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Congruences.

Posté par
1 Schumi 1
25-07-05 à 14:35

Bonjour à tous,

C "juste" pour corriger un exercice.

L'énoncé est le suivant:

\textrm \fbox{ \green Prouver que pour tout n \in \mathbb{N}, n(n^4-1) est un multiple de 5.}
Autrement dit:
\textrm n(n^4-1) \equiv 0 (5)
Moi, je procède ainsi:
\textrm n(n^4-1) = n((n^2-1)(n^2+1)) = n(n-1)(n+1)(n^2+1)

Si n \equiv 0 (5) alors il est logique que n(n^4-1) est un multiple de 5.


Si \textrm n \equiv 1 (5) alors (n-1) est un multiple de 5. Donc n(n^4-1) est un multiple de 5.


Si \textrm n \equiv 4 (5) alors (n+1) est un multiple de 5. Donc n(n^4-1) est un multiple de 5.


Si \textrm n \equiv 2 (5) ou si n \equiv 3 (5), cela devient intéressant.

En effet :
\textrm n \equiv 2 (5)
==> \textrm n^2 \equiv 2n (5)
==> \textrm n^2 +1 \equiv 2n+1 (5)
On fait de même pour n \equiv 3 (5)
et on trouve :
\textrm n^2 + 1 \equiv 2n+1 (5)
De plus (j'ai pas envie de faire la démo, mais ça se comprends très vite), 2n+1 est un multiple de 5 dans les 2 cas évoqué.

Donc, tout est prouvé, pour tout \textrm n \in \mathbb{N} : \textrm n(n^4-1) est un multiple de 5.
\textrm \fbox{ \blue n(n^4-1) \equiv 0 (5)}

Est ce que c bon??? Est ce que ma manière de procédé est  (mathématiquement parlant) juste


Ayoub.

P.S: n'hésitez à me le dire si vous avez d'autres solutions à me proposer.

Posté par
lyonnais
re : Congruences. 25-07-05 à 14:42

salut 1 Schumi 1 :

je dirais parfais pour le début, par contre, il y a plus simple pour la fin :

n 2 [5]
implique :
2² [5]
donc :
4 [5]
d'où :
n²+1 5 [5]
soit finalement :
n²+1 0 [5]

et

n 3 [5]
implique :
3² [5]
donc :
9 [5]
d'où :
n²+1 10 [5]
soit finalement :
n²+1 0 [5]

voila, mais c'est quand même du bon boulot ...

++ sur l'

Posté par
lyonnais
re : Congruences. 25-07-05 à 14:44

PS : pour prouver que :

n(n4-1) est un multiple de 5 , tu peux aussi utiliser la récurence ...

++ sur l'

Posté par
1 Schumi 1
re : Congruences. 25-07-05 à 14:46

Lyonnais, c ce que j'ai fait.
C même pour cela que j'ai écrit : "De plus (j'ai pas envie de faire la démo, mais ça se comprends très vite), 2n+1 est un multiple de 5 dans les 2 cas évoqué.
C'était à cela que je faisais allusion.
Je trouvais inutil de faire un truc pareil ds une démo de congruences. J'ai donc laissé tomber.
M'enfin, comme c'était mon tout premier exo de congruence, j'ai voulu mettre toute les chances de mon côté.


Merci d'avoir vérifié.


Ayoub.

Posté par titimarion (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 14:46

Ta méthode semble tout à fait correcte
On peut sans doute faire plus simple en remarquant que si n\not\equiv0[5] alors n^4\equiv 1[5]
Et donc dans tous les cas ton produit est bien congru a 0 modulo 5.
Pour montrer que n^4\equiv 1[5] soit tu le sais mais je ne pense pas que ce soit du niveau de seconde soit tu fais au cas par cas.
En effet pour n\equiv 1[5] c'est evident et pour le reste il suffit de faire par exemple si n\equiv 2[5]
n^2\equiv 2^2\equiv 4[5] donc n^4\equiv (n^2)^2\equiv 4^2\equiv16\equiv 1[5] de même pour les autres car 3\equiv-2[5] et 4\equiv -1[5]

Posté par
1 Schumi 1
re : Congruences. 25-07-05 à 14:47

J'ai éssayer, avec la récurrence, mais je bloque, j'ai donc laissé tomber pour esayer de le résoudre "normalement"

Posté par
1 Schumi 1
re : Congruences. 25-07-05 à 14:49

Merci timatrion, saut, que je vois pas comment ut peux affirmer cela.

IL faut le prouver, même si intuiviment ( : on est en math), tout le monde le sait, ou le comprends du moins.

:)
Ayoub.

Posté par
lyonnais
re : Congruences. 25-07-05 à 14:56

titimarion a raison ( normal, vu on niveau élevé en math ) :

C'est pas très dur à prouver que n4 1 [5] pour tout n non congru à 0 modulo 5 ...

n 1 [5]
implique :
n4 14 [5]
soit finalement :
n4 1 [5]

n 2 [5]
implique :
n4 24 [5]
donc :
n4 16 [5]
soit finalement :
n4 1 [5]

n 3 [5]
implique :
n4 34 [5]
donc :
n4 81 [5]
soit finalement :
n4 1 [5]

n 4 [5]
implique :
n4 44 [5]
donc :
n4 256 [5]
soit finalement :
n4 1 [5]

++ sur l'

Posté par titimarion (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 15:12

En plus il n'y a pas besoin de calculer pour n=4 et n=3
en effet n\equiv 4\equiv -1[5]
Donc n^4\equiv (-1)^4[5]
Et n\equiv 3\equiv -2 [5] donc n^4\equiv (-2)^4\equiv 2^4\equiv 1[5]

Posté par titimarion (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 15:15

>Lyonnais
je n'ai pas un niveau si élevé que ca en math, mais c'est sur que les exos niveau lycée il vaut mieux que je sois capable de les faire

Posté par
lyonnais
re : Congruences. 25-07-05 à 15:20

>> titimarion :

je n'y avait pas pensé au coup du :

n 3 -2 [5]

et

n 2 -1 [5]

je n'y ai pensé qu'après en relisant ton post de 14:46 ...

PS : tu ne passais pas l'agreg cette année ? T'as les résultats ? Sinon, quand tu les auras tu pouras nous tenir au courant ?

++ sur l'

Posté par
lyonnais
re : Congruences. 25-07-05 à 15:27

1 shumi 1 :

D'autres exemples d'exo du même type ici :

récurrence

++ sur l'

Posté par titimarion (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 15:55

Sisi j'ai passé l'agreg cette année et je l'ai eu.

Posté par Yalcin (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 16:06

Bonjour

Avec un niveau de Ts , on fera \large{\sum_{k = 1}^n {k(k - 1)(k^2-k+1)}= \frac{{n(n^4- 1)}}{5}}

Donc entier (car somme d'entiers).

Posté par titimarion (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 16:36

1 petite remarque en plus,
en fait je ne sais plus a quel niveau on voit le petit théorème de fermat, mais en fait ton exo correspond a vérifier le petit théorème de Fermat dans le cas p=5
Parcontre Yalcin ta méthode est somme toute intéressante mais un peu compliqué je pense pour montrer ce résultat.

Posté par Yalcin (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 18:12

à ton niveua
soit f(m)=(((5*k+m)^4-1)*(5*k+m))
alors on factorise f(0), f(1) , f(2) , f(3) et f(4)
et bienvenue à la factorisation de f(m) par 5
voilà c'est fini

Posté par Yalcin (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 18:16

sinon :

n=0[5]
n^4=0[5]
n^4-1=-1[5]
donc n*(n^4-1)=0[5]

n=1[5]
n^4=1[5]
n^4-1=0[5]
donc n*(n^4-1)=0[5]

n=2[5]
n^4=16[5]
16=1[5]
donc n^4=1[5]
donc n^4-1=0[5]
donc n*(n^4-1)=0[5]

n=3[5]
n^4=81[5]
81=1[5]
donc n^4-1=0[5]
donc n*(n^4-1)=0[5]

n=4[5]
n^4=256[5]
256=1[5]
donc n^4-1=0(5]
donc n*(n^4-1)=0[5]

donc 5 divise bien n*(n^4-1)

Posté par philoux (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 18:21

>Salut Yalcin

Passer par f(m) consiste à examiner la divisibilité par 5 de g(m)=m(m4-1)

Ce que tu veux faire, est-ce calculer g(0), g(1), g(2), g(3) et g(4) et vérifier qu'ils sont bien divisibles par 5 ?
Ou est-ce une autre méthode ?

Merci

Philoux

Posté par philoux (invité)re : Congruences. 25-07-05 à 18:22

oups !

post croisés 18:16 / 18:21

Réponds-tu à 18:21 ?

Philoux

Posté par Yalcin (invité)re : Congruences. 26-07-05 à 16:53

à ton niveua
soit f(m)= (((5*k+m)^4-1)*(5*k+m))
alors on factorise f(0), f(1) , f(2) , f(3) et f(4)
et bienvenue à la factorisation de f(m) par 5
voilà c'est fini
bah je veux dire par ex , on a n=2[5]
donc n=5*k+2
donc m=2 , donc f(m)=(((5*k+m)^4-1)*(5*k+m))
donc 5|f(m), donc 5|(n*(n^4-1))
voilà, ce n'est pas très diffile, en plus c'est de ce type de raisonnement qu'on a inventé les propriétés des congruences

Posté par philoux (invité)re : Congruences. 26-07-05 à 17:00

Ok Yalcin

merci

Philoux

Posté par
1 Schumi 1
re : Congruences. 27-07-05 à 13:43

Merci à tous ! ! !

Posté par
cinnamon
re : Congruences. 27-07-05 à 16:32

Salut,
1 Schumi 1, il y a une méthode encore plus simple pour ton exo : le petit théorème de Fermat.
Le petit théorème de Fermat dit que si p est premier alors  \rm \forall a \in \mathbb{Z}, a^p \eq a [p].
De plus, si a est premier avec p, on a a^{p-1} \eq 1 [p] (c'est une conséquence du lemme de Gauss).

Ce petit théorème donne donc directement la réponse à ton exo...

à+

Posté par
1 Schumi 1
re : Congruences. 28-07-05 à 09:55

merci, mais je sais pas ce qu'est le "petit théorème de Fermat".
J'en ai entendu parler ces derniers temps, mais, j'ai jms porté attention : je fais faire ma petite recherche sur Internet.

Merci encore.

:)
\textrm blue Ayoub.

Posté par
1 Schumi 1
re : Congruences. 28-07-05 à 10:00

Ah flûûûûûtte, problème de Latex.
Faut tjs des problèmes pareils qd il faut pas.

\white \textrm Ayoub.

Posté par
cinnamon
re : Congruences. 28-07-05 à 16:09

Salut,
le petit théorème de Fermat, c'est tout bêtement ce que je t'ai dit : "si p est premier alors \rm \forall a \in \mathbb{Z} , a^p \eq a [p]"
Il y a aussi une autre formulation (équivalente) :
Si p est premier alors \rm \forall a \in \mathbb{Z}, n| (a^p-a).

à+ sur l'


Posté par
cinnamon
re : Congruences. 28-07-05 à 16:13

Oups, je voulais dire  \rm p | (a^p - a) !

Posté par
1 Schumi 1
re : Congruences. 29-07-05 à 13:29

Merci, mais moi, j'aime bien faire des p'tites recherches, du style comment démontrer, comment il a trouver un truc pareil, etc, etc .

Merci qd même.

\textrm \blue Ayoub.



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