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Niveau Licence Maths 1e ann
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nombre avec partie entière et factorielle

Posté par
khal12
14-09-22 à 22:03

Bonjour,

SVP comment montrer que pour tout n\geq 5 \left(n\in N \right)

\frac{\left[\frac{\left(n-1 \right)!}{n} \right]}{n-1}\in N

Merci

Posté par
ty59847
re : nombre avec partie entière et factorielle 14-09-22 à 22:38

Si n est un nombre premier alors, euhhh, il faut réfléchir
Si n n'est pas un nombre premier, alors ça va très vite.

Juste une question, on est bien d'accord que les crochets représentent la partie entière ?

Posté par
khal12
re : nombre avec partie entière et factorielle 14-09-22 à 22:54

Oui c'est bien la partie entière, j'aurai dû mettre un E au lieu des crochets.
Franchement je ne vois pas comment même si n n'est pas premier. Je ne vois pas comment me débarrasser de la partie entière pour essayer d'utiliser par exemple les critères de divisibilité

Posté par
ty59847
re : nombre avec partie entière et factorielle 14-09-22 à 23:17

En fait, je me suis (un peu planté).
Si n est le carré d'un nombre premier, on a les mêmes problèmes que si n est un nombre premier.
Si n est composé, et n'est pas le carré d'un nombre premier, il existe p et q, tels que n=pq et 1<p<q<n-1
La fraction \frac{(n-1)!}{n} se simplifie bien, on peut supprimer la partie entière, et on peut conclure.
Dans les autres cas, je n'ai pas la solution, et comme je ne vois pas de piste immédiate, peut-être que la disjonction de cas n'aide pas.

Posté par
Ulmiere
re : nombre avec partie entière et factorielle 15-09-22 à 00:47

(n-1)!/n = (n-2)! * (1-1/n) = (n-2)! - (n-2)!/n

Donc si on appelle u(k) la partie entière de (n-k)!/n, on a une relation de récurrence

u(k) = (n-1-k)! - u(k+1)

Ou encore

(-1)^ku(k) - (-1)^(k+1)u(k+1) = (-1)^k(n-1-k)!

Voilà une belle somme télescopique qui permettra d'exprimer u(k) en fonction de plein de factorielles

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : nombre avec partie entière et factorielle 15-09-22 à 04:41

Bonsoir khal12


En adoptant la démarche de ty59847


\Large\boxed{1} si n est premier le théorème (classique) de Wilson donne \Large\blue\boxed{\frac{(n-1)!+1}{n}\in\mathbb N} et donc,


\Large\boxed{E\left(\frac{(n-1)!}{n}\right)=E\left(\frac{(n-1)!+1}{n}-\frac{1}{n}\right)=\frac{(n-1)!+1}{n}+E\left(-\frac{1}{n}\right)=\frac{(n-1)!+1}{n}-1} ...


\Large\boxed{2} si n(\geqslant5) est non premier je te laisse montrer que \Large\blue\boxed{\frac{(n-1)!}{n}\in\mathbb N} puis conclure sauf erreur de ma part bien entendu

Posté par
khal12
re : nombre avec partie entière et factorielle 15-09-22 à 10:29

Bonjour,
Bonjour  elhor_abdelali et merci beaucoup pour l'explication et l'information concernant "le théorème de wilson" que je ne connaissais pas
Oui c'est claire maintenant pour la suite si n ≥5 et pas premier; on n'a par exemple qu'à écrire n = pq tel que 1<p<q<n donc forcément p et q font partie des nombre de la factorielle (n-1)! et donc leur produit qui égale à n divise (n-1)! Cependant j'ai une question SVP; si n = p² là est ce qu'il faut expliquer ce cas comme un cas spécial (car son raisonnement n'est pas à mon avis comme le précédant  (si n ≥5)) ? ou alors est que je peux tout court généraliser pour  n ≥5  et dire n = pq tel que 1<p≤q<n ......?
Merci

Posté par
khal12
re : nombre avec partie entière et factorielle 15-09-22 à 10:40

Ulmiere @ 15-09-2022 à 00:47

(n-1)!/n = (n-2)! * (1-1/n) = (n-2)! - (n-2)!/n

Donc si on appelle u(k) la partie entière de (n-k)!/n, on a une relation de récurrence

u(k) = (n-1-k)! - u(k+1)

Ou encore

(-1)^ku(k) - (-1)^(k+1)u(k+1) = (-1)^k(n-1-k)!

Voilà une belle somme télescopique qui permettra d'exprimer u(k) en fonction de plein de factorielles

Merci c'est très jolies ces simplifications mais pour la suite comment peut-on les utiliser pour la démonstration?
Merci

Posté par
Ulmiere
re : nombre avec partie entière et factorielle 15-09-22 à 11:35

Si tu sommes cela entre k = 1 et k = n-1, tu obtiens u_1 = (-1)^n\sum_{k=1}^{n-1}(-1)^kk!.

Ca nous ramène donc à devoir montrer que \sum_{k=2}^{n^\ast} (-1)^k(k-1)! \in (n-1)\Z,
n^\ast := \min\{j\geqslant 2 : j!\in(n-1)\Z\} \leqslant n-1
semble avoir la propriété \text{ppcm}(n, m)^\ast = \max(n^\ast, m^\ast).

Peut-être qu'une récurrence utilisant ce fait, ou une étude de l'opérateur \cdot^\ast permettrait de conclure directement ?

Posté par
Ulmiere
re : nombre avec partie entière et factorielle 15-09-22 à 11:39

Pardon, c'est à \left(\text{ppcm}(n-1,m-1) + 1\right)^\ast = \max(n^\ast, m^\ast) que je pensais

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : nombre avec partie entière et factorielle 15-09-22 à 23:36

C'est un plaisir khal12

Un carré parfait supérieur ou égal à 5 étant en fait supérieur ou égal à 9 on a \sqrt n\geqslant3

et donc à fortiori \left(\sqrt n-1\right)^2\geqslant2 ce qui s'écrit aussi 2\sqrt n\leqslant n-1

on voit ainsi que si n=p^2\geqslant5 on a 3\leqslant p<2p\leqslant n-1

et donc p\times2p divise (n-1)! sauf erreur bien entendu

Posté par
khal12
re : nombre avec partie entière et factorielle 16-09-22 à 09:31

D'accord je crois que j'ai compris
Merci infiniment "ty59847" et "Ulmiere" et "elhor_abdelali"  pour votre aide si précieuse



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