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Niveau terminale
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DIvisibilité par 3

Posté par
Night13
20-09-23 à 19:00

Bonsoir,
Je dois résoudre l'exercice suivant : Soit n un entier nature impair. Montrer que n³+2n est divisible par 3.

Voici comment j'ai procédé :
On doit montrer que n³+2n est divisible par 3, c'est-à-dire que n³+2n = 3k avec k appartenant à N.
n est un entier naturel impair, donc il s'écrit 2k+1.

n³+2n
= (2k+1)³+2(2k+1)
= 8k³+12k²+6k+1+4k+2
=8k³+12k²+10k+3
=3(4k²+1)+8k³+10k

Mais après je ne vois pas trop quoi faire

Posté par
carpediem
re : DIvisibilité par 3 20-09-23 à 19:21

salut

et si tu écrivais ton résultat autrement :

n^3 + 2n = 3(3k^3 + 4k^2 + 3k + 1) - k^3 + k

que peux-tu dire de -k^3 + k ?

Posté par
Night13
re : DIvisibilité par 3 20-09-23 à 19:44

Ah oui, effectivement, je n'y avais pas pensé.

-k(k²-1) = -k(k+1)(k-1)
Et ensuite je ne sais pas trop.

Posté par
carpediem
re : DIvisibilité par 3 20-09-23 à 19:49

tu as un produit de trois entiers ... ? (ils ne sont pas quelconques mais ...?)

donc en considérant la division par 3 que peux-tu conclure sur ce produit ?

RAP : un nombre et son opposé ont même diviseur (donc j'aurai considéré k^3 - k pour ne pas m'embêter avec des moins)

Posté par
Night13
re : DIvisibilité par 3 20-09-23 à 20:00

k³-k = k(k²-k) = k(k-1)(k+1).
On a un produit de trois entiers consécutifs. Si k est un multiple de 3, alors k est divisible par 3 ?

Posté par
carpediem
re : DIvisibilité par 3 20-09-23 à 20:06

Night13 @ 20-09-2023 à 20:00

p = k³-k = k(k²-k) = k(k-1)(k+1).
On a un produit de trois entiers consécutifs. ok
Si k est un multiple de 3, alors k est divisible par 3 ? ça c'est une tautologie !!


si k est multiple de 3 que peut-on dire de p ?

et sinon ? (aide : que se passe-t-il dans la division euclidienne par 3 ?)

Posté par
Night13
re : DIvisibilité par 3 20-09-23 à 20:13

p est également un multiple de 3.

Je n'ai pas encore vu la division euclidienne, mais c'est aux restes qu'il faut s'intéresser ?

Posté par
carpediem
re : DIvisibilité par 3 21-09-23 à 09:13

ben voila ...

et ce n'est pas parce que tu ne l'as pas encore revu que tu ne l'as pas déjà vu (en primaire)

Posté par
tetras
re : DIvisibilité par 3 22-09-23 à 16:32

bonjour
n³+2n est la somme de deux multiples de 3 donc est multiple de 3 c'est bien ça?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : DIvisibilité par 3 22-09-23 à 18:31

Bonjour à tous,
@tetras,
Merci de laisser demandeur et aidant échanger sans les perturber.
Tu pourras intervenir quand Night13 aura abouti avec l'aide de carpediem, ou d'un autre aidant s'il doit s'absenter.

Posté par
tetras
re : DIvisibilité par 3 23-09-23 à 12:37

oui bien sur et je pensais que le sujet était terminé

Posté par
carpediem
re : DIvisibilité par 3 23-09-23 à 13:22

on peut penser qu'après divisibilité par entiers consécutifs qui en est une généralisation il l'a fini puisque c'est la même chose donc je vais tout de même répondre à tetras qui n'a que poser une question et est resté correct et est curieux

penses-tu que 4^3 + 2 \times 4 écrit tel quel est la somme de deux multiples de 3 ?

Posté par
tetras
re : DIvisibilité par 3 23-09-23 à 16:15

merci oui car on peut le factoriser par 4

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : DIvisibilité par 3 23-09-23 à 16:24

Puisqu'on considère que le sujet est terminé pour Night13, je me permets aussi deux remarques :
A quoi sert l'hypothèse n impair dans l'énoncé ?
On peut utiliser cette égalité :
n3+2n = n[(n-1)(n+1)+3]

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : DIvisibilité par 3 23-09-23 à 16:25

Messages croisés
Je laisse carpediem te répondre, tetras.

Posté par
carpediem
re : DIvisibilité par 3 23-09-23 à 17:37

oui j'avais poursuivi sur l'idée de Night13 qui nécessite soit de considérer une disjonction de cas soit connaitre la propriété utilisée dans le lien

dans tous les cas c'est une conséquence de la propriété de la division euclidienne

ton égalité donne immédiatement le résultat sur le même principe que ce qui est fait dans le lien ...

Posté par
ThierryPoma
re : DIvisibilité par 3 25-09-23 à 15:02

Bonjour
Nous pouvions voir les choses autrement, qui n'est certes pas (ou plus) enseigné en Terminale. Soit 2\,\N+1 la partie de \N, qui lui est équipotente au moyen de la bijection canonique \varphi:\N\to2\N+1,\,n\mapsto2\,n+1. Cela étant dit, remarquons que la partie 2\,\N+1 de \N vérifie les deux assertions suivantes :
1) 1\in2\,\N+1
2) (\forall\,n)(n\in2\,\N+1\Rightarrow{}n+2\in2\,\N+1)
Raisonnons alors par récurrence.
Trivialement 1\in2\,\N+1 est tel que 1^3+2\times1=3 qui est bien divisible par 3.
Supposons que l'on ait
m\in2\,\N+1\text{ et }3|\left(m^3+2\,m\right)
Comme
(m+2)^3+2\,(m+2)=\left(m^3+2\,m\right)+\left(6\,m^2+12\,m+12\right)
et que 3 divise clairement 6\,m^2+12\,m+12, ainsi que m^3+2\,m en vertu de notre hypothèse de récurrence, il en résulte que 3 divise (m+2)^3+2\,(m+2), leur somme, comme attendu.



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