Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Reprise d'études
Partager :

Arithmétique 2

Posté par
manu_du_40
21-10-20 à 21:27

Bonsoir,
pour ce 2e exercice, j'ai vraiment pas été inspiré...

Enoncé : Prouver que tout entier admet un multiple dont l'écriture en base 10 n'est
composée que de 0 et de 1.

J'ai juste cherché de tels multiples pour tous les chiffres :
2*5=10  ;   3*37=111  ;  4*25=100 ; 5*20 = 100  ;  6*185185=1111110 ;

7 *143 = 1001 ; 8 *125=1000 et 9 * 12345679 = 111 111 111.

J'ai ensuite écrit la décomposition en base 10 de tout entier N :
N=\sum_{k=0}^n a_k 10^k et j'ai essayé de jouer un peu avec les congruences en essayant de multiplier par les nombres déterminés plus haut mais ça n'aboutit pas à grand chose.
Si quelqu'un pouvait me mettre sur la voie...
Vous en remerciant par avance.

Manu

Posté par
sylvainc2
re : Arithmétique 2 21-10-20 à 22:28

Pense au petit théorème de Fermat.

Posté par
manu_du_40
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 13:49

Bonjour,

j'en ai parlé à des collègues dont un propose ceci en imposant la condition que N est premier :

on traite à part les cas où N=2 ; N=3 ; N=5 ; et N=7.

Pour N>7, N est premier avec 10 donc on peut écrire d'après le petit théorème de Fermat, N divise 10^{N-1}-1. Ce nombre ne s'écrit qu'avec des 9 donc on peut l'écrire 9*1111........1111. De plus, N est 9 sont premiers entre eux donc d'après le thm de Gauss, N divise 1111.....1111.

Pour la généralisation, ça coince encore...

Posté par
carpediem
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 15:23

salut

peut-être une idée qui généralise encore un peu plus ...

soit n un entier premier avec 10 (il faudra traiter le cas n pair ou multiple de 5 à part)

je note u_p = \sum_0^p a_k10^k un entier qui ne s'écrit qu'avec des 0 et des 1

avec a_0 = a_p = 1 $ et $ \forall k \in [[1, p - 1]]  :  a_k \in \{0, 1\}

n est premier avec 10 donc il existe des entiers u et v tels que nu + 10v = 1 \iff 10^{k + 1} v^k \equiv 10^k  [n]

alors u_p = qn \iff 0 \equiv \sum_0^p a_k 10^{k + 1} v^k  [n]


ouais bon ça n'est peut-être pas folichon mais je le laisse car ça peut peut-être donner une idée à quelqu'un ...

(et parce que je suis depuis un petit moment ... mais sans intervenir car n'ayant pas d'idée)

Posté par
manu_du_40
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 15:37

Salut carpediem, je crois que je tiens un truc...

Soit n un entier : n=2^{v_2} \times 3^{v_3}\times 5^{v_5} \times N

où N est un nombre premier avec 2,3,5 (et donc avec 10) et les v_p sont les valuations p-adiques.

Le théorème d'Euler dit que 10^{\phi(N)} \congru 1 [N] donc
N divise un nombre qui ne s'écrit qu'avec des 9 et comme N est premier avec 3, il est aussi premier avec 9. D'après le théorème de Gauss, tout entier N dont les valuations 2-adique, 3-adique et 5-adique sont nulles admet un multiple qui ne s'écrit qu'avec des 1. A présent je note M ce multiple.

On a donc M=KN (K entier) donc Kn=2^{v_2} \times 3^{v_3}\times 5^{v_5} \times M
 \\
On règle le problème des valuations 2 adique et 5 adique en multipliant par 2^{v_5} \times 5^{v_2}.
Cela donne 2^{v_5} \times 5^{v_2}Kn=3^{v_3} \times 10^{v_2+v_5} \times N.

Reste le problème du 3 ... je continue de chercher.

Posté par
manu_du_40
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 15:40

Deux coquilles dans mon post.

Lire "Le théorème d'Euler dit que \red{10^{\phi(N)} \equiv 1 [N]} "

et dans ma dernière formule, c'est un M et pas un N donc  \red{2^{v_5} \times 5^{v_2}Kn=3^{v_3} \times 10^{v_2+v_5} \times M}

Posté par
jandri Correcteur
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 16:01

Bonjour manu_du_40,

il y a une démonstration élémentaire et très courte avec la suite u_k=111\dots111 (avec k fois 1).

Puisque u_k\pmod n ne prend qu'un nombre fini de valeurs, il existe un couple (i,j) avec i<j tel que n divise u_j-u_i.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 16:19

Joli

Posté par
manu_du_40
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 16:22

Merci jandri, vu comme ça, c'est très simple en effet.

Pensez-vous qu'on peut aboutir en utilisant le théorème de Fermat (ou d'Euler ?)

Posté par
jarod128
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 16:59

Bonjour,
j'avais une démo qui ressemble à celle de jandri sur le principe:
On prend N(N-1) puissances de 10 modulo N. N au moins seront égales (modulo N). Il suffit d'ajouter ces N puissances et on obtient un nombre constitué de 0 et 1. Comme c'est la somme de N fois le même nombre (modulo N), c'est un multiple de N.

Posté par
jandri Correcteur
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 17:17

Je trouve également que la démonstration que j'ai donnée est très belle mais ce n'est pas moi qui l'ai trouvée.

Le théorème d'Euler permet aussi de résoudre la question en écrivant que si N est premier avec 10 alors :

10^{\varphi(9N)} \equiv 1 \pmod{9N}

Posté par
jarod128
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 18:10

Cette démo ne concerne que 40% des  nombres...

Posté par
jandri Correcteur
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 19:08

Exact mais pour N'=2^a5^bN avec N premier avec 10 on multiplie le nombre obtenu pour N par 10^{\max(a,b)}

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 19:12

Si j'ai bien compris la démonstration de 16h01, il y est démontré un peu plus que
"dont l'écriture en base 10 n'est composée que de 0 et de 1".

L'entier \; uj - ui \; s'écrit avec un certain nombre de 1 suivis d'un certain nombre de 0.
N divise D10k, où D ne s'écrit qu'avec des 1.
Si N est premier avec 10, N divise D.

Tout entier premier avec 10 admet un multiple dont l'écriture en base 10 n'est composée que de 1.

Posté par
carpediem
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 19:23

ouais ... après avoir vu l'intervention de jandri je me suis souvenu des rep-unit !!

voir et

Posté par
jarod128
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 20:00

A Jandri:
Pour 60. On arrive à 3 qui donne 37 mais 3700*60 donne 222000. Bon je chipote et vois le truc mais c'est un peu plus complexe que ce que tu as écrit.

Posté par
manu_du_40
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 20:32

Merci à tous pour votre aide.

Posté par
jandri Correcteur
re : Arithmétique 2 22-10-20 à 21:21

A jarod128,

tu n'as pas du bien lire ce que j'ai écrit le 22-10-20 à 19:08.

Puisque 60=2^2\times5\times 3 et 3 divise 111 on obtient que 60 divise 100\times 111=11100

A Sylvieg

C'est bien cela, si N est premier avec 10 il admet un multiple composé uniquement de 1



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

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

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 !