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Divisibilité de la somme d'une suite géométrique

Posté par
Nijiro
20-04-20 à 17:10

Bonjour,
Soit n un entier naturel tel que n2.
On pose:
a_n=1+3+3^2+...+3^{n-1}.
a) Prouver que: 7/ a_n\Rightarrow 7/3^{n-1}.
b) Inversement, montrer que: 7/3^{n-1}\Rightarrow 7/ a_n .
c) En déduire les valeurs de n pour lesquelles: 7/an.

Bon, pour a) j'ai essayé de raisonner par récurrence car il me semblait que c'est utile dans l'étape d'hérédité, mais à la première étape (l'initialisation), pour n=2: a2=13 et 13 n'est pas divisible par 7.  J'ai essayé également un raisonnement par contraposée mais ça s'embrouille!

Merci d'avance.

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 20-04-20 à 17:19

Une remarque: Chez nous: 7/an signifie 7 divise an.
Parce que j'ai remarqué que vous utilisez peut-être  "| " non pas "/".

Posté par
larrech
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 20-04-20 à 17:50

Bonjour,

Tu es sûr que ce n'est pas plutôt 7|(3^n-1)  ?

Posté par
carpediem
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 20-04-20 à 19:23

salut

somme des termes d'une suite géométrique ...

Posté par
co11
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 20-04-20 à 19:45

Bonsoir,
quelque chose ne va pas : 7 ne divise jamais 3n-1
Ou alors je suis très fatiguée .... ??

Posté par
co11
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 20-04-20 à 19:50

Oui larrech, tu dois avoir raison .....

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 21-04-20 à 16:35

co11 @ 20-04-2020 à 19:45

Bonsoir,
quelque chose ne va pas : 7 ne divise jamais 3n-1
Ou alors je suis très fatiguée .... ??


C'est ce que j'ai remarqué aussi. Mais j'ai recopié la consigne telle qu'elle est.

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 21-04-20 à 16:37

carpediem @ 20-04-2020 à 19:23

salut
somme des termes d'une suite géométrique ...

a_n=\frac{1-3^n}{1-3}=\frac{3^n-1}{2}

Posté par
carpediem
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 21-04-20 à 19:53

il est évident que c'est 3^n - 1 ... d'autant plus quand on sait ce qu'est a_n ...

et que 7 ne divisant pas 3 il ne risque pas de diviser l'une de ses puissances ... (même s'il faut faire attention avec cet argument : 12 ne divise pas 6 mais 12 divise 6^2 ...)

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 17:06

Donc (-1) n'est pas dans l'exposant de 3?  Peut-être une erreur??

Posté par
larrech
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 17:10

Citation :
Peut-être une erreur??


Sans aucun doute.

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:04

larrech @ 22-04-2020 à 17:10


Sans aucun doute.

Bon, je ne peux pas nier que ce livre est plein d'erreurs, donc possible! Alors essayons  de résoudre l'exercice en modifiant la consigne.

Posté par
larrech
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:08

Voilà, essaie.

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:15

Alors,
Pour a: on sait que 7/a_n, d'ailleurs: a_n=\frac{3^n-1}{2} c-à-d: 7/ \frac{3^n-1}{2}, donc: 7/ 2\times \frac{3^n-1}{2}, par suite:
7/ 3^n-1
comme ça?

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:16

Du coup:
7/a_n\Rightarrow 7/ 3^n-1

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:21

pour b:
si:7/ 3^n-1 alors: 7/ 2\times (3^n-1), et donc: 7/ 4\times \frac{(3^n-1)}{2}
Ainsi:7/ 4\times a_n, Cependant 7 ne divise pas 4, alors 7 divise an.
c-à-d:
7/3^n-1\Rightarrow 7/a_n

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:31

Pour c:
de a et b, on a :
7/a_n\Leftrightarrow 7/3^n-1
Alors pour que: 7/an, il faut que: 7/3n-1
7/3^n-1\Leftrightarrow 3^n-1=7q avec q
donc: 3^n=7q+1

On détermine donc les valeurs de n pour lesquelles le reste de la division euclidienne de 3n par 7 est 1.
n, alors la division euclidienne de n par 6 est de:
n=6q'+r avec q' r{0;1;2;3;4;5}
(J'ai choisi la D.E par 6, car 361[7])
On étudie les 6 cas; le cas où 3^n\equiv 1[7] est celui quand r=0, c-à-d: n=6q' avec q', d'où le résultat.

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:32

Comme ça?

Posté par
larrech
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 18:46

Tu aurais pu donner les restes successifs suivant les valeurs de n modulo 7, mais le résultat est bien celui-là, oui.

Posté par
carpediem
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 19:29

Nijiro @ 22-04-2020 à 18:15

Alors,
Pour a: on sait que 7/a_n, d'ailleurs: a_n=\frac{3^n-1}{2} c-à-d: 7/ \frac{3^n-1}{2}, donc: 7/ 2\times \frac{3^n-1}{2}, par suite:
7/ 3^n-1
comme ça?
non ça ne va pas ...

1/ ne pas oublier que a_n est un entier (somme d'entiers)

2/ 7 divise a_n => 7 divise (3^n - 1)/2 qui est donc un entier

3/ or 7 et 2 sont premiers donc premiers entre eux

4/ donc 7 et 2 divisent 3^n - 1

5/ donc 7 divise 3^n - 1

Posté par
carpediem
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 19:31

Nijiro @ 22-04-2020 à 18:31

Pour c:
de a et b, on a :
7/a_n\Leftrightarrow 7/3^n-1
Alors pour que: 7/an, il faut que: 7/3n-1
7/3^n-1\Leftrightarrow 3^n-1=7q avec q
donc: 3^n=7q+1 toute cette partie est sans intérêt ..


On détermine donc les valeurs de n pour lesquelles le reste de la division euclidienne de 3n par 7 est 1.
n, alors la division euclidienne de n par 6 est de:
n=6q'+r avec q' r{0;1;2;3;4;5}
(J'ai choisi la D.E par 6, car 361[7])
On étudie les 6 cas; le cas où 3^n\equiv 1[7] est celui quand r=0, c-à-d: n=6q' avec q', d'où le résultat.

qaunt à la deuxième partie on évidemment 27 = 28 - 1 ... ce qui donne immédiatement le résultat ...

Posté par
Nijiro
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 19:35

D'accord Carpediem. Merci beaucoup tout le monde!

Posté par
carpediem
re : Divisibilité de la somme d'une suite géométrique 22-04-20 à 19:43

de rien



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