Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau exercices
Partager :

Diophante et Lucas

Posté par
lake
27-01-23 à 15:13

Bonjour,
Je suis tombé par hasard sur cette équation "diophantienne" :
Quels sont les couples (x,y) d'entiers naturels vérifiant :

 |x^2+xy-y^2|=1 ?

Si on "connait" ça n'a pas un intérêt grandiose. Soyez discrets pour ceux qui ne connaissent pas.
Si on ne connait pas, on peut tester, découvrir, voire être surpris ...
Pas de démonstration exigée. On teste et on s'amuse

Posté par
alb12
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 16:57

Salut,

 Cliquez pour afficher

Posté par
dpi
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 17:03

Bonjour,

 Cliquez pour afficher

Posté par
Imod
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 17:11

Bonjour

 Cliquez pour afficher

Imod

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 17:19

>>alb12

 Cliquez pour afficher

Posté par
carpediem
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 17:21

salut

 Cliquez pour afficher

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 17:46

alb12 et Imod sont d'ores et déjà éliminés
Je m'adresse à dpi :

 Cliquez pour afficher

Posté par
royannais
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 19:08

Bonjour

 Cliquez pour afficher

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 19:26

Bonjour,
J'ai regardé tous les blankés
@carpediem,
"couples (x,y) d'entiers naturels"

Posté par
carpediem
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 19:58

Sylvieg : oui je sais ...mais qui peut le plus peut le moins

bon en fait on reconnait une équation de Pell-Fermat (à changement de variable près) et on en a eu quelques unes ya quelques temps !! (ou quelque chose du même genre)

et alors il suffit d'un couple générateur et d'une relation de récurrence

avec l'aide de dpi et Imod on constate donc que

 Cliquez pour afficher

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 21:30

A tous :
J'ai "découvert" quasiment en même temps que vous (pour ceux qui ne connaissaient pas comme moi).
J'ai sur le bout de la langue un commentaire que n'aurait pas renié un certain Pierre Desproges

Posté par
flight
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 23:01

salut

 Cliquez pour afficher

Posté par
flight
re : Diophante et Lucas 27-01-23 à 23:03


petit complément

 Cliquez pour afficher

Posté par
carpediem
re : Diophante et Lucas 28-01-23 à 09:17

flight :         9 \pm 4 \sqrt 5 = (2 \pm\sqrt 5)^2

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Diophante et Lucas 28-01-23 à 14:21

Citation :
il suffit d'un couple générateur et d'une relation de récurrence
pour trouver une infinité de couples solutions.

Mais il reste à démontrer qu'on les obtient tous ainsi.
Pour ça, j'y suis allée à reculons
 Cliquez pour afficher

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 28-01-23 à 14:53

Bonjour,

Citation :
Mais il reste à démontrer qu'on les obtient tous ainsi.

J'y avais pensé !
Merci Sylvieg

Posté par
carpediem
re : Diophante et Lucas 28-01-23 à 15:10

Sylvieg : oui

on peut remarquer que la transformation s : u = y et v = x + y est bijective d'inverse s-1 : x = v - u et y = u

donc f(x, y) = f(u, v) \iff f(x, y) = f \circ s (x, y) \iff f \circ s^{-1} \circ s (x, y) = f \circ s (x, y) \iff f \circ s^{-1} (u, v) = f(u, v)

et on a x <= u et y <= v

donc le principe de descente infinie est ... finie dans N et permet d'obtenir un couple générateur

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Diophante et Lucas 28-01-23 à 15:18

Le problème était la non bijectivité avec .

Posté par
dpi
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 07:28

Bonjour,
Comme lake me demandait de trouver d'autres solutions ,j'ai trouvé.
Soit la suite de Fibonacci .

x= Fn et y= Fn+1  sont solutions si n est impair *

exemple n=11----> (89;144) --->89²+(89x144)-144²=1

*si n est pair on garde la valeur absolue.
exemples n=14---> (377;610)--->|377²+(377x610)-610²|=1

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 07:41

Mais oui, bien sur

@lake,

Citation :
J'ai sur le bout de la langue un commentaire
Peut-on maintenant savoir lequel ?
Et le lien avec Lucas ?

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 13:01

Bonjour Sylvieg,

Pour le commentaire, je te renvoie à la conclusion systématique de "La minute nécessaire de Monsieur Cyclopède" :

Pour Lucas, il y a très peu de références mais il existe bel et bien un théorème de Lucas (1876) :
Voici un document où il est cité (voir page 28)

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 13:47

J'ajoute que dans le dernier document (page 28 29) la référence du n°28 (Avril mai juin 1997) de la revue Quadrature est donnée où une démonstration du Théorème de Lucas figure. Je n'ai pas ce numéro.
Mais j'ai sous la main un pdf d'un devoir de MPSI qui détaille cette démonstration.
Malheureusement, il est trop gros : je n'ai pas pu le poster

Posté par
malou Webmaster
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 13:54

lake, bonjour

envoie le moi par mail, je devrais pouvoir ...

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 13:55

Merci malou !
J'agis immédiatement

Posté par
malou Webmaster
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 14:07

Le voilà !

pdf
PDF - 1 Mo

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 14:10

Trop forte !

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 14:21

J'oubliais :
Bravo dpi; j'espère que tu as pris plaisir à "découvrir" !

Posté par
malou Webmaster
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 14:34

lake @ 29-01-2023 à 14:10

Trop forte !


même pas ! faut bien qu'il me reste un privilège ou deux...(je ne suis pas limitée en poids moi) et puis ça me change du fait de devoir pister les pirates

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 18:49

Dernières (petites) nouvelles. Renseignements pris, il semblerait qu'il y ait deux Lucas :
Édouard Lucas 1842-1891 normalien et arithméticien connu.
Félix Lucas 1838-1914 ? polytechnicien beaucoup moins connu.
Et il semblerait que le nôtre soit le second (sans certitude absolue).
J'en profite pour poster un nouveau pdf sur la question :


pdf
PDF - 55 Ko

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 20:32

« Dernières » pas tout à fait.
Dès le départ je m'étais posé la question :
Tout de même, Édouard Lukas n'était pas le premier venu. Il suffit de se pencher sur sa production pour comprendre.
Comment a-t-on pu lui attribuer ce « théorème de Lukas » relativement « enfantin » ? (je ne souhaite pas choquer)
Son homonyme a remis l'église au milieu du village.

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 29-01-23 à 20:36

Mince ! Je suis allé chercher des k chez mon voisin.
Désolé

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Diophante et Lucas 30-01-23 à 09:39

Bonjour,
Merci lake pour les documents

Citation :
qui peut le plus peut le moins
En modifiant la question initiale, je réponds à cette affirmation de carpediem par "qui peut le moins peut tenter le plus" :

Quels sont les couples (x,y) d'entiers relatifs vérifiant :

 |x^2+xy-y^2|=1 ?

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 31-01-23 à 14:36

Bonjour,

En interprétant ceci :

Citation :
"qui peut le moins peut tenter le plus"


je pense qu'il est relativement facile de montrer que si (x,y)
est solution de l'équation en entiers naturels alors les couples (-x,-y),\quad(-y,x)\quad(y,-x) sont solutions en entiers relatifs.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Diophante et Lucas 31-01-23 à 17:22

En fait, c'est plutôt la réciproque qui est utile.
En envisageant les différents cas pour les signes de x et y.

Posté par
dpi
re : Diophante et Lucas 31-01-23 à 17:29

Bonjour
Pour les entiers relatifs ,il suffit de changer le signe
des Fn et Fn+1
Exemple  n=10
(-55;-89)--->|3025+4895-7921|=1

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 31-01-23 à 17:58

Oui Sylvieg,
Je n'avais pas voulu poster :
Avec x et y entiers relatifs :

 |x^2+xy-y^2| =1 \Longleftrightarrow |y^2-xy-x^2|=1\Longleftrightarrow |x^2-xy-y^2|=1

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Diophante et Lucas 31-01-23 à 21:10

La seconde équivalence me semble étrange.

Voici ce à quoi je pensais :
Soit S l'ensemble déjà connu des solutions dans 2 de |x2 + xy - y2| = 1.

Avec x et y dans et |x2 + xy - y2| = 1, on a 4 cas.

1er cas : x 0 et y 0.
(x;y) S

2nd cas: x 0 et y < 0.
(-y,x) S car |(-y)2 + x(-y) - x2| = |x2 + xy - y2| = 1.

3ème cas : x < 0 et y 0.
(y;-x) S car |y2 + y(-x) - (-x)2| = |x2 + xy - y2| = 1.

4ème cas : x < 0 et y <0.
(-x,-y) S.

Posté par
lake
re : Diophante et Lucas 01-02-23 à 02:15

« Étrange » c'est peu dire
Au vu de ton dernier message, je n'insiste pas ...



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

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 !