Suite des masses

(et antimasses)

 

 

Soit une tige en acier en équilibre autour du zéro :

 

   9876543210123456789

   .........0.........     <—— tige

 

On accroche à gauche une masse de 5 kg située à 3 unités de distance du zéro :

 

   9876543210123456789

   ......5..0.........

 

On ajoute une masse de 3 kg à 7 unités du zéro, toujours à gauche :

 

   9876543210123456789

   ..3...5..0.........

 

La tige sera équilibrée si l’on accroche une masse de 9 kg à droite, à 4 unités du zéro :

 

   9876543210123456789

   ..3...5..0...9.....

 

En effet, vu les bras de levier, on a bien (3×7) + (5×3) = 9×4

                                             21   +    15   =  36

 

Représentons cet équilibre de manière plus compacte :

 

   0123456789

   0..59..3..

 

... et disons que les masses jaunes sont équilibrées par l’antimasse turquoise (la demi-tige n’a pas de masse).

 

__________

 

 

Nous nous proposons de construire une suite S de nombres vus comme alternance de masses et d’antimasses, d’équilibres et de déséquilibres.

 

Commençons par accrocher à notre demi-tige les quantités 2 et 1, lesquelles permettent une première stabilité :

 

   0123456789

   021.......

 

Une fois l’équilibre obtenu, on déséquilibre en transformant l’antimasse en masse :

 

   0123456789

   021.......

 

Quelles seraient les masse ‘x’ et antimasse ‘y’ les plus petites possibles permettant un nouvel équilibre ?

 

   0123456789

   021xy.....

 

Il faut résoudre l’équation (3×x)+(1)+(1×2)= 4×y soit [3x+4=4y] ——> laquelle fournit les valeurs x=0 et y=1.

On a donc le nouvel équilibre suivant :

 

   0123456789

   02101.....

 

On déséquilibre et itère :

 

   0123456789

   02101xy...

 

Équation : (5×x)+(1)+(3×0)+(2×1)+(1×2)= 6×y soit [5x+8=6y] ——> x=2 et y=3 ——> dés/équilibre suivant :

 

   0123456789

   0210123xy...

 

Équation ——> 7x+36=8y ——> x=4 et y=8 ——> dés/équilibre suivant :

 

   0123456789

   021012348xy...

 

Équation ——> 9x+128=10y ——> x=8 et y=20 ——> dés/équilibre suivant (apparition de la suite S) :

 

   n = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

   S = 0,2,1,0,1,2,3,4,8,8,20, x, y,

 

Équation ——> 11x+400=12y ——> x=4 et y=37 ——> dés/équilibre suivant :

 

   n = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

   S = 0,2,1,0,1,2,3,4,8,8,20, 4,37, x, y,

 

Équation ——> 13x+888=14y ——> x=14 et y=901 ——> dés/équilibre suivant :

 

   n = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

   S = 0,2,1,0,1,2,3,4,8,8,20, 4,37,14,901,x, y,

 

... etc.

 

__________

 

Maximilian Hasler, de la liste SeqFans [http://list.seqfan.eu] m’a envoyé ceci, quelques secondes après mise en ligne de cette page (le 8 octobre 2009), corrigeant mes calculs à la main :

 

After the initial 0,2,1, the sequence goes on :

 

0, 1, 2, 3, 4, 8, 8, 20, 4, 37, 6, 69, 12, 132, 12, 246, 16, 458, 16, 848, 16, 1570, 12, 2910, 8, 5412, 12, 10114, 24, 18987, 8, 35748, 0, 67524, 8, 127948, 8, 243109, 32, 463096, 16, 884108, 2, 1691339, 4, 3241737, 2, 6224137, 12, 11969506, 50, 23052431, 44, 44458303, 8, 85850524, 44, 165977723, 50, 321247255, 36, 622416592, 20, 1207110986, 28, 2343215471, 6, 4552532921, 28, 8852147374, 26, 17225800321, 36, 33544979608, 38, 65369703889, 44, 127470922627, 26, 248723751493, 56, 485603514875, 70, 948620819825, 12, 1854122511488, 88, 3625839578108, 76, 7094033957243, 38, 13886194129109, 76, 27193796836247, 60, 53277642781278, 88, 104424179851392, 84, 204753293826342, 48, 401631460967103, 16, 788107017746784, 60, 1547024886688191, 96, 3037794322951452, 80, 5967095991511860, 30, 11724820193847895, 40, 23045336243080385, 44, 45309474647412326, 16, 89108633473244257, 112, 175295672406382256, 52, 344936645702881265, 64, 678922921700909220, 112, 1336629502098665138, 78, 2632131942594294503, 88, 5184502311170580169, 70, 10214243359321143089, 36, 20128067796309311417, 76, 39672713337653135622, 52, 78211920579944753135, 76, 154220688467496696398, 88, 304157468922007373539, 138, 599981856503685778077, 140, 1183747987155920589318, 78, 2335929361321016629665, 100, 4610386897344111769175, 72, 9101023485666298557404, 76, 17968687394777050998027, 20, 35482471311205315894858, 88, 70077880839630498892432, 62, 138425443633838022503631, 80, 273474656935143410312131, 90, 540359563100765292665023, 92, 1067853422318179030742875, 40, 2110580881758283260762428, 108, 4172078487196606445693279, 124, 8248247124112831134014422, 120, 16309034086314007014983181, 110, 32251573024620957692551119, 24, 63786444426472560769712237, 176, 126170988975440230093936468, 176, 249599130364457846490178840, 98, 493830537495271438217128125, 112, 977154042277877526684955763, 78, 1933736420507799737018649377, 124, 3827186665588353646182743682, 144, 7575462265906844330588523720, 52, 14996323261080895919736465375, 48, 29689690496685410103720678972, 112, 58785587183437112005366944476, ...

 

This is printed by :

 

s=1*2+2*1; n=2; for(j=1,99,print1(x=s%(n+=2),", ", y=(s+=(n-1)*x)/n,",

");s+=y*n)

 

In fact, if we are to fill in position n, then we need

nx + s = (n+1)y

where s=sum( i * a(i) ; i<n).

i.e.  nx+s=0 (mod n+1)

but n=-1 (mod n+1)

thus x=s (mod n+1), the smallest nonnegative solution being "s mod (n+1)"

and then, y=(s+nx)/(n+1)

Finally, update the sum

s += nx+(n+1)y

and position n+=2.

 

Maximilian

 

 

Merci Maximilian !