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Equation à résoudre dans Z

Posté par
Sylvieg Moderateur
15-04-25 à 11:46

Bonjour,
Un autre ancien sujet non abouti : Resoudre dans Z
L'énoncé un peu modifié :

Résoudre dans l'équation suivante d'inconnues x, y et z

\dfrac{1}{x} +\dfrac{2}{y}+\dfrac{3}{z} = 1 .

Posté par
dpi
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 12:03

Bonjour,

 Cliquez pour afficher

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 15:40

Oui, on peut aussi trouver la forme générale des solutions qui vérifient x = 1.
Idem avec y = 2, ou avec z = 3.
Il me semble plus difficile de trouver toutes les solutions.

Posté par
carpediem
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 17:49

salut

plus généralement si y = 2y' et z = 3z' on connait les solutions ... au moins dans N

d'ailleurs peut-être commencer déjà par résoudre l'équation \dfrac 1 x + \dfrac 1 y + \dfrac 1 z = 1   (*)

car alors si (x, y, z) est solution de (*)alors (x, 2y, 3z) est solution de l'équation \dfrac 1 x + \dfrac 2 y + \dfrac 3 z = 1   (+)

Posté par
carpediem
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 17:56

autre idée :

\dfrac 1 x + \dfrac 2 y + \dfrac 3 z = 1 \iff \dfrac {yz + 2zx + 3xy} {xyz} = 1

alors x divise 2zx + 3xy donc x divise yz et il existe p tel que yz = px

et y divise yz+ 3xy donc y divise 2zx et il existe q tel que 2zx = qy

et z divise yz + 2zx donc z divise 3xy et il existe r tel que 3xy = rz

en multipliant membre à membre on en déduit que 6xyz = pqr

mais bon ... faut voir ...

Posté par
carpediem
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 19:04

allez une autre idée ... peut-être :

(+)  \iff (x - 1)yz = x(3y + 2z)

et x -1  et x sont premiers entre eux

donc x divise yz et yz = kx et x - 1 divise 3y + 2z donc 3y + 2z = k(x - 1)

donc yz - 3y - 2z - k = 0 \iff (y - 2)(z - 3) = k + 6

alors pour tout diviseur d de k + 6 on a \left\lbrace\begin{matrix}y = 2+ d \\ z = 3 + \dfrac {k - 6} d \end{matrix}\right.  et donc  x = (2 + d) \dfrac {3d + k + 6} {kd}

on peut vérifier que le triplet \left( (2 + d) \dfrac {3d + k + 6} {kd}, 2 + d, 3 + \dfrac {k - 6} d \right) vérifie  (+)

Posté par
carpediem
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 19:19

une erreur :

(+)  \iff (x - 1)yz = x(3y + 2z)

et x -1  et x sont premiers entre eux

donc x divise yz et yz = kx et x - 1 divise 3y + 2z donc 3y + 2z = k(x - 1)

donc yz - 3y - 2z - k = 0 \iff (y - 2)(z - 3) = k + 6

alors pour tout diviseur d de k + 6 on a \left\lbrace\begin{matrix}y = 2+ d \\ z = 3 + \dfrac {k + 6} d \end{matrix}\right.  et donc  x = (2 + d) \dfrac {3d + k + 6} {kd}

on peut vérifier que le triplet \left( (2 + d) \dfrac {3d + k + 6} {kd}, 2 + d, 3 + \dfrac {k + 6} d \right) vérifie  (+)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 21:06

Ça marche !

Posté par
thetapinch27
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 21:49

Bonsoir,

J'écris mon approche même si une solution semble avoir été trouvée car (peut-être) que quelqu'un verra comment l'exploiter utilement.

On peut réécrire l'équation de départ sous une forme qui m'a l'air a priori sympathique en utilisant :
(x-1)(y-2)(z-3) = xyz-(yz+2xz+3xy)+(2z+3y+6x)-6

ce qui permet de réécrire l'équation de départ (après avoir tout mis au même dénominateur) en virant les double produits. L'équation devient :
X Y Z = 6X+3Y+2Z+18 avec X#-1, Y#-2, et Z#-3.
où  X=(x-1), Y=(y-2), et Z=(z-3).
* Le cas X=0, le cas Y=0 et le cas Z=0 donnent des équations qu'on sait résoudre avec des méthodes classiques, conduisant à une infinité de solutions qu'on sait décrire.

* Le nombre de solutions restantes (lorsque X,Y,Z tous non nuls) est fini. En effet, si |X|,|Y|,|Z| > 3
En notant M=max(|X|,|Y|,|Z|) on a |XYZ| \geq 16M
Mais |6X+3Y+2Z+18| \leq 11M + 18
Mais 16M > 11M+18 lorsque M>3 donc il n'existe aucune solution dés lors que X,Y,Z>3.

Ainsi les solutions restantes sont parmi les entiers relatifs de [-3, 3] (ce qui laisse pas mal de cas à regarder j'en conviens).

Bonne soirée

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Equation à résoudre dans Z 15-04-25 à 22:42

@carpediem,
Il me semble que \; x , c'est à dire \;  (2 + d) \dfrac {3d + k + 6} {kd} \; n'est pas toujours entier

@thetapinch27,
On doit pouvoir combiner le \; y = 2+d \; de carpediem avec ton Y compris entre -3 et 3.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 07:45

Bonjour de bon matin,
@thetapinch27,
Tu démontres qu'au moins un des trois, X, Y ou Z, est parmi les entiers relatifs de [-3, 3].
Regarde le triplet solution donné par dpi.

Posté par
dpi
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 08:37

Au bon temps des "énigmes" il fallait répondre le plus vite possible pour le palmarès.... j'ai essayé dans le 1/4 h.
Au fait:

 Cliquez pour afficher

Posté par
carpediem
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 09:50

Sylvieg : damned !!!

une remarque : les solutions de dpi suggèrent que x, y et z sont des multiples de 2 et 5 et donc que leurs inverses sont des décimaux ...

Posté par
dpi
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 10:09

C'est bien la question qu'on peut se poser:
on demande x,y,z dans  mais le quid de 1/x qui par définition n'est pas dans

Posté par
candide2
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 10:21

Bonjour,

Si cela peut aider, voici la liste des triplets (x,y,z) qui conviennent ...
sous la contrainte que leur valeur absolue soit <= 100.

 Cliquez pour afficher

* Sylvieg edit : liste blankée.*

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 10:22

Si x =1 alors 1/x est dans
Par ailleurs, les solutions non élémentaires peuvent être très utiles !

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 10:23

Messages croisés

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 10:51

Très intéressant !
Quand j'aurais plus de temps, je ferai un tri en ne gardant que ceux où x 1, y2 et z3.

J'aime bien (-4,4,4).

Posté par
dpi
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 11:31

Dans cette grande liste certains triplets ne conviennent pas...
J'avais au départ les triplets suivants et on en trouve autant que nécessaire...

Equation à résoudre dans Z

Posté par
dpi
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 11:44

excuses ,ils sont bons (erreur de lecture avec les - )
J'aime bien 6 6 6  

Posté par
carpediem
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 12:58

thetapinch27 : es-tu sûr du coefficient 18 ? ne serait-ce pas 12 ?

Sylvieg : peut-être :
on peut vérifier que le triplet \left( (2 + d) \dfrac {3d + k + 6} {kd}, 2 + d, 3 + \dfrac {k + 6} d \right)  vérifie  (+) avec k non nul et d diviseur de k + 6

Posté par
candide2
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 14:35

Voila ma liste précédente sous les conditions du message du 16-04-25 à 10:51.

 Cliquez pour afficher

* Sylvieg edit : liste blankée.*

Posté par
carpediem
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 18:48

je suppose x différent de 1 (et de 0)

(+)  \iff (x - 1)yz = x(3y + 2z) \iff [(x - 1)y - 2x] [(x - 1)z - 3x] = 6x^2  (*)

or x -1  et x sont premiers entre eux donc x ne peux diviser aucun des deux facteurs s'il ne divise pas y ou z

donc si on a une solution alors x divise y ou x divise z

ou réciproquement y divise x ou y divise z ou réciproquement z divise x ou z divise y

Posté par
candide2
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 19:37

"or x -1  et x sont premiers entre eux donc x ne peux diviser aucun des deux facteurs s'il ne divise pas y ou z

donc si on a une solution alors x divise y ou x divise z
"

Pas exactement, x peut ne diviser ni y ni z ... et diviser le produit y*z

Par exemple : (x,y,z) = (6,4,9)

Posté par
Imod
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 19:42

Bonjour

Je ne participe pas au fil mais je le suis d'un ?il

Serait-il possible de blanker les listes de solutions proposées par Candide2 ? Pas pour les cacher car elle sont intéressantes mais pour réduire l'invasion de l'écran ?

Imod

* Sylvieg >  c'est fait *

Posté par
thetapinch27
re : Equation à résoudre dans Z 16-04-25 à 20:37

Bonsoir,

Sylvieg : oui je crois que j'ai fait une belle erreur de raisonnement. Le nombre de solutions restantes n'est donc pas nécessairement fini.
carpediem : tu as raison. En effet c'est +12 et non +18  (ça m'apprendra à vouloir faire de tête!)
D'où l'écriture différente de l'équation de départ :
XYZ=6X+3Y+2Z+12
où X=x-1, Y=y-2, Z=z-3, et où X1, Y-2, Z-3

Si quelqu'un y trouve un intérêt ...

Bonne soirée

Posté par
dpi
re : Equation à résoudre dans Z 19-04-25 à 08:39

J'avais fait un bidule dans <50
Cela donne trié sur x:
j'ai paramétré pour d'autres numérateurs ...

Equation à résoudre dans Z

Posté par
dpi
re : Equation à résoudre dans Z 19-04-25 à 09:41

Exemple  1/x+3/y+4/z =1-->    (5;10;8) ou  (18;6;9) 0u  . ...
on peut aussi changer la somme
exemple  2/x+3/y+4/z=2 -->  (2;4;16) ou (4;18;3) ou  (6;2;24) ou....
je me fabrique un <100  ça peut servir



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