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Ronde sociale 16 joueurs en équipe de 4 Voici une
association de 16 joueurs de golf qui s'apprête à mettre en place un tournoi.
Chaque partie oppose quatre joueurs. Combien de parties sont nécessaires pour
que chaque joueur puisse rencontrer chacun des membres de l'association? La
réponse est cinq. Trouver
la solution n'est pas simple. Sur cette
page on donne la solution et on explore la recherche
de solution. Impasse! En fait,
de nombreux mathématiciens ont étudié ce type d'organisation dite ronde sociale. La solution
n'existe pas toujours. Voir historique |
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Seize golfeurs
décident de jouer par groupe de quatre. Ils disposent de cinq jours à raison
d'un tournoi par jour. Comment organiser les parties de sorte qu'un golfeur
ne rencentre jamais un autre deux fois ou plus? Graphe de la solution La
solution est présentée sous forme d'un graphe astucieux en étoile. Chaque
sommet (noir) est un golfeur. Un trait réunis quatre points (golfeurs) et la
couleur représentent les jours de tournoi. Graphe mis en tableau Les seize
joueurs jouent tous un jour donné (chaque ligne) et, en fin de tournoi, ils auront
joué quatre fois. De plus, chaque joueur aura joué une fois avec chacun des
participants (voir colonne 1 pour le joueur A, par exemple). |
Anglais: Can 16 golfers each play in foursomes for 5 days? / Resolvable
Steiner quadruple system (RSQS)
Voir
cas de 15 en groupe de 3 et 20 en groupes de 4.
La
référence
donne d'autres exemples de situations avec solutions.
Étude montrant
une méthode de recherche de solution
Cette recherche avait été faite avant
que je connaisse la solution
Intérêt d'archive uniquement
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Nous dénombrons six équipes:
Le joueur 4 joue avec 3 puis
avec 2 et enfin avec 1 3 équipes.
Le joueur 3 a déjà joué avec 4, il lui reste à jouer avec 2 puis avec
1 2 équipes.
Le jouer 2 a déjà joué avec 4
et avec 3, il lui reste à jouer avec 1
1 équipe.
Total: 3 + 2 + 1 = 6
équipes.
Utile pour la suite, nous
allons former la table des partenaires. Elle montre qui a joué avec qui. Sa
complétion indique que chacun a joué avec tous ses partenaires.
On élimine les diagonales,
le joueur ne joue pas avec lui-même
La table est symétrique. Si
4 joue avec 4, 3 joue avec 4! Nous éliminons
également une moitié de la table.
Nous remplissons la table à
partir de la table des équipes. Par exemple(en jaune) 3 joue avec 4, alors la
case 34 est mise à 1 Vous vérifierez vous-mêmes que
les six cases de la table sont parfaitement remplies. Ce qui montre
que nous disposons de toutes les équipes nécessaires répondant aux exigences
du tournoi. |
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Bilan
Avec
4 joueurs en équipes de 2, le tournoi sera réalisé avec 6 équipes (ou 6
parties). Notons que 6 c'est le nombre de combinaisons de 2 parmi 4: Est-ce
toujours comme cela? Hélas, non! Ça se complique. |
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Avec six joueurs en équipe
de 3, les choses se compliquent. Il est impossible de faire concourir tout le
monde en ne se rencontrant qu'une seule fois. Il faut introduire des parties
où certains rejouent ensemble.
Après avoir formé quatre
équipes de 3 joueurs (la première étant 6, 5 ,4; puis 6, 3, 2; etc.), nous
sommes dans l'impossibilité d'aller plus loin sans doublonner.
L'analyse de la table des
partenaires (2 joue avec 1; puis 3 joue avec 1; etc.) montre que (en jaune) 1-6, 2-5 et 3-4 ne se
sont pas encore rencontrés
Nous constatons que trois
jeux supplémentaires sont nécessaires. En rouge, d'autres joueurs pris au
hasard parmi les autres pour compléter l'équipe de 3. Bilan
Sept équipes (ou sept
parties) sont nécessaires pour faire le tournoi de six joueurs en équipes de
3. |
Tables
des équipes et des partenaires Équipes
supplémentaires |
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Nous avons 7 équipes impeccables!
Par contre, impossible de
compter via les combinaisons, ce qui donnerait:
Ici, intervient une
réduction importante du fait des doublons. Voyez le début du tableau: etc.
Seules les configurations en
jaune sont retenues; les autres disparaissent. |
Tables
des équipes et des partenaires |
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Bilan
Avec
4 joueurs par 2 ou avec 7 joueurs par 3, il est possible de former des
équipes optimales (sans doublons). Il y a respectivement 6 et 7 équipes par
tournoi. Avec
6 joueurs par 3, impossible d'éviter les doublons et il y faut 7 parties pour
réaliser le tournoi complet. Et ce type de cas est le plus fréquent. |
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Dans ce cas, il est possible
de former 16 équipes sans redondances.
Mais, hélas, il manque
beaucoup de rencontres entre joueurs comme le montre le tableau des
partenaires. Manquent: 1-4, 1-5, 1-6, 1-8, 1-9, 1-11, 1-12, 1-13, 1-15 3-11, 3-12, 4-10, 4-13 5-7, 5-8 6-7, 6-10 7-15 8-11 9-10
Nous allons examiner les cas
manquants tout en essayant d'optimiser la quantité des équipes.
Par exemple, on fera se
rencontrer le 1 avec tous les autres en seulement trois équipes (les trois
premières lignes du tableau ci-dessous).
Par contre les suivantes
sont incomplètes. Le tableau plus bas montre les déplacements (en rouge) qui
permettent une réduction du nombre d'équipes.
Bilan 16 + 9 = 25 équipes >>> |
Table des équipes et des partenaires Table des partenaires |
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Examen des cas complémentaires Optimisation
Soit 2 lignes en moins. Pour
trois lignes non complètes (pas en jaune), il faut choisir un joueur
quelconque (Y) pour compléter m'équipe à 4. |
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Bilan des équipes pour 16 joueurs par équipes
de 4
Pour
les équipes de 1 à 16 (en jaune), les joueurs rencontrent toujours des
nouveaux. Pour
les équipes de 17 à 25, certains joueurs se retrouvent. Pour
les équipes 21, 22 et 23, il est possible de choisir n'importe quel
partenaire parmi les autres joueurs pour ceux notés en rouge. |
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En jaune les cas de
composition d'équipe sans doublons.
Pour les autres, on indique,
par exemple pour 9 joueurs par équipe de 3: 8 + 6 (12) qui veut dire:
8 équipes composées sans
doublon (cette information est sûre).
6 équipes avec doublons.
Cette quantité est un maximum.
(12) indique que 12 cas de
partenariats ne sont pas satisfaits ce qui impose les 6 équipes
complémentaires. Si une optimisation est possible, elle ne peut pas descendre
en dessous de 12 / 3 (joueurs) = 4 équipes.
Bilan: la quantité d'équipes
est au plus de 8 + 6 = 14, mais pas moins de 8 + 4 = 12. |
Suite |
Jeux et énigmes
– Index |
DicoNombre |
Nombre 18 |
Social Golfer Problem – Math Game
– Ed Pegg Jr – 2007 – Quelques exemples de configuration de social golfers
Warwick's Results Page for the Social Golfer Problem – Warwick Harvey –
Table des situations avec solution de social golfers (Cliquer sur le nombre
dans le tableau pour accéder aux solutions) |
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