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exercice d'arithmétique

Posté par
charaf
19-06-09 à 02:35

Déterminez tous les entiers a et b tel que :

3^a = 2b² + 1

Posté par
Vash
re : exercice d'arithmétique 20-06-09 à 12:27

Salut.

T'as essayé de faire quoi deja?
Tu peux pas le résoudre avec des modulos?

Posté par
Rudi
re : exercice d'arithmétique 21-06-09 à 14:43

Bonjour

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Rudy

Posté par
cailloux Correcteur
re : exercice d'arithmétique 22-06-09 à 11:45

Bonjour,

>> Rudi

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Posté par
Rudi
re : exercice d'arithmétique 23-06-09 à 00:33

Bonjour cailloux

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Rudy

Posté par
apaugam
re : exercice d'arithmétique 23-06-09 à 08:52

Je trouve une double infinité de solution
en réduisant mod 3 on trouve deux valeurs possibles pour b mod 3
d'où une double infinité de couple d'entiers a,b

Posté par
cailloux Correcteur
re : exercice d'arithmétique 23-06-09 à 10:36

Bonjour apaugam,

Pourrais-tu m' en donner une, c' est à dire un couple (a,b) où a est différent de 0,1,2 et 5 ?

Posté par
apaugam
re : exercice d'arithmétique 24-06-09 à 01:46

Avec plaisir !
je peux même t'en donner une double infinité
un exemple
a=11 et b=4

Posté par
littleguy
re : exercice d'arithmétique 24-06-09 à 08:24

Bonjour apaugam

solution de 3a = 2b2+1 ??

Posté par
apaugam
re : exercice d'arithmétique 24-06-09 à 09:02

Non bien sûr
j'ai du oublier de prendre mes lunettes !
solution de 3a=b^2+1
qui était beaucoup plus simple !

Posté par
thiblepri
Re 24-06-09 à 15:53

Bonjour,

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Posté par
apaugam
re : exercice d'arithmétique 27-06-09 à 02:34

b²=1+3+3²+....+3^{a-1},
on peut commencer par trouver les solutions pour a=2
facile en raisonnant mod 3 cela donne b=1+3k ou b=2+3k
puis pousser un cran plus loin mod 3^2
trouver une partie des solutions precedentes, (des conditions sur les k)
et continuer plus loin de la même manière mod 3^3

je n'ai pas essayé les calculs

Posté par
Rudi
re : exercice d'arithmétique 30-06-09 à 11:51

Quelqu'un a-t-il une résolution ou démonsration prouvant l'unicité des couples a,b proposés le 21 juin à 14 h 43 ?

Rudy

Posté par
matovitch
re : exercice d'arithmétique 30-06-09 à 12:29

Rudi >>
C'est le genre de chose difficile à prouver, car la probabilité de trouver 2 entiers qui conviennent diminue considérablement lorsque ceux-ci sont grand.

Un équation Diophantienne dans le même genre : p! = q^2-1
(4;5)(5;11)(7;71) conviennent mais on ne connait pas d'autres solutions.

Existe t-il des façons de résoudre ce genre d'équation ? Seul Gauss le sait. ^^

Posté par
Rudi
re : exercice d'arithmétique 30-06-09 à 13:41

oui matovitch,
Gauss ? je ne pense pas, mais Fermat l'avait sans doute prévu dans une de ses marges...

Je vais simplement citer Sénèque pour inciter les ingénieux membres de ce site à cogiter et nous fournir une démonstration :

Ce n'est pas parce que les choses sont difficiles que nous n'osons pas, c'est parce que nous n'osons pas qu'elles sont difficiles

Rudy

Posté par
Rudi
re : exercice d'arithmétique 02-07-09 à 00:10

Bonsoir

Puisqu'aucun membre de ce site ne semble avoir de démonstration, charaf qui a posé ce problème possède peut-être la solution ?

Rudy

Posté par
jandri Correcteur
re : exercice d'arithmétique 02-07-09 à 12:09

Bonjour,

Avec Maple je n'ai pas trouvé de solution pour a entre 6 et 6000.

Si on considère l'équation 2b²=-1 modulo 3^n on peut montrer facilement par récurrence qu'elle a des solutions pour tout n; il ne semble donc pas facile de montrer qu'il n'y a pas de solution à l'équation 3^a=2b²+1 pour a > 5.

Posté par
blang
re : exercice d'arithmétique 02-07-09 à 14:36

Bonjour

Je parviens à montrer que a est forcément impair (facile). Mais ce dernier cas ne semble pas des plus évidents

Posté par
jandri Correcteur
re : exercice d'arithmétique 02-07-09 à 19:07

Bonjour blang,

Comment montres-tu que a est forcément impair?
Pour a=0 et a=2 on obtient bien une solution.

Posté par
blang
re : exercice d'arithmétique 02-07-09 à 21:05

Bonsoir jandri,

En résumé : si a=2, , on obtient (3^{\alpha}-1)(3^{\alpha}+1)=2b^2. Comme le PGCD de 3^{\alpha}-1 et 3^{\alpha}+1 vaut 2, on voit alors que 3^{\alpha}-1 ou 3^{\alpha}+1 est un carré.
\bullet \; 3^{\alpha}-1  ne peut être un carré si >0 (raisonner modulo 3).
\bullet si 3^{\alpha}+1=c^2, c \in \mathbb{N}, on a (c-1)(c+1)=3^{\alpha} ce qui n'est possible que lorsque c=2 et =1.

A part a=0 et a=2, a ne peut donc être pair.

Posté par
jandri Correcteur
re : exercice d'arithmétique 03-07-09 à 09:41

Bonjour blang,

Merci pour cette démonstration très simple.
Dommage qu'il n'y ait pas quelque chose d'analogue dans le cas a impair.
J'ai seulement obtenu que a=4x+1 d'où b=10y1.

Posté par
jandri Correcteur
re : exercice d'arithmétique 05-07-09 à 11:55

Bonjour,

Sur le "forum des amateurs de math", m.elouafi a donné des informations précises sur cette équation .
Il y existe une solution du problème utilisant une factorisation dans l'anneau [i2].

Posté par
Rudi
re : exercice d'arithmétique 05-07-09 à 18:26

Merci jandri

Sais-tu développer cette "factorisation" ? est-elle accessible sans trop de théorie (niveau DUT) ?

Rudy

Posté par
jandri Correcteur
re : exercice d'arithmétique 05-07-09 à 22:51

Ce n'est quand même pas très simple.
On écrit l'équation sous la forme 3^a=(1+ib\sqrt2)(1-ib\sqrt2).
Dans l'anneau euclidien Z[i\sqrt2] la factorisation de 3 en nombres premiers est: 3=(1+i\sqrt2)(1-i\sqrt2); de plus, 1+ib\sqrt2 et 1-ib\sqrt2 sont premiers entre eux.
On en déduit que 1\pm ib\sqrt2=\pm(1+i\sqrt2)^a.
L'étude des premières valeurs de a est simple; on trouve des solutions dans les cas suivants:
pour a=1 on obtient b=1.
pour a=2 on obtient b=2.
pour a=5 on obtient b=11.
Il reste à montrer qu'il n'y a pas de solutions pour a > 5 mais je n'ai pas réussi à le justifier.



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