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arithmétique

Posté par
perroquet
19-02-22 à 22:32

Bonjour.

Je vous propose l'exercice suivant:

Citation :

Déterminer les éléments n de \mathbb N^{\star} pour lesquels il existe  (x_1,x_2,\ldots,x_{26}) dans \mathbb N^{26} tel que
\large  n^{x_1}=n^{x_2}+n^{x_3}+\ldots n^{x_{26}}

Posté par
carpediem
re : arithmétique 20-02-22 à 00:08

salut

par commodité je réécris l''équation ainsi :

n^{x_{26}} = n^{x_1} + n^{x_2} + ... + n^{x_{25}}   (1)

ensuite n = 1 n'est pas solution   (*)

à permutation près je peux ensuite considérer que x_1 \le x_2 \le ... \le x_{25} \le x_{26}

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to be continued ...


une solution évidente :
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une autre solution évidente :
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Posté par
perroquet
re : arithmétique 20-02-22 à 00:32

@carpediem

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Posté par
carpediem
re : arithmétique 20-02-22 à 00:39

généralisation de ma première solution évidente ... enfin en supposant que x_1 = 0 et je pose p = x_{26}

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Posté par
carpediem
re : arithmétique 20-02-22 à 00:47

perroquet et je retrouve alors ta solution effectivement

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Posté par
carpediem
re : arithmétique 20-02-22 à 00:55

pour n = 2 on peut effectivement généraliser :

 Cliquez pour afficher


* Modération > balises de blankage ajoutées *

Posté par
perroquet
re : arithmétique 20-02-22 à 01:01

@carpediem

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Posté par
carpediem
re : arithmétique 20-02-22 à 01:04

damned j'ai cliqué sur la mauvaise touche !!!

pour n = 2 on peut effectivement généraliser :

 Cliquez pour afficher

Posté par
carpediem
re : arithmétique 20-02-22 à 01:28

généralisation générale !!!  

par commodité je réécris l''équation ainsi en posant p = x_{26}

n^p = n^{x_1} + n^{x_2} + ... + n^{x_{25}}   (1)

ensuite n = 1 n'est pas solution   (*)

à permutation près je peux ensuite considérer que   x_1 \le x_2 \le ... \le x_{25} \le x_{26} = p

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Posté par
jandri Correcteur
re : arithmétique 20-02-22 à 15:49

Bonjour,

merci à perroquet pour avoir posé cet exercice très intéressant.

Comme il y a une infinité de solutions j'impose les conditions :
x_1=0\leq x_2\leq\dots \leq x_{25} (avec les notations de carpediem).

Comme l'a montré carpediem il n'y a que 8 possibilités pour n.

Pour n=25 et n=13 il n'y a qu'une solution (avec les conditions imposées).

Il y a 2 solutions pour n=9, 4 pour n=7, mais j'en trouve 16 pour n=5.

Je pense qu'il y en a encore plus pour les trois autres valeurs de n.

Posté par
jandri Correcteur
re : arithmétique 21-02-22 à 10:32

Je m'aperçois que la question de perroquet est plus simple que ce que j'avais compris :
c'est "Quelles sont les valeurs de n telles que ..." et pas "Quelles sont les valeurs de n et des x_k telles que ...".

Ce n'est pas compliqué de montrer qu'il y a 8 valeurs possibles pour n.
En revanche pour dénombrer toutes les solutions c'est beaucoup plus long !

Avec les conditions que j'ai rajoutées (x_1=0\leq x_2\leq\dots \leq x_{25}) il y a :
315016 solutions pour n=2
649 solutions pour n=3
57 solutions pour n=4 .

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : arithmétique 23-02-26 à 10:28

Bonjour,
En relisant ce sujet auquel je n'avais pas contribué, j'ai eu l'impression que la réciproque n'avait pas été explicitée.
J'en présente donc une démonstration, en ayant conscience que c'est peut être une redite d'un des messages de carpediem.

Soit n entier tel que n-1 divise 24.
On a donc 24 = (n-1)p avec p entier.
Or (n-1)(1 + n + n2 + ... + np-1) = np - 1.
D'où 1 + (n-1)(1 + n + n2 + ... + np-1) = np
Qu'on peut écrire ainsi :
n0 + (n-1)n0 + (n-1)n1 + (n-1)n2 + ... + (n-1)np-1 = np
Dans le membre de gauche le nombre de termes de la forme nk est bien 25 car 1+(n-1)p = 25.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : arithmétique 02-03-26 à 08:24

Et on peut généraliser en remplaçant 25 par v :

 n^{x_1} + n^{x_2} + ... + n^{x_{v}}  = n^{x_{v+1}}



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