Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau exercices
Partager :

Amusette (arithmétique)

Posté par
Camélia Correcteur
02-07-09 à 18:08

Bonjour

En voilà une autre. Il s'agit d'un test de Lucas-Lehmer qui est assez intéressant.

Soient u=2+\sqrt 3, u=2-\sqrt 3 et s_n=u^{2^n}+v^{2^n} pour tout n\in\bb{N}.

a) Montrer que s_n est une suite d'entiers et que s_{n+1}=s_n^2-2

b) Montrer que si le nombre de Mersenne M_p=2^p-1 divise s_{p-2} alors M_p est premier.

Posté par
infophile
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 18:43

Bonjour

 Cliquez pour afficher

Posté par
J-R
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 18:44

bonjour,

 Cliquez pour afficher


je regarde la 2)

merci ...

Posté par
J-R
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 18:47

 Cliquez pour afficher

Posté par
jandri Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 18:59

Bonjour,

Pour le a) il est plus rapide de montrer d'abord s_0=4 et s_{n+1}=s_n^2-2.

Le b) est nettement plus difficile!

Posté par
infophile
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 19:01

Effectivement

T'as trouvé jandri ? (question stupide ^^)

Posté par
olive_68
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 19:05

Bonjour Camélia

Pour un début,

 Cliquez pour afficher


La suite après mangé

Posté par
jandri Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 19:12

infophile, j'ai une solution car c'est un problème classique (par exemple sujet ENS Cachan 1979).
Mais il y a peut-être une solution plus courte.

Posté par
infophile
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 19:21

Il n'est malheureusement pas disponible sur l'UPS

La solution (générale) dans le Demazure n'est très courte non plus.

Posté par
1 Schumi 1
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 21:08

j'ai une solution car c'est un problème classique (par exemple sujet ENS Cachan 1979). >> Mais j'hallucine... ce type est une encyclopédie vivante...

Posté par
olive_68
re : Amusette (arithmétique) 02-07-09 à 21:13

Re

Bonjour à jandri ,J-R et infophile

 Cliquez pour afficher



Bon je pense que ma question est vaine mais existe-t'il une solution niveau terminal à la question b) ?? (Enfin à t'on besoin d'outils niveau bac + ? )

Posté par
jandri Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 03-07-09 à 10:00

Bonjour,

1 Schumi 1, je ne suis pas une encyclopédie, je me contente de bien classer les exercices et problèmes que je cherche (ou donne à des élèves).

olive_68, je ne pense pas que l'on puisse donner une démonstration du b) au niveau bac.

Posté par
gui_tou
re : Amusette (arithmétique) 03-07-09 à 10:11

Bonjour à tous

Camélia, je connaissais le test de Lucas pour les alcools mais pas en arithmétique!
Voilà c'était juste pour apporter mon grain de sel, je déteste l'arithmétique depuis la spé de terminale (heureusement on est épargnés en PC)

Posté par
olive_68
re : Amusette (arithmétique) 03-07-09 à 12:48

Ok merci jandri ^^ Tampis faudra que je me contente de lire la solution que quelqu'un va poster j'éspère ..(J'ai cherché le sujet de ENS-Cachan 1979 mais pas trouvé )

Posté par
Camélia Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 03-07-09 à 14:49

Salut à tous!

Vous voyez, je suis honnête, j'ai dit ce que c'était! N'empêche, on ne le donne pas souvent en premier cycle et il est joli! Alors, je pense qu'il est abordable pour tous ceux qui se sont manifestés, sauf olive qui est un peu jeune...mathématiquement parlant!

Alors ma méthode (très courte) consiste à le faire par l'absurde en regardant un anneau quotient de {\bb{Z}}[\sqrt 3] mais en n'utilisant aucun gros théorème...

Bien sur je mettrais une solution...

Merci à gui_tou, on apprend tous les jours!

Posté par
1 Schumi 1
re : Amusette (arithmétique) 05-07-09 à 23:35

Salut

Je vais essayer de m'y mettre sérieusement à la 2). Attends encore un peu avant de donner une solution stp Camélia. (J'arrive pas à ne pas regarder les blankés...)

Posté par
Camélia Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 06-07-09 à 14:28

OK! Quand vous voulez demandez la solution!

Posté par
1 Schumi 1
re : Amusette (arithmétique) 12-07-09 à 16:12

J'abandonne...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 12-07-09 à 17:26

Eh oui, ce n'est pas évident...

a) Purement calculatoire! A remarquer que uv=1

b) Supposons M_p non premier. Alors il a un diviseur premier q tel que q\leq \sqrt{M_p} ou encore tel que q^2\leq 2^p-1. Comme M_p divise s_{p-2} il en est de même pour q donc s_{p-2}=u^{2^{p-2}}+v^{2^{p-2}}=kq avec k entier. On multiplie par u^{2^{p-2}} et on trouve

u^{2^{p-1}}+1=kqu^{2^{p-2}}\quad (E)

Cette égalité est écrite dans A={\bb{Z}}[\sqrt 3]. On considère l'idéal qA et l'anneau quotient B=A/qA. On note \alpha la classe de
\sqrt 3 dans B et \overline x la classe modulo q de chaque élément de A dans B. On voit facilement que

B=\{\overline m+\overline n\alpha\ \|\ (\overline m,\overline n)\in{\bb{Z}}/q{\bb{Z}}\=

et donc que B a q^2 éléments.

Or l'égalité (E) dit que \overline u^{2^{p-1}}=\overline {-1} ce qui montre que \overline u est un élément d'ordre 2^p du groupe multiplicatif de l'anneau B. D'après le théorème de Lagrange 2^p divise cet ordre, qui est inférieur à q^2-1. Remarquez que même si on ne connait pas le théorème de Lagrange l'égalité \overline u^{2^{p-1}}=\overline {-1} prouve que dans B il y a au moins 2^p éléments distincts non nuls et c'est tout ce que j'utilise!

Et voilà la contradiction: on devrait avoir 2^p\leq q^2-1\leq 2^p-2

Posté par
jandri Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 12-07-09 à 18:26

Bonjour Camélia,

Bravo pour ta démonstration qui est vraiment très bien.
Je n'avais pas pensé utiliser q\leq \sqrt{M_p}.
La démonstration que j'avais est plus longue: en notant \alpha tel que \alpha^2=4\alpha-1 (dans F_q si 3 est un carré modulo q, dans F_q[\alpha] sinon) on montre que \alpha^{q+1}=1 ou \alpha^{q-1}=1 et que \alpha^n+\alpha^{-n}=2 ssi \alpha^n=1.
Ensuite s_{p-2}\equiv0 mod q entraine s_p\equiv2 d'où \alpha^{2^{p-1}}=-1 , \alpha d'ordre 2^p d'où 2^p|(q\pm1), d'où q=M_p.

Posté par
1 Schumi 1
re : Amusette (arithmétique) 13-07-09 à 00:43

C'était pas si méchant que ça en fait, la démo est même assez naturelle présentée ainsi... Tant pis, une autre fois peut être...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Amusette (arithmétique) 13-07-09 à 17:51

Donc tu utilisais quand même l'ordre d'un élément. Ce sont quand même des trucs pas évidents...



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !