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Avec des fractions égyptiennes

Posté par
Sylvieg Moderateur
24-09-19 à 18:26

Bonjour,
Des questions inspirées par cet exercice : Calcul dans R
C'est peut-être un grand classique.
J'ai déjà cherché dans des sites sur les fractions égyptiennes.

Il s'agit d'écrire 1 comme somme de 5 inverses d'entiers distincts.
Exemple : 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/12 + 1/24
Je conjecture qu'il a une infinité de telles décompositions.
Mes questions :

Si oui,
1)Comment le démontrer ?
2)Comment trouver toutes les décompositions avec, par exemple, que des entiers inférieurs à 2019 ?
Ou si trop ambitieux, inférieurs à 100 ?

Si non,
1)Comment le démontrer ?
2)Comment les trouver toutes ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 24-09-19 à 19:06

Bonjour,

il existe exactement 147, et pas une de plus, décompositions de 1 en somme de cinq inverses
dont 72 formées de fractions toutes différentes.

la preuve de la finitude est la preuve que l'algorithme qui les donne toutes s'arrête (parce que un nombre fini de boucles finies)
un tel algorithme n'est pas très compliqué à écrire

par contre si on demandait en somme de fractions plus nombreuses, le temps de calcul (et le nombre de solutions) deviendrait prohibitif

avec 6 fractions on a 2320 solutions formées de termes tous différents
avec 7 fractions les calculs font intervenir des nombres trop grands pour un programme "ordinaire" (sans intervention de "BigInt"), dans lequel les entiers sont limités à 264 - 1 = 18446744073709551615
(ceci est bien un nombre fini )


comme je le disais dans l'exo d'origine ...

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 24-09-19 à 20:49

Merci mathafou pour ta réponse et sa rapidité.
Je n'ai pas voulu poster dans le sujet d'origine car le demandeur n'a pas du tout réagi.
Et j'ai formulé différemment pour éviter qu'il ne tombe sur ma demande en faisant une recherche.

Posté par
jandri Correcteur
re : Avec des fractions égyptiennes 24-09-19 à 23:09

Bonjour,

pour compléter la réponse de mathafou, l'encyclopédie des suites entières indique que l'ont sait calculer le nombre de solutions jusqu'à 8 fractions :

avec des fractions distinctes c'est la suite A6585

avec des fractions non nécessairement distinctes c'est la suite A2966

Posté par
mathafou Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 24-09-19 à 23:39

c'est fou ce qu'on trouve dans l'OEIS ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 25-09-19 à 08:40

Merci jandri \;
Je connais bien l'OEIS, mais je ne pensais pas y trouver quelque chose.
D'ailleurs, une recherche, même en anglais ne permet pas de tomber dessus sans connaître les premiers termes.
J'aurais pu me douter que le nombre de solutions était fini, par exemple en cherchant un peu \; n = 3 \;
Encore merci, il y a plein de liens qui doivent être passionnants.

Posté par
derny
re : Avec des fractions égyptiennes 25-09-19 à 10:38

Bonjour
Il est facile de réduire de 5 à 4 le nombre de fractions. Par contre la conjecture d'Ergös dit que l'on peut réduire à 3 fractions mais toujours pas démontrée.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 25-09-19 à 11:17

pour la décomposition de 1 il est instantané de "prouver" que 1 = 1/2+1/3+1/6

la conjecture d'Erdös est pour la décomposition de tout nombre rationnel 4/n, (même pas pour tout nombre rationnel !!)

par exemple, 8/17 ne possède aucune décomposition en 3 termes (et 23 solutions en 4 termes tous différents)

Posté par
derny
re : Avec des fractions égyptiennes 25-09-19 à 16:55

Oui tu as raison ce n'est pas le même problème, j'ai écris trop vite.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 25-09-19 à 17:24

Bonjour,
Contente que ma question de néophyte en intéresse quelques uns \;
1/2+1/3+1/6 \; est la seule manière d'écrire 1 comme somme de \; 3 \; inverses d'entiers distincts.
Pour la somme de \; 4 \; inverses d'entiers distincts, voici les 6 solutions :

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 07-10-19 à 09:14

Bonjour,
Certains sont cachotiers ou modestes :
En cherchant autre chose, je viens de découvrir \;
Joli \;

Posté par
mathafou Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 07-10-19 à 09:28

Bonjour,
et même que c'est écrit en JavaScript dans la page elle même
on peut donc aller espionner le code pour voir comment est fait l'algorithme

et puis il y a ça aussi expliquant pourquoi les chameaux viennent mettre leur nez dans les paramètres du script.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Avec des fractions égyptiennes 07-10-19 à 10:09



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