45, 73, etc. On peut établir
le tableau suivant.
m(2) = 22 +
9 = 13
m(4) = 42 + 9 = 25
m(6) = 62 + 9 = 45
m(8) = 82 + 9 = 73
......................
m(2n) = n2 + 9 |
La formule est : m = n2 + 9
où n est pair. Par exemple, sur la 10e ligne, la somme
des deux nombres du milieu sera 109.
Solution 73. Soit m le nombre d’autobus et n
le rang de la figure. La première figure contient 5 autobus (1 × 5), la
deuxième 12 (2 × 6) et la troisième 21 (3 × 7).
La formule est : m
= n(n + 4). Par exemple, la 10e figure contiendra
140 autobus.
Solution 75. Soit m le nombre de chemins parcourus
et n le nombre de colonnes du tableau. Le nombre de colonnes est
successivement 3, 4, 5, 6, etc. Le nombre de chemins est 6, 10, 15, 21, etc.
Or, 6 = 3(3 + 1)/2, 10 = 4(4 + 1)/2, 15 = 5(5 + 1)/2, 21 = 6(6 + 1)/2, etc.
La formule est : m = n(n + 1)/2. Par exemple, dans
une grille 3 × 10, l’araignée pourra parcourir 55 chemins.
Solution 77. Soit m la somme de tous les
restes à partir du début, n le nombre donné, q la partie
entière du quotient et r le reste de la division. Pour les nombres
de 1 à 7, la somme est successivement 1, 3, 6, 10, 15, 21, 21. Pour les
nombres de 7 à 14, les sommes sont 22, 24, 27, 31, 36, 42, 42. Si on
additionne 21 aux termes de la première suite, on obtient la seconde. Par
ailleurs, le terme général de la suite 1, 3, 6, 10, 15, 21, ... est n(n
+ 1)/2. Avant d’appliquer la formule, on divise le nombre donné par 7. On
retient le quotient q et le reste r.
La formule est : m
= 21q + r(r + 1)/2. Par exemple, si le nombre donné
est 45, la somme des restes sera 132.
Solution 79. Soit m la mesure du deuxième côté
de l’angle droit et n la mesure du premier côté. On peut établir
le tableau suivant.
n |
m |
|
3 |
4 |
(32 - 1)/2 |
5 |
12 |
(52 - 1)/2 |
7 |
24 |
(72 - 1)/2 |
9 |
40 |
(92 - 1)/2 |
La formule est m = (n2 - 1)/2.
Par exemple, lorsque le premier côté de l’angle droit mesure 15
centimètres, le deuxième côté mesure 112 centimètres.
Solution 81. Soit m la longueur en centimètres et
n le rang de la lettre dans l’alphabet. La suite est 7, 13, 21, 31,
43, etc. On peut établir le tableau suivant.
m(1) = 12 +
3 × 1 + 3 = 7
m(2) = 22 + 3 × 2 + 3 = 13
m(3) = 32 + 3 × 3 + 3 = 21
m(4) = 42 + 3 × 4 + 3 = 31 |
La formule est : m = n2 + 3n
+ 3. Par exemple, pour la lettre J, qui est au 10e rang dans l’alphabet,
la longueur de la piste sera de 133 centimètres.
Solution 83. Soit m le nombre de cure-dents requis
et n le nombre d’hexagones à la base. Le nombre de cure-dents est
successivement 6, 15, 27, 42, etc. On peut établir le tableau suivant.
n |
m |
|
1 |
6 |
[3 × 1 × (1 + 3)]/2 |
2 |
15 |
[3 × 2 × (2 + 3)]/2 |
3 |
27 |
[3 × 3 × (3 + 3)]/2 |
4 |
42 |
[3 × 4 × (4 + 3)]/2 |
La formule est : m = 3n(n +
3)/2. Par exemple, Étienne aura besoin de 195 cure-dents pour reproduire la
figure dont la base contient 10 hexagones.
Solution 85. Soit m le nombre de losanges et n
le nombre de lignes ou de colonnes de la grille. Le nombre de lignes ou de
colonnes est successivement 3, 4, 5, 6, etc. Le nombre de losanges est 1, 4,
9, 16, 25, etc. Or, 1 = (3 - 2)2, 4 = (4 - 2)2, 9 = (5
- 2)2, 16 = (6 - 2)2, etc.
La formule est : m
= (n - 2)2. Par exemple, dans une grille 10 × 10, on
pourra compter 64 losanges.
Solution 87. Soit m le nombre de boules d’une
figure et n le nombre de boules à la base. On peut établir le
tableau suivant.
n |
m |
|
2 |
2 |
(2 - 1)(2 + 2)/2 |
3 |
5 |
(3 - 1)(3 + 2)/2 |
4 |
9 |
(4 - 1)(4 + 2)/2 |
5 |
14 |
(5 - 1)(5 + 2)/2 |
La formule est : m = (n - 1)(n
+ 2)/2. Par exemple, lorsque la base contient 10 boules à la base, la
figure sera formée de 54 boules.
Solution 89. Soit m le nombre au début de la
ligne donnée et n le rang de la ligne. La suite des nombres au
début de chaque ligne est 1, 3, 7, 13, 21, etc. On peut établir le tableau
suivant.
m(1) = 12 -
1 + 1
m(2) = 22 - 2 + 1 = 3
m(3) = 32 - 3 + 1= 7
m(4) = 42 - 4 + 1 = 13 |
La formule est : m = n2 - n
+ 1 où n désigne aussi le nombre d’étoiles par ligne. Par
exemple, sur la ligne 7, il y aura sept nombres : 43, 45, 47, 49, 51,
53, 55.
Solution 91. Soit m le nombre de citrons
nécessaires et n le rang de la figure. Le nombre de citrons est
successivement 3, 7, 13, 21, 31, etc. Or, 3 = 1 + 2, 7 = 4 + 3, 13 = 9 + 4,
21 = 16 + 5, 31 = 25 + 6, etc. On a le carré du rang, soit n2,
plus la suite 2, 3, 4, 5, 6, ... qui est (n + 1).
La formule
est : m = n2 + n + 1. Par exemple, dans
la 10e figure, on pourra compter 111 citrons.
Solution 93. Soit m la somme et n le plus
grand entier. On peut établir le tableau suivant.
n |
m |
|
2 |
2 |
2(2 + 2)/4 |
4 |
6 |
4(4 + 2)/4 |
6 |
12 |
6(6 + 2)/4 |
8 |
20 |
8(8 + 2)/4 |
La formule est : m = n(n +
2)/4. Par exemple, si le plus grand entier de la suite est 20, la somme sera
110.
Solution 95. Soit m le nombre de bâtonnets bleus
et n le nombre de bâtonnets rouges par côté de la grille. On peut
établir le tableau suivant.
n |
m |
|
2 |
4 |
2 × 2(2 - 1) |
3 |
12 |
2 × 3(3 - 1) |
4 |
24 |
2 × 4(4 - 1) |
5 |
40 |
2 × 5(5 - 1) |
La formule est : m = 2n(n - 1).
Par exemple, dans une grille qui contient 10 bâtonnets rouges par côté,
on pourra compter 180 bâtonnets bleus.
Solution 97. Soit m le rang en ordre alphabétique
de la dernière lettre de la ligne et n le rang d’une ligne. La
dernière lettre des lignes est successivement de rangs 2, 5, 9, 14, etc. On
peut établir le tableau suivant.
m(1) = 1/2 × (1 + 3)
= 2
m(2) = 2/2 × (2 + 3) = 5
m(3) = 3/2 × (3 + 3) = 9
m(4) = 4/2 × (4 + 3) = 14
........................
m(n) = n/2 × (n + 3) |
La formule est : m = n(n +
3)/2. On divise le résultat par 26 et on retient le reste qui correspond au
rang de la lettre. Par exemple, pour la dernière lettre de la 10e
ligne, on obtient 65. Le résultat de la division de 65 par 26 est 2 reste
13. Or, la 13e lettre de l’alphabet est M. La dernière lettre
de la 10e ligne est M.
Solution 99. Soit m le nombre d’oies et n
le rang d’un groupe donné. Le nombre d’oies est successivement 3,
9, 22, 45, 81, etc. On peut établir le tableau suivant.
m(1) = (1 + 1)(12
+ 2)/2 = 3
m(2) = (2 + 1)(22 + 2)/2 = 9
m(3) = (3 + 1)(32 + 2)/2 = 22
m(4) = (4 + 1)(42 + 2)/2 = 45
.........................................
m(n) = (n + 1)(n2
+ 2)/2 |
La formule est : m = (n + 1)(n2
+ 2)/2. Par exemple, le groupe de rang 10 contiendra 561 oies.
Solution 101. Soit m le produit des deux nombres
et n le rang de la colonne. Le terme général de la suite de la
première ligne est (4n + 1). Celui de la deuxième ligne est (n
+ 5).
La formule est : m = (n + 5)(4n + 1). Par
exemple, le produit des deux nombres de la 10e colonne sera 615.
Solution 103. Soit m le nombre de points requis et
n le nombre de points par côté du dernier carré. On peut établir
le tableau suivant.
n |
m |
|
3 |
8 |
(3 × 32 - 3 × 3 - 2)/2 |
4 |
17 |
(3 × 42 - 3 × 4 - 2)/2 |
5 |
29 |
(3 × 52 - 3 × 5 - 2)/2 |
6 |
44 |
(3 × 62 - 3 × 6 - 2)/2 |
La formule est : m = (3n2 -
3n - 2)/2. Par exemple, lorsque le carré a 10 points par côté, on
aura besoin de 134 points.
Solution 105. Soit m le nombre de pamplemousses
possédés par Octavie à la fin d’un jour et n le rang du jour.
Lorsque n est égal à 1, 3, 5, 7, 9, ..., Octavie a successivement
4, 5, 6, 7, 8, ... pamplemousses. Le terme général de cette suite est (n
+ 3)/2. Lorsque n est égal à 2, 4, 6, 8, 10, ..., Octavie a
successivement 5, 6, 7, 8, 9, ... pamplemousses. Le terme général de cette
suite est (n + 8)/2.
La formule : m = (n + 3)/2 lorsque
le rang du jour est impair et m = (n + 8)/2 lorsque le rang du
jour est pair. Par exemple, au jour 15, Octavie aura 9 pamplemousses. Au
jour 16, elle en aura 12.
Solution 107. Soit m le nombre de pièces de
monnaie requises et n le nombre de pièces par côté des triangles
ou du carré. Le nombre de pièces par côté est successivement 2, 3, 4, 5,
etc. Le nombre total de pièces est 8, 20, 36, 56, 80, etc. Or, 8 = 2 × 4
× 1, 20 = 2 × 5 × 2, 36 = 2 × 6 × 3, etc.
La formule est : m
= 2(n + 2)(n - 1). Par exemple, dans une figure où il y a 10
pièces de monnaie par côté, on pourra compter 216 pièces.
Solution 109. Soit m le nombre total d’œufs reçus,
n l’année donnée et a l’âge de Maxime. Le nombre total
d’œufs est successivement 3, 8, 15, 24, etc. On peut établir ce tableau
en fonction de l’âge de Maxime.
m(4) = 1 × 3 = (4 -
3)(4 - 1) = 3
m(5) = 2 × 4 = (5 - 3)(5 - 1) = 8
m(6) = 3 × 5 = (6 - 3)(6 - 1) = 15
m(7) = 4 × 6 = (7 - 3)(7 - 1) = 24
........................
m(a) = (a - 3)(a - 1) |
Le terme général de cette suite est (a -
3)(a - 1). Pour obtenir l’âge, on fait a = n - 2000.
La formule est : m = (n - 2001)(n - 2003). Par
exemple, en 2010, Maxime aura reçu 63 œufs.
Solution 111. Soit m le nombre de triangles de
toute grandeur et n le rang de la figure. On peut établir le tableau
suivant.
n |
m |
|
1 |
1 |
1 × 2 × 3 ÷ 6 |
2 |
4 |
2 × 3 × 4 ÷ 6 |
3 |
10 |
3 × 4 × 5 ÷ 6 |
4 |
20 |
4 × 5 × 6 ÷ 6 |
La formule est : m = n(n + 1)(n
+ 2)/6. Par exemple, dans la 10e figure, Victor pourra compter
220 triangles de toute grandeur.
Solution 113. Soit m le nombre de fois et n
le nombre de lettres de la dernière ligne. On peut lire 2 fois AB, 4 fois
ABC, 8 fois ABCD, 16 fois ABCDE, etc. On peut établir le tableau suivant.
m(2) = 22-1 =
2
m(3) = 23-1 = 4
m(4) = 24-1 = 8
m(5) = 25-1 = 16 |
La formule est m = 2n-1.
Par exemple, lorsque le triangle contient 10 lettres à la base, on pourra
lire 512 fois ABCDEFGHIJ.
Solution 115. Soit m le nombre de rectangles 2 ×
3 et n nombre de lignes ou de colonnes de la grille. On peut établir
le tableau suivant.
n |
m |
|
3 |
4 |
2 × 1 × 2 |
4 |
12 |
2 × 2 × 3 |
5 |
24 |
2 × 3 × 4 |
6 |
40 |
2 × 4 × 5 |
La formule est : m = 2(n - 2)(n
- 1). Par exemple, dans une grille 10 × 10, on pourra compter 144
rectangles 2 × 3.
Solution 117. Soit m le nombre de rondelles d’une
figure et n le nombre de rondelles à la base. On peut établir le
tableau suivant.
n |
m |
|
1 |
1 |
1(3 × 1 - 1)/2 |
2 |
5 |
2(3 × 2 - 1)/2 |
3 |
12 |
3(3 × 3 - 1)/2 |
4 |
22 |
4(3 × 4 - 1)/2 |
La formule est : m = n(3n -
1)/2. Par exemple, lorsque la figure contient 10 rondelles à la base, on
pourra y compter 145 rondelles.
Solution 119. Soit m le nombre de X dans le
triangle et n le nombre de téléphones à la base. Le nombre de
téléphones à la base est successivement 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, etc. Le
nombre de X est 1, 2, 4, 6, 9, 12, 16, 20, etc. Dans les triangles ayant un
nombre pair de téléphones à la base, le nombre de X est 1, 4, 9, 16, etc.
La formule est : m = n2/4. Dans les
triangles ayant un nombre impair de téléphones à la base, le nombre de X
est 2, 6, 12, 20, etc.
La formule est m = (n2
- 1)/4. Par exemple, dans la figure ayant 11 téléphones à la base, on
pourra compter 30 X ; dans celle ayant 12 téléphones à la base, on
pourra compter 36 X.