Décomposer un entier en somme

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bolza
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Re: Décomposer un entier en somme

par bolza » 14 Mar 2016, 17:24

Ben314 a écrit:Pour moi, ton truc ne prouve absolument rien concernant ton algorithme : ce n'est pas parce qu'il est "optimal" sur les nombre à k chiffres que ça prouve qu'il vaut mieux descendre le nombre de chiffres le plus rapidement possible.

La "clef de voute" de ton algo., c'est que, lorsque tu as le choix entre entre dire que N=p*10^n+r ou bien N=p'*10^n- r', tu dit qu'il faut choisir selon que r<r' ou pas pour l'ordre usuel sur les entiers naturels. Alors que la seule chose triviale, c'est qu'il faut choisir selon que r<r' ou pas pour le "presque ordre" induit par le nombre de coups pour arriver à zéro.
Qu'est ce qui te permet d'affirmer que c'est la même chose, c'est à dire qu'il est impossible de tomber sur un truc du style r=3 r'=4 où 3<4 pour l'ordre usuel mais 3>4 pour celui du "nombre de coups" ?
(et je redit que je pense que c'est vrai, mais... c'est pas du tout trivial...)

EDIT : en fait tu as r+r'=(p+p')10^n donc ce qu'il faut montrer, c'est que dans ce cas, r et r' sont dans le même ordre pour l'ordre usuel sur N que pour l'ordre "du nombre de coup"


L'idée de la preuve, c'est qu'on ne peut pas faire mieux que si on avait les 10 chiffres disponibles.
Si on avait les 10 chiffres disponibles, à chaque étape on réduit le nombre de chiffre et on aurait
autant d'étapes que de chiffres non nuls. Donc une chose est sûr, on ne peut pas faire mieux que ça.

Donc si on se restreint seulement aux chiffres 1,2,4,8 : il y a des cas où il faudra plusieurs étapes pour réduire le nombres de chiffres, et on est optimal si ce "plusieurs" est égal à 2.

Pour faire simple, si on a un nombre avec n chiffres non nuls, alors on ne peut faire mieux que n étapes.
chaque étape supprimera aux mieux un chiffre, et au pire il faudra 2 étape pour réduire d'un chiffre :
Il est impossible de faire mieux. (on ne pourra jamais réduire de deux chiffres ou plus en même temps).

Le seule cas où on peut réduire de plusieurs chiffres en même temps c'est si certain chiffres sont nuls.
Mais ça ne change en rien au raisonnement.

Où autrement dit on aura une sorte décomposition en base 10 sauf que pour certaines puissances de 10,
au lieu d'avoir qu'un terme, on aura 2 termes (à cause de la restriction des chiffres).
On veut donc minimiser les puissances de 10 pour lesquels il faut deux termes, donc pour ça si on peux
supprimer un chiffre en une étapes eh bien on le fait.
Comment peut-on faire mieux ?

Autre manière d'expliquer : le but est de supprimer le plus rapidement possible le chiffre de plus haut rang.
ça ne sert à rien de laisser traîner cette étape car comme on multiplie par la puissance de 10 adéquate, les
chiffres du reste sont "inchangés" (ou alors "compléter à 10" mais ce n'est qu'une question de signe, ça n'influe pas sur le nombre d'étapes), et donc ne changera en rien le nombre d'étape
ensuite.

Je ne vois pas trop comment expliquer autrement... :/



nodgim
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Re: Décomposer un entier en somme

par nodgim » 14 Mar 2016, 18:32

N'oublie pas les 999.. consécutifs, qui ont le même effet que les zéros.

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anthony_unac
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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 14 Mar 2016, 20:38

nodgim a écrit:J'avais bien vu cette suite 54545454....et elle coûte 3 termes pour 2 nombres. C'est la pire situation. La moindre est évidemment 1. La moyenne doit être quelque chose qui approche n+1, avec n chiffres.


Dans la galerie des horreurs, on retrouve également l'entier 67 qui se décompose en 4 termes pour un entier de deux chiffres au demeurant (soit un écart de n par rapport à n) .
Je tablerai également sur une moyenne comprise entre (n+n/10) termes et (n+n/5) termes concernant la décomposition d'un entier à n chiffres. Aucune preuve à fournir mais ce sont des valeurs qui reviennent souvent quand on décompose des entiers de 10 chiffres constitués par les décimales de pi notamment.

Doraki
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Re: Décomposer un entier en somme

par Doraki » 15 Mar 2016, 15:57

Si on prend au hasard un nombre de n chiffres et qu'on calcule la longueur moyenne de la décomposition, normalement on obtient un truc équivalent à 56n/55 (j'espère que je me suis pas gourré).
Donc le "coût moyen d'un chiffre" est de 56/55 = 1.0181818...

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anthony_unac
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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 16 Mar 2016, 22:20

Doraki a écrit:Si on prend au hasard un nombre de n chiffres et qu'on calcule la longueur moyenne de la décomposition, normalement on obtient un truc équivalent à 56n/55 (j'espère que je me suis pas gourré).
Donc le "coût moyen d'un chiffre" est de 56/55 = 1.0181818...


Cela ne prouve rien pour la décomposition d'un entier de n chiffres mais un simple dénombrement du nombre de décompositions d'un entier constitué de deux chiffres (il y en a précisément 100) montre que la moyenne du nombre de termes constituant cette décomposition est égal à 2.63 termes soit un écart de 0.63 en moyennne par rapport à n (ou n=2 dans ce cas précis).
Image
En y allant à la louche, cela signifie qu'une décomposition d'un entier à 2 chiffres nous conduit en moyenne à une décomposition en 3 termes (précisément en 2.63 termes).
De part ce fait, j'ai du mal a assimilé cet écart de 1.8% par rapport à n dont vous nous faites part Doraki mais une fois encore ma vision est peut être trop étriquée du fait que je sois resté sur l'étude des entiers composés au plus de deux chiffres.

nodgim
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Re: Décomposer un entier en somme

par nodgim » 17 Mar 2016, 08:22

@Anthony: le fait de comparer un nombre à n chiffres à partir d'une moyenne pour les nombres à 2 chiffres ne me semble pas forcément une bonne méthode. Car un chiffre final n'as pas la même valeur qu'un chiffre intermédaire.
En supposant un nombre avec beaucoup de chiffres, on peut miser sur une équiprobabilité de représentation de chaque chiffre.
Les chiffres intermédiaires 1,2,3,4,7,8 coûtent 1 terme.
Les chiffres intermédiaires 0 et 9 coûtent 0 terme.
Les chiffres 5,6 coûtent 2 termes.
Moyenne des intermédiaires: 1 terme


C'est assez proche de ce qu'a trouvé Doraki.

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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 17 Mar 2016, 11:40

On est d'accord mais de la à tabler sur 56n/55 non (cf tous les exemples qui ont été fait depuis le début à chaque fois on récupère au moins un terme en plus de n. Rien que sur l'exemple de l'entier à 19 chiffres, l'algo aboutit à une décomposition optimale en 21 termes et non (19.34 termes en moyenne annoncé).
Ou alors ma vision est encore erronée car je me borne à regarder les entiers inférieurs à 100 chiffres.

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Re: Décomposer un entier en somme

par Ben314 » 17 Mar 2016, 12:45

Doraki a écrit:Si on prend au hasard un nombre de n chiffres et qu'on calcule la longueur moyenne de la décomposition, normalement on obtient un truc équivalent à 56n/55 (j'espère que je me suis pas gourré).
Donc le "coût moyen d'un chiffre" est de 56/55 = 1.0181818...

Ch'uis d'accord.
On peut même être plus précis : le cout moyen pour un nombre à n chiffres me semble être
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Re: Décomposer un entier en somme

par Ben314 » 17 Mar 2016, 12:45

---------- (erreur)
Modifié en dernier par Ben314 le 17 Mar 2016, 15:43, modifié 1 fois.
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 17 Mar 2016, 13:22

Comment avez vous procédé pour aboutir à cette relation ?
Comment se fait il qu'elle soit fausse pour n=2 ?
Comment se fait il que l'entier constitué des 100 premières décimales de pi se décompose (de façon optimale) en 107 termes et non pas 102 (101.81) comme prévu par la relation ?
Modifié en dernier par anthony_unac le 17 Mar 2016, 14:35, modifié 2 fois.

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Re: Décomposer un entier en somme

par Doraki » 17 Mar 2016, 14:09

Pour le coup on a tous des trucs différents.

Bon soit Xn : le coût total pour décomposer tous les entiers de 0 à 10^n-1 en pouvant laisser un éventuel 10^n
Yn : le nombre de cas où on laisse un 10^n inconditionnellement
Zn : le nombre de cas où on laisse un 10^n si le chiffre suivant est impair

X1 = 12 ; Y1 = 2 ; Z1 = 5

Pour calculer X (n+1), on a déjà besoin de 10*Xn pour retirer tous les trucs mod 10^n ; et on se retrouve avec un d*10^n où d a la distribution suivante :
0 * (10^n-Yn)
1,3,5,7,9 * (10^n-Zn)
2,4,6,8 * (10^n+Zn)
10 * (Yn+Zn)

Le coût est de 1 pour d=1,2,4,6,8,9 et de 2 pour d=3,5,7,
On a donc X (n+1) = 10*Xn + 12*10^n - 4 * Zn
On se retrouve automatiquement avec un 10^(n+1) lorsque d=6,9,10 donc Y(n+1) = Yn+Zn+2*10^n
et conditionnellement selon la parité du chiffre suivant lorsque d=2,3,5,7,8 donc Z(n+1) = -Zn + 5*10^n

Le coût total est de Xn + Yn

X0 = 0 ; Y0 = 0 ; Z0 = 0 --> 0
X1 = 12 ; Y1 = 2 ; Z1 = 5 --> 14
X2 = 220 ; Y2 = 27 ; Z2 = 45 --> 247
X3 = 3220 ; Y3 = 272 ; Z3 = 455 --> 3492
...

On prouve facilement que Zn = (5/11) * (10^n - (-1)^n) ,
puis que Yn = (-11 + 6* 10^n + 5* (-1)^n) /22
puis que Xn = (56/55) * n*10^n + (20/121) * (10^n - (-1)^n)

Donc finalement le cout total est Xn+Yn = (-1/2) + (56/55) * n*10^n + (53/121)*10^n + (15/242)*(-1)^n

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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 17 Mar 2016, 14:31

Doraki a écrit:Bon soit Xn : le coût total pour décomposer tous les entiers de 0 à 10^n-1 en pouvant laisser un éventuel 10^n
X1 = 12 ; Y1 = 2 ; Z1 = 5



X1 par définition est le cout total pour décomposer tous les entiers de 0 à 10^0 =1.
Il existe que deux entiers de 0 à 1 à savoir 0 et 1 et :
1 se décompose en 1 terme alors pourquoi ecrivez vous X1=12 ? :perv:

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Re: Décomposer un entier en somme

par Doraki » 17 Mar 2016, 14:39

parceque 10^n-1 ne veut pas dire 10^(n-1), mais (10^n)-1

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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 17 Mar 2016, 14:48

Doraki a écrit:parceque 10^n-1 ne veut pas dire 10^(n-1), mais (10^n)-1


Ok dans ce cas je trouve 14 termes :

1 = 1
2 = 2
3 = 1+2
4 = 4
5 = 1+4
6 = 2+4
7 = 8-1
8 = 8
9 = 1+8

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Re: Décomposer un entier en somme

par Doraki » 17 Mar 2016, 14:51

Oui, X1+Y1 = 14

Je n'ai pas dit que X1 était le coût total

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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 17 Mar 2016, 15:06

Pour tous les entiers de 0 à 99, le total de leurs décompositions s'effectuent en 253 termes comme dénombré ci dessous :

1 terme : 8 entiers (lire 8 entiers de 0 à 99 se décomposent exactement en 1 terme)
2 termes : 34 entiers (lire 34 entiers de 0 à 99 se décomposent exactement en 2 termes)
3 termes : 51 entiers
4 termes : 6 entiers (53,55,57,63,65,67 pour être précis)

et vous en avez trouvé 247 si je comprends bien ?

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Re: Décomposer un entier en somme

par Doraki » 17 Mar 2016, 15:13

Je trouve 40 nombres < 100 qui ont une décomposition en 2 termes

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anthony_unac
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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 17 Mar 2016, 15:21

Doraki a écrit:Je trouve 40 nombres < 100 qui ont une décomposition en 2 termes


J'en ai peut être oublié, voici ma liste :

03;30
12;21
14;41
24;42
05;50
06;60
07;70
09;90
18;81
11;22;44;88
28;82
48;84
92;96;98;99
72;76;78;79

Doraki
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Re: Décomposer un entier en somme

par Doraki » 17 Mar 2016, 15:25

Il manque 16,19,32,36,38 et 39.

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anthony_unac
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Re: Décomposer un entier en somme

par anthony_unac » 17 Mar 2016, 15:28

J'ai oublié 36;16 en cours de route

 

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