Le défi

Les cartes
magiques

Six cartes noires couvertes de nombres, disposées en éventail.

Le défi de cette édition s’adresse aux amateurs de magie. J’ai longtemps présenté ce tour dans un cours d’histoire des mathématiques.

Le principe est simple : choisissez un nombre entier de 1 à 60. Le magicien vous présente ensuite six cartes, une à la fois. Pour chacune, vous indiquez simplement si votre nombre s’y trouve. Le magicien y jette un bref coup d’œil, puis la retourne.

Une fois les six cartes présentées, il réfléchit un instant et vous annonce le nombre que vous avez choisi.

Il lui est évidemment impossible d’avoir analysé aussi rapidement tous les nombres inscrits sur chaque carte. Il y a donc forcément un truc.

Votre défi : découvrir ce truc et le relier à un concept mathématique de base.

Pour vous aider, les six cartes sont reproduites ci-dessous. Faites le tour à un proche, ou choisissez vous-même un nombre et observez les cartes sur lesquelles il apparaît.

Comme toujours, la solution est accessible au bas de la page.

Le magicien, c’est l’ordinateur

Atelier interactif
?

Avant de commencer

Choisissez mentalement un nombre entier de 1 à 60. Gardez-le pour vous : le magicien le devinera.

Les cartes sont présentées dans un ordre différent à chaque tour. Le magicien ne montre pas son calcul : à vous de percer son secret.

Voir la solution

Ces cartes reposent sur la base 2, ou système binaire. Notre système habituel, la base 10, décompose les nombres en unités, dizaines, centaines, etc., c’est-à-dire en puissances de 10. Le binaire, lui, utilise les puissances de 2 : 1, 2, 4, 8, 16, 32…

Et voici le cœur du truc : en binaire, chaque puissance de 2 est utilisée soit une fois, soit pas du tout. Tout nombre entier s’écrit d’une seule façon comme une somme de puissances de 2 distinctes. Par exemple, 11 = 8 + 2 + 1, ce qui s’écrit 1011 en binaire (1 × 8 + 0 × 4 + 1 × 2 + 1 × 1).

Chaque carte correspond à une puissance de 2, et c’est le plus petit nombre qui y figure. Elle contient tous les nombres de 1 à 60 qui ont besoin de cette puissance dans leur décomposition. Ainsi, 11 apparaît sur les cartes du 8, du 2 et du 1, mais pas sur celle du 4. Chaque carte pose donc en réalité une question : « Votre nombre contient-il 8 ? » Les six réponses forment l’écriture binaire du nombre choisi.

Le magicien n’a donc qu’à additionner le plus petit nombre de chaque carte où le spectateur répond oui. Si celui-ci a choisi 43, il répondra oui aux cartes du 32, du 8, du 2 et du 1 : 32 + 8 + 2 + 1 = 43.

Six cartes suffisent, car elles offrent 26 = 64 combinaisons de réponses, assez pour couvrir tous les nombres de 1 à 60. L’ordre de présentation des cartes n’a aucune importance, et les mélanger renforce même l’effet magique.

Vous l’aurez compris : il s’agissait bien d’un concept mathématique… de base !