Age Pere Fille 18Ad4C
1. Énonçons le problème : Un père fête son anniversaire le 1er mai, sa fille le 31 mai. Le 2 mai, l'âge du père en années est égal à l'âge de sa fille en mois. On cherche les âges possibles du père à la naissance de sa fille, sachant qu'il avait entre 25 et 45 ans.
2. Notons $P$ l'âge du père en années le 1er mai de l'année en question, et $F$ l'âge de la fille en années le 31 mai de la même année.
3. Le 2 mai, le père vient d'avoir $P$ ans (car son anniversaire est le 1er mai).
4. La fille aura $F$ ans le 31 mai, donc le 2 mai elle a presque $F$ ans, mais pas encore. Son âge exact en années au 2 mai est $F - \frac{29}{365}$ (car il y a 29 jours entre le 2 mai et le 31 mai).
5. Convertissons l'âge de la fille en mois au 2 mai :
$$\text{âge fille en mois} = 12 \times \left(F - \frac{29}{365}\right)$$
6. D'après l'énoncé, le père a le même âge en années que la fille en mois au 2 mai :
$$P = 12 \times \left(F - \frac{29}{365}\right)$$
7. Le père a eu la fille il y a $P - F$ années (car $P$ est son âge, $F$ celui de la fille).
8. On sait que $25 \leq P - F \leq 45$.
9. Exprimons $F$ en fonction de $P$ :
$$P = 12F - \frac{12 \times 29}{365} \Rightarrow 12F = P + \frac{348}{365} \Rightarrow F = \frac{P}{12} + \frac{29}{365}$$
10. Calculons $P - F$ :
$$P - F = P - \left(\frac{P}{12} + \frac{29}{365}\right) = \frac{11P}{12} - \frac{29}{365}$$
11. Appliquons la contrainte :
$$25 \leq \frac{11P}{12} - \frac{29}{365} \leq 45$$
12. Résolvons les inégalités :
Pour la borne inférieure :
$$\frac{11P}{12} - \frac{29}{365} \geq 25 \Rightarrow \frac{11P}{12} \geq 25 + \frac{29}{365} \Rightarrow P \geq \frac{12}{11} \times \left(25 + \frac{29}{365}\right)$$
Pour la borne supérieure :
$$\frac{11P}{12} - \frac{29}{365} \leq 45 \Rightarrow \frac{11P}{12} \leq 45 + \frac{29}{365} \Rightarrow P \leq \frac{12}{11} \times \left(45 + \frac{29}{365}\right)$$
13. Calculons les valeurs numériques :
$$25 + \frac{29}{365} \approx 25.0795$$
$$45 + \frac{29}{365} \approx 45.0795$$
Donc :
$$P \geq \frac{12}{11} \times 25.0795 \approx 27.35$$
$$P \leq \frac{12}{11} \times 45.0795 \approx 49.16$$
14. Comme $P$ est l'âge du père le 1er mai, il doit être un entier entre 28 et 49 ans.
15. Pour chaque $P$ entier dans cet intervalle, calculons $F$ :
$$F = \frac{P}{12} + \frac{29}{365}$$
16. Vérifions que $F$ est cohérent (âge de la fille en années, donc positif et inférieur à $P$).
17. Conclusion : Le père avait entre 25 et 45 ans à la naissance de sa fille, donc $P - F$ est entre 25 et 45. Les âges possibles du père à la naissance de sa fille sont les valeurs entières de $P - F = \frac{11P}{12} - \frac{29}{365}$ pour $P$ entre 28 et 49.
Par exemple, pour $P=36$ :
$$F = \frac{36}{12} + \frac{29}{365} = 3 + 0.0795 = 3.0795$$
$$P - F = 36 - 3.0795 = 32.9205$$
Ce qui est entre 25 et 45, donc possible.
Ainsi, les âges du père à la naissance de sa fille sont les entiers proches de $\frac{11P}{12} - \frac{29}{365}$ pour $P$ entre 28 et 49.