Maths-cours

COURS & EXERCICES DE MATHÉMATIQUES

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Les joueurs de cartes

[Difficulté: Moyenne - Niveau: Première et +]

Joeurs de cartes

Adrien, Béatrice, Chloé et Damien disputent une partie de cartes en plusieurs manches.

Pour chacune des manches, il y a un et un seul gagnant.

A l'issue de la partie, Adrien, qui a remporté une seule manche, n'a ni gagné ni perdu d'argent.

Combien la partie comportait-elle de manches ?

Solution

Notons nn le nombre de manches disputées.

Tout d'abord on remarque qu'Adrien n'a pas pu perdre les trois dernières manches. En effet, si c'était le cas, son unique gain ne pourrait compenser les pertes de ces trois manches puisque les mises vont en augmentant.

  • Supposons qu'Adrien a gagné la dernière manche (et donc perdu toutes les autres).

    Sur les n1n - 1 premières manches, il a perdu 1+2+3++n1=n(n1)21+2+3+\cdots+n - 1 =\frac{n(n - 1)}{2} euros (voir formule Somme des premiers entiers).

    Lors de la dernière manche il a gagné 3n3n euros.

    Les gains et les pertes se compensent si et seulement si n(n1)2=3n\frac{n(n - 1)}{2}=3n c'est à dire n27n=0n^2 - 7n=0. Cette équation admet 77 comme unique solution strictement positive.

    Vérifions que c'est l'unique possibilité.

  • Supposons maintenant qu'Adrien a gagné l'avant-dernière manche.

    Sur les n2n - 2 premières manches, il a perdu 1+2+3++n2=(n1)(n2)21+2+3+\cdots+n - 2 =\frac{(n - 1)(n - 2)}{2} euros.

    Lors de l'avant-dernière manche, il a gagné 3(n1)3(n - 1) euros.

    Lors de la dernière manche il a perdu nn euros.

    Les gains et les pertes s'équilibrent si et seulement si (n1)(n2)2+n=3(n1)\frac{(n - 1)(n - 2)}{2}+n=3(n - 1) ce qui donne n27n+8=0n^2 - 7n+8=0.

    Cette équation du second degré ne possède pas de solution entière (voir résolution).

     

  • Un raisonnement similaire dans le cas où Adrien gagne l'antépénultième manche conduit à l'équation (n2)(n3)2+n+n1=3(n2)\frac{(n - 2)(n - 3)}{2}+n+n - 1=3(n - 2) c'est à dire n27n+16=0n^2 - 7n+16=0 qui ne possède aucune solution (voir résolution)

Alex a donc joué 77 manches et gagné la dernière.
Il a d'abord perdu 1+2+3+4+5+6=211+2+3+4+5+6=21 euros puis regagné 3×7=213 \times 7=21 euros.