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suite cyclique

Posté par
rijks
24-01-18 à 16:57

Bonjour à tous,
Lors de la résolution d'énigme, j'étais tombé sur une suite logique à compléter.
4 => 16 => 37 => 58 => ... => 145 => 42 => 20 => 4
Ce n'est pas très compliqué, il suffit de sommer le carré des chiffres pour trouver le suivant.

En faisant une macro Excel, je me suis aperçu que quel que soit le nombre de départ (*) soit je retombais sur le cycle donné en exemple soit sur 1.

Je me demandais si on peut démontrer cette conjecture ?  

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : suite cyclique 24-01-18 à 17:17

Bonjour,
Ça me rappelle la conjecture de Syracuse. Intéressant

Posté par
Schtromphmol
re : suite cyclique 24-01-18 à 17:46

Bonjour,

Déjà on sait que si N est le nombre de chiffres de u_n alors u_{n+1} \leq 81N, donc si u_n a au moins 4 chiffres, u_{n+1} < u_n.

Donc déjà c'est beaucoup plus simple que Syracuse, puisqu'on voit tout de suite quon retombe toujours dans \{1..999\}, donc on finit toujours par avoir un cycle.

Il reste simplement à montrer si le cycle contient (ou pas) 4.

Posté par
Schtromphmol
re : suite cyclique 24-01-18 à 17:49

Et pour ça il suffit de vérifier avec un programme pour un nombre fini de valeurs (les entiers à au plus trois chiffres).

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : suite cyclique 24-01-18 à 17:50

Un brouillon de piste :
Démontrer que si le nombre de départ est supérieur à 1000, la suite décroit jusqu'à descendre sous 1000.
Il n'y aura alors qu'un nombre fini de vérifications à faire.

En notant n le nombre de départ et le supposant compris entre 1000 et 9999, il s'écrit 1000m+100c+10c+u . Son successeur sera m2+c2+d2+u2 481 .

1281 < 1000. On va déjà jusqu'à 1012 .

Après, diviser 1012 par 81 et recommencer ?
Peut-être plus simple avec 100 au lieu de 81 ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : suite cyclique 24-01-18 à 17:51

Bonjour Schtromphmol,
Et ben voilà

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : suite cyclique 24-01-18 à 18:18

Peut-être détailler un+1 81 N ?

Posté par
Schtromphmol
re : suite cyclique 24-01-18 à 18:19

D'ailleurs j'ai pas pu résister à le faire pour 2 jusqu'à 999 et ça marche sauf pour [7,10,13,19,23,28,31,32,44,49,68,70,79,82,86,91,94,97,100,103,109,129,130,133,139,167,176,188,190,192,193,203,208,219,226,230,236,239,262,263,280,291,293,301,302,310,313,319,320,326,329,331,338,356,362,365,367,368,376,379,383,386,391,392,397,404,409,440,446,464,469,478,487,490,496,536,556,563,565,566,608,617,622,623,632,635,637,638,644,649,653,655,656,665,671,673,680,683,694,700,709,716,736,739,748,761,763,784,790,793,802,806,818,820,833,836,847,860,863,874,881,888,899,901,904,907,910,912,913,921,923,931,932,937,940,946,964,970,973,989,998]
qui finissent par être stationnaires égal à 1.

Donc on retombe toujours sur 4 ou 1 (le 1 était facile à voir par exemple avec 10 en point de départ).

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : suite cyclique 24-01-18 à 18:19

Oups, je voulais écrire un+1 < un .

Posté par
Schtromphmol
re : suite cyclique 24-01-18 à 18:28

Bah u_{n+1} \leq 81N < 100N et N < 10^(N-3) si N > 3 donc u_{n+1} < 10^{N-1}.

Posté par
Schtromphmol
re : suite cyclique 24-01-18 à 18:29

Bah u_{n+1} \leq 81N < 100N et N < 10^{N-3} si N > 3 donc u_{n+1} < 10^{N-1}.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : suite cyclique 24-01-18 à 18:37

D'accord

Posté par
rijks
re : suite cyclique 25-01-18 à 08:56

Merci pour la démonstration.
Au final, on montre qu'au dessus de 1000 Un+1<Un et que pour tous les nombres compris entre 1 et 999, ils finissent par converger vers la suite 1 ou l'autre.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : suite cyclique 25-01-18 à 09:18

Oui,
Si un < 1000 alors un+1 381 < 1000 .

Si un >1000 alors un+1 < un ; donc un+1 un-1 .
Si un = 1000 + d alors un+d < 1000 .

Posté par
carpediem
re : suite cyclique 25-01-18 à 10:56

salut

sujet déjà tombé lors d'olympiades ou autre ce me semble-t-il ...

on peut remarquer que si N = \sum_0^n a_k

alors n = E(\log N)

et si c(N) = \sum_0^n a_k^2

alors c(N) \le 81 (\log N + 1) => \dfrac {c(N)} N \to 0 quand N --> +oo



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