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Exercice sur les congruences.

Posté par
IAteSumPi
27-11-18 à 21:56

Salut à tous!

Alors, je vous explique le problème, on m'a donné un exercice, enfin, une démonstration à faire.
Voici la démo. en question: \forall n \in \mathbb{N}, 9^n+3\mod4 = 0
Et honnêtement, je suis bloqué, j'arrive pas à le démontrer. Je sais que j'ai les outils pour mais je n'y arrive pas.
Je tiens à dire que l'exemple "9^n+3" est un exemple créé de toute pièce par moi, afin que je puisse, grâce à votre aide, "résoudre" le "vrai" exercice.

Merci d'avance !

Posté par
Zormuche
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 21:58

Bonjour

9 mod 4 = 1

Posté par
littleguy
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:00

Bonjour,

Mais si tu l'as créé et que tu sais que c'est vrai, c'est que tu l'as démontré, non ?

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:02

littleguy @ 27-11-2018 à 22:00

Bonjour,

Mais si tu l'as créé et que tu sais que c'est vrai, c'est que tu l'as démontré, non ?


Non, justement, je cherche à le prouver, c'est juste que mon exemple répond à condition "est vrai pour n=0", ce qui, il me semble, est requis pour une preuve par induction

Posté par
Zormuche
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:04

le problème c'est que ton énoncé est si simple qu'il se montre sans raisonnement par récurrence (récurrence = induction, c'est la même chose)

Mais on peut toujours le faire :
Alors je te laisse commencer : vérifie que c'est vrai pour n=0

Posté par
pgeod
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:05

Tu as lu la réponse de Zormuche au-dessus ?

Posté par
Zormuche
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:05

Pour l'induction :
Soit n tel que 9^n+3 mod 4 = 0

Comment exprimer 9^(n+1)+3 en fonction de 9^n+3?

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:10

Zormuche @ 27-11-2018 à 22:05

Pour l'induction :
Soit n tel que 9^n+3 mod 4 = 0

Comment exprimer 9^(n+1)+3 en fonction de 9^n+3?


Je pense que c'est à partir de là que je commence à "buger", personnellement, je dirais ça:
9(9^n)+3.
Le problème, c'est que c'est exactement la même chose...

Posté par
Zormuche
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:11

Oui mais là tu ne l'as pas exprimé en fonction de 9^n+3

Comment, par une suite de calcules simples, passer de 9^n+3 à 9^(n+1)+3 ?

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 27-11-18 à 22:19

Zormuche @ 27-11-2018 à 22:11

Oui mais là tu ne l'as pas exprimé en fonction de 9^n+3

Comment, par une suite de calcules simples, passer de 9^n+3 à 9^(n+1)+3 ?


En effectuant cette opération: (9^n+3)\times9-9(n-1)

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 14:56

salut

et pourquoi ne nous donnes-tu pas le vrai exercice ? ... pour ne pas te faire choper par ton prof ?

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 14:57

et en quelle classe es-tu réellement ? ... car les congruences ne sont pas vues en première ?

Posté par
littleguy
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 16:49

Pour 14:56 j'ai eu ce soupçon hier soir (22:00), peut-être mal venu ? A voir...

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 17:01

carpediem @ 28-11-2018 à 14:56

salut

et pourquoi ne nous donnes-tu pas le vrai exercice ? ... pour ne pas te faire choper par ton prof ?


La raison est tout autre: En faisant appel à la méthode utilisée pour résoudre l'"exercice factice", je pourrais résoudre le vrai par moi même et ainsi m'améliorer dans ce domaine

carpediem @ 28-11-2018 à 14:57

et en quelle classe es-tu réellement ? ... car les congruences ne sont pas vues en première ?


Alors, en fait, je suis en 3ème, mais je suis vraiment très intéressé par les mathématiques, et, d'après la réponse de mon prof, les congruences font partie du programme de première, mais après, il a peut être fait une erreur.

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 17:11

alors ici puisque 9 \equiv 1  [4] le résultat est trivial ...

alors autant nous proposer ton pb et ta solution (ou des éléments) et on t'aidera ...

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 17:22

carpediem @ 28-11-2018 à 17:11

alors ici puisque 9 \equiv 1  [4] le résultat est trivial ...

alors autant nous proposer ton pb et ta solution (ou des éléments) et on t'aidera ...



Alors, pour ce qui est du "plat de consistance", j'ai ça \forall n \in \mathbb{N}, \exists k \in \mathbb{N} \thinspace tq \thinspace 7^n+3^n+2 = 4k

L'idée, c'était de montrer que 7+3 \equiv 2 \pmod 4:
(7+3-2) \thinspace \mathrm{mod} \thinspace 4 = 0

Mais je pense pas que "ça tienne"

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 17:23

Et j'ai oublié de préciser:
0 \in \mathbb{N}
Parce que parfois, certaines personnes considèrent que 0 ne lui appartient pas, donc autant éviter les confusions.

Posté par
littleguy
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 17:44

Alors tu peux raisonner comme ceci :

Garde 7^n+3^n+2 = 4k

- Vérifie que ça marche pour n = 0

- Montre que si 7^n+3^n+2 est un multiple de 4, alors il en est de même de 7^{n+1}+3^{n+1}+2

Pour ce faire tu peux dans 7^{n+1}+3^{n+1}+2 forcer l'hypothèse de récurrence à apparaître...

Posté par
littleguy
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 17:47

... et tu rééquilibrer bien sûr après.

Posté par
littleguy
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 17:48

pardon : "... et tu rééquilibres bien sûr après."

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 18:09

une récurrence en troisième c'est osé ...

par contre avec les congruence ça reste tout aussi trivial :

7^n \equiv 3^n \equiv (-1)^n  [4]

donc ...

Posté par
littleguy
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 18:11

Oui avec les congruences c'est immédiat, mais bon

Posté par
littleguy
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 18:12

Parler de congruences en troisième c'est pas mal non plus...

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 18:15

il est vrai qu'il parle d'induction .... = récurrence ? ....

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 21:50

carpediem @ 28-11-2018 à 18:09

une récurrence en troisième c'est osé ...

par contre avec les congruence ça reste tout aussi trivial :

7^n \equiv 3^n \equiv (-1)^n  [4]

donc ...


J'avais creusé la piste de l'induction, mais je ne l'avais pas terminé:

Hypothèse: A: \forall n \in \mathbb{N}, \exists k \in \mathbb{N} \thinspace tq \thinspace 7^n+3^n+2=4k

1. On vérifie que A est vraie pour n=1.
7^0+3^0+2=2+2=4 \implies 4mod(4)=0
OK.

2. On suppose que A est vraie pour tout nombre q (q \in \mathbb{N}), l'objectif est de prouver que a est vraie pour q+1.
On va également poser un nombre K tq K \in \mathbb{N} et K = 7^q+3^q+2

7^{q+1}+3^{q+1}+2
 \\ = (7+3)(7^q+3^q+2)-7 \times 3^q - 3 \times 7^q -18
 \\ = 10(4K)-7 \times 3^q - 3 \times 7^q -18
 \\ = 40K - 7 \times 3^q - 3 \times 7^q - 18
 \\ =2(20K-9)-7\times 3^q - 3\times 7^q

Je n'ai pas approfondi plus que ça pour l'instant.

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 21:53

carpediem @ 28-11-2018 à 18:09

une récurrence en troisième c'est osé ...

par contre avec les congruence ça reste tout aussi trivial :

7^n \equiv 3^n \equiv (-1)^n  [4]

donc ...


On pourrait pas juste dire ça?:
7^n \equiv 3^n \equiv 1  [4]

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 22:05

ben non ... puisque 7 = 8 - 1 et 3 = 4 - 1 ...


u_{n + 1} = 7^{n + 1} + 3^{n + 1} + 2 = 7(7^n + 3^n + 2) - 7 \cdot 3^n - 7 \cdot 2 + 3 \cdot 3^n + 2 = 7 u_n - 4 \cdot 3^n - 4 \cdot 3

il suffit donc de récurrer ...

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 22:12

carpediem @ 28-11-2018 à 22:05

ben non ... puisque 7 = 8 - 1 et 3 = 4 - 1 ...


u_{n + 1} = 7^{n + 1} + 3^{n + 1} + 2 = 7(7^n + 3^n + 2) - 7 \cdot 3^n - 7 \cdot 2 + 3 \cdot 3^n + 2 = 7 u_n - 4 \cdot 3^n - 4 \cdot 3

il suffit donc de récurrer ...



En effet, vu sous "l'angle des suites", c'est tout de suite plus clair

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 22:18

carpediem @ 28-11-2018 à 22:05

ben non ... puisque 7 = 8 - 1 et 3 = 4 - 1 ...


u_{n + 1} = 7^{n + 1} + 3^{n + 1} + 2 = 7(7^n + 3^n + 2) - 7 \cdot 3^n - 7 \cdot 2 + 3 \cdot 3^n + 2 = 7 u_n - 4 \cdot 3^n - 4 \cdot 3

il suffit donc de récurrer ...



Par contre, est-ce que tu pourrais détailler les opérations entre l'étape 2 et 3 s'il te plaît?

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 22:19

inutile de citer les msg !!! ça allonge inutilement les sujets !!!

je n'ai pas besoin d'utiliser les notations u_{n + 1}  et u_n ... ce n'est uniquement que pour me simplifier la vie ..

jamais je ne l'aurais fait sur une copie ...


la notion de suite semble être une évidence, non ?

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 22:20

carpediem @ 28-11-2018 à 22:19

inutile de citer les msg !!! ça allonge inutilement les sujets !!!

je n'ai pas besoin d'utiliser les notations u_{n + 1}  et u_n ... ce n'est uniquement que pour me simplifier la vie ..

jamais je ne l'aurais fait sur une copie ...


la notion de suite semble être une évidence, non ?


Vu qu'on parle d'entiers naturels, oui.

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 28-11-18 à 22:21

bof ce n'est pas pour cela ....

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 29-11-18 à 07:20

Non, en fait, je retire ma demande pour "détailler" le calcul, je viens de comprendre. Mais du coup, vu qu'on ajoute que des multiples de 4, c'est, normalement divisible par 4 non? sachant qu'on suppose que l'hypothèse est vraie pour n

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 29-11-18 à 18:31

ben oui c'est ça le principe de récurrence :

c'est vrai pour u_n

u_{n + 1} est une somme de multiples de 4

donc c'est vrai pour u_{n + 1}

Posté par
IAteSumPi
re : Exercice sur les congruences. 29-11-18 à 21:46

Comme le dit l'adage: Errare Humanum Est!, mais bon, je ne ressortirais que plus fort de mes erreurs et ce n'est qu'un pas ce plus vers la compréhension de la puissance de l'induction mathématique (surtout la partie "transformation", où on cherche à faire apparaitre le terme n+1, car c'est là que sont mes plus grandes lacunes.) et je ne peux que te remercier pour ça !

Posté par
carpediem
re : Exercice sur les congruences. 30-11-18 à 15:09

de rien



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