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Arithmétique, décomposition d'entiers naturels

Posté par
jm-im
08-03-14 à 17:16

bonjour

mon prof nous a donné un dm dans lequel il y a un exo que je trouve très difficiel. je vous donne l'enoncé:

1) pour tout entier naturel n 5, il existe un triplet (a,b,c) d'entiers naturels tels que n = 3a + 5b + 7c.

2) le triplet (a,b,c) est il unique?

je trouve cet exo vraiment difficile pour une TS et je n'ai aucune idee de comment demontrer cela.

si vous avez des idées ou des pistes, je suis preneur.....

je vous remercie beaucoup par avance

jonathan

Posté par
jm-im
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 17:19

je précise que le 1) il faut aussi le demontrer.....

Posté par
Titounator
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 17:40

Bonjour jonathan,

Déjà tu peux répondre à la 2) très facilement en prenant un nombre un peu au hasard.
(Indication : Trouver deux triplets différents pour n=10)

Posté par
jm-im
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 17:43

ah oui effectivement (1,0,1) et (0,2,0) donnent 10!
merci beaucoup beaucoup

une idée pour la 1) ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:00

Bonjour,

je verrais bien ça comme ça :
prouver que tout nombre n 8 peut s'écrire n = 3a + 5b

(pas facile mais faisable)
en effet le problème avec seulement deux valeurs de timbres/pièces est entièrement étudié et on sait que si on a les valeurs A (=3) et B (=5) la valeur la plus grande non représentable est AB - A - B = 15 - 3 - 5 = 7

chercher "Frobenius", "coin problem" etc devrait donner des démonstrations.

et par conséquent ici toutes les valeurs 8 sont représentables avec c = 0

il reste à étudier donc les cas de n = 5, 6 et 7 pour lesquels il n'est pas difficile d'exhiber des valeurs de a, b, c.

Posté par
carpediem
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:05

salut

on peut remarquer que ::

3a + 5b + 7c = 3(a - 1) + 5(b + 2) + 7(c - 1) = 3(a + 1) + 5(b - 2) + 7(c + 1)

d'ailleurs on peut généraliser sous réserve que les coefficients de 3, 5 et 7 soient positifs

3a + 5b + 7c = 3(a - k) + 5(b + 2k) + 7(c - k) = 3(a + k) + 5(b - 2k) + 7(c + k)


il suffit alors de le prouver pour les entiers de 5 à 20

ensuite par récurrence on le montre pour les suivants ....

Posté par
carpediem
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:11

plus précisément ::

si n = 3a + 5b + 7c alors n + 10 = 3(a + 1) + 5b + 7(c + 1) = 3a + 5(b + 2) + 7c

...

ce qui montre au passage 2/ ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:11

Slt carpediem,
ta démonstration n'est pas claire
ou alors c'est juste pour la question 2 ?

pour la question 1, de la littérature sur wikipedia :

Posté par
mathafou Moderateur
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:12

ah ! le correctif est nettement plus clair... limpide même.

Posté par
carpediem
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:23

salut mathafou ... oui jem' doutais ... la récurrence était trop implicite dans la première égalité ...

j'ai donc préféré expliciter ...

Posté par
jm-im
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:39

j'avoue ne pas comprendre grand chose....

Posté par
carpediem
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 18:59

soit P(n) la propriété : il existe a, b, et c tels que n = 3a + 5b + 7c

alors

Citation :
si n = 3a + 5b + 7c alors n + 10 = 3(a + 1) + 5b + 7(c + 1) = 3a + 5(b + 2) + 7c
<==> P(n) ==> P(n + 10)

il suffit donc d'initialiser pour les entiers de 5 à 20

...

Posté par
jm-im
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:01

en fait c'est le "de 5 à 20" que je ne comprends pas

Posté par
jm-im
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:04

et pourquoi ecrire n + 10 de 2 façons (a part pour la question 1)  ?

Posté par
carpediem
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:15

de 2 façons pour répondre à la question 2/

quand on fait une récurrence il faut bien initialiser ....

Posté par
jm-im
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:23

certes mais pq initialiser sur 16 valeurs??

Posté par
carpediem
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:26

parce que ma récurrence passe de n à n + 10 donc il faut initialiser sur les 10 premiers termes au moins ... (en fait de 5 à 15 ça suffit effectivement) ....

Posté par
jm-im
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:30

5 à 14 même, non?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:30

ayant prouvé que si on peut décomposer n, alors on peut décomposer n+10 il faut bien initialiser avec 9 valeurs consécutives de n ...

en en exhibant 16 consécutives (de 5 à 20) on a même de la marge ...
de 5 à 14 inclus suffit car alors 5+10 = 15 est garanti
de même que 6+10 = 16 etc ...

en fait la relation
n = 3a + 5b + c n+3 = 3(a+1) + 5b + c suffit
et du coup il suffit de trouver 3 valeurs consécutives de n qui marchent ...
c'est à dire d'exhiber les décompositions de 5, 6 et 7

Posté par
carpediem
re : Arithmétique, décomposition d'entiers naturels 08-03-14 à 20:38

oui la suffisance me sied bien .... sans me fatiguer .... pas envie de rentrer dans les détails ...

....



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