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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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arithmétique

Posté par
morgane55
17-03-19 à 19:49

Bonsoir, voici l'énoncé :

Trouver tous les entiers > 0   x  et  y tels que x^y = y^x

Besoin d'aide svp merci

Posté par
carpediem
re : arithmétique 17-03-19 à 20:17

salut

x^y = y^x \iff \dfrac {\ln x} x = \dfrac {\ln y} y

il suffit dont d'étudier la fonctions f  :  x \mapsto \dfrac {\ln x} x

sinon les deux solutions sont évidentes quand on connait ses tables de multiplication ...

Posté par
morgane55
re : arithmétique 17-03-19 à 21:05

2^4 = 4^2

Posté par
carpediem
re : arithmétique 17-03-19 à 23:03

ça fait une solution ...

Posté par
morgane55
re : arithmétique 17-03-19 à 23:30

On peut choisir x = y aussi

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : arithmétique 18-03-19 à 07:41

Bonjour,
As-tu essayé de représenter la fonction x \mapsto \dfrac {\ln x} x avec un grapheur quelconque ?
Puis d'y regarder quand \dfrac {\ln a} a = \dfrac {\ln b} b est possible avec a entier et a < b ?

Posté par
morgane55
re : arithmétique 19-03-19 à 21:09

j'ai pas trouvé la deuxième solution ... j'ai tracé oui mais j'ai pas trouvé

Posté par
carpediem
re : arithmétique 19-03-19 à 21:14

2^2 = 2^2

2^4 = 4^2

...

Posté par
morgane55
re : arithmétique 19-03-19 à 21:23

oui mais la deuxième solution sans que x = y c'est laquelle ?

Posté par
jsvdb
re : arithmétique 19-03-19 à 22:51

Bonsoir

Si on cherche les solutions x y, on peut noter que si r et n sont des entiers strictement positifs avec r > 2 alors rr+n > (r+n)r.

Donc, pour avoir les solutions entières, il suffit d'envisager x = 1 et x = 2.

Sinon, de manière générale, si on substitue y = vx dans l'équation xy = yx, on peut obtenir la "paramétrisation" des solutions de l'équation.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : arithmétique 20-03-19 à 08:16

Bonjour,
La fonction  x \mapsto \dfrac {\ln x} x présente un maximum égal à 1/e pour x = e .
L'équation \dfrac {\ln x} x = c ne peut avoir plus de 2 solutions.
Quand elle a 2 solutions a et b avec a < b , dans quel intervalle se trouve a ?
Avec a entier, il n'y a pas 36 possibilités.

Posté par
carpediem
re : arithmétique 20-03-19 à 08:47

si morgane55 avait fait son travail et l'étude de la fonction f elle aurait vu  ce que Sylvieg dit

il est évident que les solution de l'équation f(x) = f(y) pour un x fixé admet toujours la solution y = x

la deuxième solution se déduit des variations de f ...

PS : c'est ainsi que l'on fait pour résoudre les équations trigonométriques cos x = r avec -1 r 1 (ou avec sinus)

1/ on cherche une solution particulière a telle que cos a = r
2/ on donne l'ensemble des solutions par périodicité

c'est aussi la même chose avec les congruences quand on veut résoudre une équation du type f(x) \equiv p  [n]

1/ on cherche une solution particulière
2/ on utilise la périodicité des restes

c'est encore la même chose avec le théorème de Bézout quand il faut trouver les entiers u et v tels que xu + yv = n

1/ on cherche une solution particulière (a, b)
2/ on conclut avec le théorème de Gauss et l'équation x(u - a) + y(v - b) = 0


faire des mathématiques c'est comprendre que tous ces pb sont identiques ... et que il n'y a pas une méthode pour résoudre chacun mais la même méthode ou principe général ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : arithmétique 20-03-19 à 09:12

Pour reprendre l'idée de jsvdb, mais sans r+n :

La fonction x \mapsto \dfrac {\ln x} x est décroissante stricte sur [e ; +[ .
D'où
Si e < a < b alors f(a) > f(b) , donc f(a) f(b) , donc ab ba .

Si x et y sont deux entiers distincts supérieurs stricts à 2, alors xy yx .



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