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Niveau seconde
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Difficulté avec un problème de maths

Posté par flutistikaman (invité) 10-07-05 à 22:10

Bonjour à tous,

Je suis bloqué sur un problème depuis un petit moment, quelqu'un pourrait-il m'aider ?

Problème :                                            temps:   10 min

Sachant que, si x = 3, alors x² + x + 1 = 13, déterminer les valeurs n telles que 13 divise n² + n + 1 (On posera n = 3 + p).

Correction :

Je dois trouver d'après le bouquin :

Soit n est de la forme 3 + 13q
Soit n est de la forme 13q - 4
(q est un entier quelconque.)


Me voila perdu, je demande un peu d'aide... Grand merci à tous

Flutistikaman

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 10-07-05 à 22:25

Bonjour

SI l'on pose n=3+p , on a :
3$\rm n^{2}+n+1=p^{2}+7p+13

Or , 13 divise p²+7p+13 si et seulement s'il divise p²+7p , soit p(p+7)

On peut donc avoir 13 qui divise p ou 13 qui divise p+7
c'est à dire qu'il existe un entier q tel que :
p=13q ou 3$\rm p+7=13q (soit 3$\rm p=13q-7)

Donc on obtient en revenant à n par n=3+p :
n=3+13q ou n=3+13q-7
c'est à dire :
n=3+13q ou n=13q-4


Jord

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 10-07-05 à 22:50

Salut  flutistikaman & Nightmare !

Quand on voit n^2+n+1 la question qui vient est de savoir si on ne pourrait pas, par hasard, écrire notre n comme n=p+a afin que sa "forme factorisée" ne comporte plus de terme constant ainsi, on pourra utiliser le fait que 13 est premier
    (p+a)^2+(p+a)+1=p^2+(2a+1)p+a^2+a+1
On sait que pour a=3,
    13 divise a^2+a+1 (ce sera nul modulo 13).
Ainsi, on peut alors poser n=p+3.

Le reste Nightmare l'a fait.

Posté par flutistikaman (invité)Merci Beaucoup 11-07-05 à 09:44

Bonjour à vous,

Tout d'abord je voulais vous remercier pour l'aide si rapide que vous m'avez apportez. J'ai compris intégralement toute la première partie de Nightmare, mais j'ai du mal à comprendre la deuxième de N_comme_Nul.

Je ne comprend pas pourquoi on ne s'occupe que du modulo avec 13 de a²+a+1 et pas du reste de l'expression. Pourquoi avons-nous prix a = 3 et pourquoi le fait que 13 soit premier et si important.

Je sais que ces questions peuvent avoir l'air bêtes mais perso, je ne suis pas une bête en maths.

Bonne journée...

Flutistikaman

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 18:20

Flutistikaman : mon post n'était qu'une petite intervention pour tenter de comprendre l'indication donnée dans le livre.

Le fait que 13 est premier est une donnée intéressante dans ton exercice: Nightmare a utilisé la propriété selon laquelle si un nombre premier divise un produit d'entiers alors il divise forcément l'un de ces entiers.

Quand on est tout au début de l'exercice, on se rend compte que l'on a une forme pas très sympathique n^2+n+1. D'où l'idée de se demander si en changeant un peu la forme de n on ne pourrait pas transformer cette expression en une expression un peu plus maniable;
c'est ce que j'ai tenté de faire dans mon précédent post.

Mais si tu es en 2de comme tu le prétends alors la propriété utilisée par Nightmare ne doit pas t'être familière.

Au fait, dans la démonstration de Nightmare, "le" q trouvé n'est pas forcément le même. Sans doute aurait-il été préférable de mettre :
    p=13q ou p+7=13q'

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:00

Je trouve bizarre tout de même de donner cet exercice en 2nd car il me semble que le théorème de Gauss n'est vu qu'en TS non ?


Jord

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:04

Ben j'en sais rien moi, mais on le montre comment ? avec une relation de Bezout donc pas au programme de seconde, si ?

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:07

p premier divise le produit ab
supposons qu'il ne divise pas a
alors p et a sont premiers entre eux
donc d'après Bezout :
il existe deux entiers u et v tels que :
    up+va=1
donc :
    bup+bva=b
comme p divise ab et bup alors il divise aussi abv et donc la somme c'est à dire b
non ?

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:07

Oui , on le démontre avec Bezout.

Mais ça m'étonnerait qu'en 2nd on demande à un éléve un théorème qu'il devra démontrer s'il doit l'utiliser


Jord

Posté par
muriel Correcteur
re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:09

bonjour tout le monde,
oui en effet Nightmare, le théorème de Gauss est vu en Tle S spécilité (mais bon, on y travaille déjà avant sans le nommer)
pour ce qui est de la relation de Bezout, là c'est clairement vu en Tle S spécialité
par contre, je n'ai pas lu le problème , donc je ne peut pas dire ce qu'on utilise

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:09

Là tu démontres un corrolaire du théorème de Gauss (celui qui nous interresse pour l'exercice).


Jord

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:10

Merci pour la confirmation muriel

Posté par
muriel Correcteur
re : Difficulté avec un problème de maths 11-07-05 à 22:11

de rien

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 12:05

Bonjour N_comme_Nul

Quand tu écris :

D'où l'idée de se demander si en changeant un peu la forme de n on ne pourrait pas transformer cette expression en une expression un peu plus maniable;

Heureusement que l'énoncé nous dit Sachant que, si x = 3, alors x² + x + 1 = 13, car si l'énoncé avait été :


déterminer les valeurs n telles que 19 divise n² + n - 1  (F)


comment aurais-tu déterminé ton a de n=p+a ?

Merci pour les solutions de (F).

Philoux

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 13:13

Re tout le monde

Philoux> si c'est n²+n-1 comme tu l'as écrit on peut prendre a=4


Jord

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 13:15

Bonjour NM

Je les veux TOUTES

sous la forme n = alpha.q + béta

Philoux

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 13:20

Oui non , ce n'est pas ça que je disais , ici je te disais que pour faciliter le travaille on pouvait poser n=p+4 .
Ensuite 19 est premier donc ça marche pareil que pour l'autre avec le théorème de Gauss


Jord

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 13:24

Ok NM

DOnc, si je vous ai compris, suffit donc de trouver un entier a tel que f(a)=0 ?

Philoux

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 13:33

Non , un entier a tel que f(a)= le nombre qui divise f(n)

Avant on avait bien f(3)=13 , ensuite on avait bien f(4)=19

Mais ça ce complique lorsqu'on ne peut pas trouver ce nombre.
Par exemple si on veut déterminer les valeurs de n telles que 19 divise n²+n+1 c'est plus compliqué


Jord

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 13:51

oui, bien vu lapsus

Comment fait-on alors ?

Philoux

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:18

Je pense qu'on peut montrer par l'absurde qu'il n'existe pas d'entier n tel que 19|(n²+n+1)

Il suffit de montrer que l'équation n²+n+1=19k pour k entier n'admet aucune solution entiére


Jord

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:24

oui mais comment ?

Philoux

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:26

L'équation équivaut à :
3$\rm n^{2}+n+1-19k=0

Le discriminant est :
3$\rm \Delta=76k-3

Il suffit de montrer que quelque soit k , \Delta n'est pas un carré parfait.

Je te laisse y réfléchir (j'y réfléchis aussi )


Jord

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:31

Bon bah en fait il y a des solutions lol.

Donc finalement il faut chercher les valeurs de k telles que :
3$\rm \frac{-1\pm\sqrt{76k-3}}{2} soit entier

Allons y ...


Jord

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:33

Faux k=3 et k=7 donnent un carré parfait

Philoux

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:34

idem

(-1+5 ou 7)/2 donnent 2 et 3

Philoux

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:34

Donc en fait il faut que :
3$\rm \sqrt{76k-3} soit entier et impair (on y arrive ... je suis sur que je me complique la vie )


Jord

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 14:38

Je crois en fait que je tourne en rond

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:36

Bon, je vais le faire

Je recommence pas tout le barratin :
    (p+a)^2+(p+a)-1=p^2+(2a+1)p+\underbrace{a^2+a-1}

Pour a=4, on a 19|a^2+a-1

On pose alors n=p+4.

Allons-y :
    n^2+n-1=(p+4)^2+(p+4)-1=p^2+9p+19

    19|n^2+n-1 ssi 19|p^2+9p+19
donc
    19|p(p+9)

Or 19 est premier donc :
    19|p ou 19|p+9

C'est-à-dire il existe des entiers k et k' tels que :
    p=19k et p+9=19k'
en revenant à n :
    n=19k+4 ou n=19k'-5

Reste à vérifier que les nombres qui s'écrivent sous cette forme sont bien solution :
    (19k+4)^2+(19k+4)-1=361k^2+171k+19
    (361k^2+171k+19)/19=19k^2+9k+1\in\mathbb{Z}

    (19k'-5)^2+(19k'-5)-1=361k'^2-171k'+19
    (361k'^2-171k'+19)/19=19k'^2-9k'+1\in\mathbb{Z}

Les solutions sont donc :
    \{19k+4:k\in\mathbb{Z}\}\cup\{19k-5:k\in\mathbb{Z}\}
    



Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:39

Oui N_comme_Nul ça c'est simple , mais si c'est n²+n+1 ?


Jord

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:40

Je répondais au post de philoux du [12/07/2005 à 12:05]

Posté par philoux (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:42

Merci N_N

Philoux

effectivement, l'autre semble moins simple

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:43

Nightmare : pour n^2+n+1, ne suffirait-il pas de prendre a=7 ?

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:45

Pourquoi j'y ai pas pensé plus tot

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:53

Changeons un peu les choses : (je pense avoir la réponse)
Quel est l'ensemble des entiers n tels que :
    18 divise n^2+n+1 ?

Posté par
H_aldnoer
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 17:55

> Night

oui impardonable

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:18

Effectivement ici c'est plus difficile comme 18 n'est pas premier ...

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:20

Je dirais qu'il n'y a rien à faire et que c'est encore plus facile

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:24

Je pense que j'ai trouvé ^^

Il suffit de jouer avec la parité.


Jord

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:25

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:26

Un tel n est forcément pair (2|18)
Mais n^2+n+1 est toujours impair ...

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:27

Comme quoi rien ne vaut les conjectures

Posté par N_comme_Nul (invité)re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:30

Quand on peut se donner un peu de temps ... c'est bien de triturer l'énoncé d'un exercice
Comme là , ça fait une belle petite palette complémentaire pour  flutistikaman.

Posté par
Nightmare
re : Difficulté avec un problème de maths 12-07-05 à 18:31

J'espere qu'il a pu tout comprendre



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