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Niveau énigmes
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FoF(n)=n^2

Posté par
Imod
04-10-22 à 18:24

Bonjour à tous

Une petite énigme comme je les aime .

La fonction f(x)=x^{\sqrt{2} vérifie fof(x)=x^2 pour tout réel positif .

Existe-t-il une fonction de l'ensemble des entiers naturels dans lui même ayant la même propriété ?

Surtout amusez-vous bien

Imod

Posté par
jarod128
re : FoF(n)=n^2 04-10-22 à 22:31

Bonsoir et merci d'animer.
Je tente un truc:

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Posté par
Imod
re : FoF(n)=n^2 04-10-22 à 22:55

Bonjour Jarod

J'ai sûrement mal formulé la question

Il faut trouver une fonction f de N dans N telle que pour tout n : fof(n)=n² .

Imod

Posté par
jarod128
re : FoF(n)=n^2 04-10-22 à 23:15

Il me semble que c'est ce que fait ma fonction

Posté par
Imod
re : FoF(n)=n^2 04-10-22 à 23:59

Tu as raison , belle solution

Imod

Posté par
perroquet
re : FoF(n)=n^2 05-10-22 à 00:36

Bonjour, jarod128

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Posté par
perroquet
re : FoF(n)=n^2 05-10-22 à 00:50

Bonjour.

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Posté par
jarod128
re : FoF(n)=n^2 05-10-22 à 08:23

Bonjour perroquet bien vue pour ma réponse. J'aavais mis je tente un truc car je sentais que quelque chose n'allait pas.
je modifie ainsi sans tout vérifier:

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Posté par
LittleFox
re : FoF(n)=n^2 05-10-22 à 09:21

Soit l'ensemble e= \{2, 3, 5, 6, 7, ... \} de tous les nombres qui ne sont pas carrés.

A chaque nombre a de cet ensemble on associe la série a^{2^x}.

L'idée est de mixer ces séries de sorte que f(a^{2^x}) = b^{2^x} et f(b^{2^x}) = a^{2^{x+1}}

Je n'ai pas trouvé de forme close pour associer a et b. Mais il y a une manière facile quoique peu pratique:
Soit l la liste ordonnée des éléments de e \cup \{0,1\}. Et soit l_i l'élément à la position i de l (le premier élément est à la position 0).
f(l_i^{2 ^x}) = \begin{cases} l_{i+1}^{2^x} & \text{ si } i \equiv 0 \pmod 2 \\ l_{i-1}^{2^{x+1}} & \text{ si } i \equiv 1 \pmod 2 \end{cases}

Posté par
Imod
re : FoF(n)=n^2 05-10-22 à 11:25

Oui , l'idée de LittleFox me semble bonne mais un peu difficile à suivre . Je reformule avec mes mots

On partitionne l'ensemble des entiers qui ne sont pas des carrés en deux parties dénombrables A=\{a_1;a_2;\dots \} et B=\{b_1;b_2;\dots \} . Tout entier naturel s'écrit alors de façon unique sous la forme a^n ou b^n avec a dans A , b dans  B et n une puissance de 2 . Il n'y a plus qu'à définir f(a_i^n)=b_i^n et f(b_i^n)=a_i^{2n} .

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : FoF(n)=n^2 06-10-22 à 18:22

Bonjour,
@jarod128,
Il me semble que ta fonction ne convient pas, même avec la modif du 5 à 8h23.
Avec x = 94 par exemple, on n'a pas fof(x) = x2.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : FoF(n)=n^2 06-10-22 à 18:53

@Imod,
J'ai un problème avec 0 et 1 pour

Citation :
Tout entier naturel s'écrit alors de façon unique sous la forme a^n ou b^n

Ne faut-il pas les mettre à part avec f(0) = 0 et f(1) = 1 ?

Posté par
Imod
re : FoF(n)=n^2 06-10-22 à 22:40

En effet , on peut d'ailleurs choisir f(1)=0 et f(0)=1 .

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : FoF(n)=n^2 07-10-22 à 11:02

Oui, en fait, LittleFox en tenait compte dans son message du 5 à9h21.
Je reformule avec mes mots
Soit D l'ensemble des entiers naturels distincts de 0 et 1.
Soit uk le k-ième entier naturel qui n'est pas le carré d'un entier, et E l'ensemble des uk.
Tout élément x de D s'écrit de manière unique sous la forme (uk)n avec n une puissance de 2.
Définition d'une fonction f qui convient :
f(0) =0, f(1) =1.
Et pour x dans D,
si k est impair f((uk)n) = (uk+1)n
si k est pair f((uk)n) = (uk-1)2n.

Posté par
LittleFox
re : FoF(n)=n^2 07-10-22 à 11:15


Oui, c'est ma réponse avec des modifications minimes:
- J'ai utilisé f(0) = 1 et f(1) = 0 mais effectivement, on a le choix entre deux possibilités.
- Votre n est mon 2^x
- Votre uk est mon li
- Votre E est mon e

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : FoF(n)=n^2 07-10-22 à 12:00

Oui, j'ai choisi exprès la lettre E

Posté par
Imod
re : FoF(n)=n^2 07-10-22 à 13:17

L'idée clé de la démonstration est de partitionner les non carrés en deux parties équipotentes , on évite ainsi les écueils des propositions de Jarod128 . Le reste n'est que de la finition facile . Personnellement je trouve que l'on cache un peu les choses en regroupant ces deux parties en  une suite alternant les termes .

Mais bon , les égouts et les couleuvres

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : FoF(n)=n^2 08-10-22 à 10:29

Pour vérifier que j'ai bien compris le principe :
On pourrait prendre pour A les entiers naturels non nuls multiples de 2022.
Et pour B les entiers naturels non multiple de 2022, non nuls et différents de 1.
En fait, en mettant à part 0 et 1, n'importe quel sous-ensemble infini de peut convenir pour A. Puis le complémentaire pour B.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : FoF(n)=n^2 08-10-22 à 10:30

Sans oublier la condition "non carré".

Posté par
Imod
re : FoF(n)=n^2 08-10-22 à 10:47

Oui c'est ça , en vérifiant que le complémentaire de A est infini . Toute partition de N-{0;1} en deux sous ensembles dénombrables fournit une infinité de solutions car on peut ensuite ordonner ces deux parties n'importe comment .

Imod



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