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oral du 10 juillet divers type de raisonnement

Posté par
karatetiger
22-05-09 à 14:53

Bonjour, j'ai un petit soucis.

Étant donné un entier naturel n > 2, on se propose d'étudier l'existence de trois
entiers naturels x; y et z tels que x² + y² + z² congru à -1 (modulo 2^n).
1) Cas où n = 2 : Montrer que 1; 3 et 5 sont solutions du problème.
2) On suppose dorénavant que n est un entier naturel supérieur ou égal à 3.
Supposons qu'il existe trois entiers naturels x; y et z tels que x² + y² + z² congru à -1 (modulo 2^n).
a) Montrer que les entiers x; y et z sont tous impairs ou que deux d'entre eux
sont pairs.
b) On suppose que x et y sont pairs et que z est impair. Montrer qu'on a alors
x² + y² + z² congru à  1 (modulo 4) et en déduire une contradiction.
c) On suppose que x; y et z sont impairs. Montrer qu'on a x² + y² + z² congru à 3 (modulo 8) et conclure.

Voila l'exercice qui était proposé et je voudrais vos avis après avoir traité l'exo j'ai un doute sur la contradiction de la question b faut il juste dire que donc les 3 sont impaires? Et après avoir fait la question c) je ne vois pas du tout quoi conclure je ne vois pas vraiment le lien.

Merci

Posté par
Camélia Correcteur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:00

Bonjour

Alors reprenons 2):

a) Il est clair que si x,y,z sont pairs ils ne sont pas solution de l'équation, donc au moins un impair.

b) Cas ou un seul est impair: x, y pairs z impair, x^2+y^2+z^2\equiv 1 \ (mod\ 4), donc x^2+y^2+z^2\equiv 1 \ (mod\ 2^n) donc (x,y,z) n'est pas solution.

c) Dernier cas: x,y,z sont tous les 3 impairs. x^2+y^2+z^2\equiv 3 \ (mod\ 8), donc x^2+y^2+z^2\equiv 3 \ (mod\ 2^n), donc (x,y,z) n'est pas solution.

Conclusion: si n\geq 3 c'est impossible!

Posté par
karatetiger
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:03

Oui mais en prenant 4 et 8 dans les questions ce sont des cas particulier de 2^n,non?

Posté par
Camélia Correcteur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:10

Oui, j'ai plutôt mal rédigé. Prenons b): si on avait x^2+y^2+z^2\equiv -1\ (mod\ 2^n); comme n\geq 2, 4 diviserait x^2+y^2+z^2+1, donc contradiction avec x^2+y^2+z^2\equiv 1 \ (mod\ 4)

Pareil dans c)

Posté par
karatetiger
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:12

Ok j'ai compris merci bcp

Posté par
karatetiger
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:14

Mais on a supposé n au moins égal a 3 et on fait une contradiction avec n=2?

Posté par
Camélia Correcteur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:23

Ben, si n\geq 3 il est bien supérieur à 2, non?

Je crois que tu ne le vois pas dans le bon sens! Si n\geq 3,
a\equiv b\ (mod\ 2^n)\Longrightarrow a\equiv b\ (mod\ 8)\Longrightarrow a\equiv b\ (mod\ 4)

Ensuite on a montré que ça ne marche dans aucun cas.

Posté par
karatetiger
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:39

Oui mais si n>=3 il ne peut pas etre égal à 2?

Posté par
Camélia Correcteur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 15:56

Non, mais il est plus GRAND que 2 et c'est tout ce que j'ai utilisé!

Posté par
karatetiger
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 16:06

2) On suppose dorénavant que n est un entier naturel supérieur ou égal à 3.
Donc on ne peu pas utiliser ce que tu dit?

Posté par
Camélia Correcteur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 16:26

Mais si! Reprenons. Soit n\geq 3 et soient x,y,z tels que x^2+y^2+z^2\equiv -1\ (mod \ 2^n). Donc 2^n divise x^2+y^2+z^2+1. Comme n\geq 3, x^2+y^2+z^2+1 est divisible par 4 et par 8.


Mais on a vu dans b) et dans c) que s'il y a des impairs, on a x^2+y^2+z^2\equiv 1\ (mod \ 4) ou x^2+y^2+z^2\equiv 3\ (mod \ 8). Dans le premier cas 4 devrait diviser 2 et dans le second 8 devrait diviser 4.


Posté par
karatetiger
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 16:33

ok j'ai compris exercice qui parait simple et en fait la théorie derrière n'est pas évidente.Merci Camelia je vais avoir surement besoin de toi plus d'une foi durant le mois qui arrive.lol

Posté par
Camélia Correcteur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-05-09 à 16:49

Avec plaisir! N'hésite pas...

Posté par
Romain6
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 22-03-10 à 23:29

Je passais par hasard ici car je recherchais des exercices pour les différents types de raisonnement et j'ai donc lu ce sujet.

Il faut faire attention pour ceux qui veulent l'utiliser car une petite erreur s'est glissée.

2.b)

Citation :
x, y pairs z impair, x^2+y^2+z^2 1 (mod 4), donc x^2+y^2+z^2 1 (mod 2^n) donc (x,y,z) n'est pas solution


Le donc n'est pas correct. Comme tu le précises plus tard à juste titre, on ne peut dire que :

Citation :
Si n3, a b (mod 2^n) a b (mod 8) a b (mod 4)


La réciproque étant évidemment fausse.

On a donc :
x, y pairs z impair, x^2+y^2+z^2 1 (mod 4).
Supposons que x^2+y^2+z^2 -1  (mod 2^n)
Alors x^2+y^2+z^2 -1  (mod 4)
Mais -1 (mod 4) 1 (mod 4)
On aboutit donc à une contradiction.

On a ainsi le résultat voulu.

Posté par
plumemeteore
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 23-03-10 à 09:14

Bonjour.
Si n 3 et si a -1 (mod 2n), alors a (7) (mod 8) et a 3 (mod 4).
Soit x = 8k+r.
x² = 64k²+16r+r²
Les carrés de x et de son modulo (8) ont le même modulo(8).
Si r est impair, r² 1 (mod 8) et r² 1 (mod 4)
Si r = 0 ou r = 4, r² 0 (mod 8) et r² 0 (mod 4)
Si r = 2 ou r = 6, r² 4 (mod 8) et r² 0 (mod 4)
Donc le modulo (8) de x² est 1, 0 ou 4.
Pour que la somme 7 (mod 8), il faut qu'un seul nombre ou les trois soient impairs.
Trois nombres impairs : la somme des modulo (8) est 1+1+1 = 3; le modulo (8) de 3 n'est pas 7.
Un seul nombre impair : la somme des modulo (4) est 1+0+0 = 1; le modulo (4) de 1 n'est pas 3.
Il n'y a donc pas de solution.

Posté par
lafol Moderateur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 23-03-10 à 13:34

Bonjour
j'adore les gens qui corrigent le deuxième post 10 mois plus tard, sans prendre le temps de lire les corrections déjà apportées par l'auteur du post en question ..... 10 mois, ce n'est pas assez pour lire une douzaine de posts ?

Posté par
plumemeteore
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 23-03-10 à 19:28

Bonjour Lafol.
J'ai été désobligé par votre remarque.
Vous n'avez jamais eu des problèmes parce que vous n'aviez pas fait attention à lire la date de tel ou tel document ?

Posté par
lafol Moderateur
re : oral du 10 juillet divers type de raisonnement 25-03-10 à 12:44

J'aurais dû préciser : mon message s'adressait à Romain6 qui remettait en cause ce que Camelia avait écrit alors qu'elle l'avait rectifié elle même depuis longtemps.
Désolée si je vous ai froissé, plu(me)²teore, ce n'était pas destiné à votre post qui, lui, ne remettait pas en cause ce que les intervenants précédents avaient pu écrire.



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