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Niveau Maths sup
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système numération en base b

Posté par maelle79 (invité) 10-06-06 à 16:27

Bonjour, je voudrais démontrer le théorème suivant :

" Soit b un entier naturel superieur ou egal à 2, pour tout a entier naturel non nul, il existe un unique (n+1) uplet verifiant:
  . \forall i \in [0,n] 0\le a_i \le b
  . a_n \neq 0
  .  a= \sum_{i=0}^n a_ib^i "

Merci de me donner la demo car je trouve rien de bien sur internet !

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 16:30

Bonjour maelle79

Essaie de raisonner par récurrence sur a.

Kaiser

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 16:35

en fait j'ai bien une demo par recurrence sur n mais elle est limite incomprehensible ...

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 16:37

je n'ai pas dit une récurrence sur n, mais sur a !
Plus précisément, ça va être une récurrence forte.

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 16:40

D'ailleurs, dans l'énoncé, on doit imposer \Large{0\leq a_{i}< b} (et non une inégalité large à droite).

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 16:42

oui c'est bien cela
mais je ne vois pas comment faire la demo ...

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 16:44

une recurrence forte c'est bien le fait que pour démontrer la propriété au rang suivant il faut la supposer vraie pour tous les rangs inférieurs

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 16:49

La récurrence, c'est tout le temps la même chose.
On va d'abord faire l'existence par récurrence, et pour l'unicité, on verra après.
Pour a=1, l'existence est évidente car on a \Large{1=a_{0}b^{0}} avec \Large{a_{0}=1}.
On suppose donc la propriété vraie jusqu'au rang a et montrons-là au rang a+1.
A ce niveau, en faisant la division euclidienne de a par b tu devrais pouvoir conclure.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 16:51

Oui, c'est exactement ça.

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 16:54

Euh, pardon !
Je voulais dire "en faisant la division euclidienne de a+1 par b "

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 16:55

je ne comprends pas pourquoi on fait une recurrence sur a car on veut obtenir à la fin \sum_{i=1}^{n+1} a_i b^i

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 16:56

Au début, on part d'un entier a et l'entier n n'est, a priori, pas connu.

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 16:58

On a+1=\sum_{i=1}^n a_i b^i+1 par HR
et apres on fait comment la div eclidienne de a+1 par b

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 17:03

En fait, on n'applique pas l'hypothèse de récurrence à l'entier a mais à un entier qui est strictement inférieur à a+1 (d'où l'utilité de la récurrence forte).
Ce n'est qu'après avoir effectué la division euclidienne de a+1 par b qu'il faut appliquer l'hypothèse de récurrence.
D'ailleurs, quand je disais "faire la division euclidienne", comprends plutôt "applique le théorème de la division euclidienne".

Kaiser

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 19:20

désolée de ne pas avoir repondu mais j'avais une course à faire...
bref je ne vois toujours pas comment faire avec cette recurrence forte en revanche j'ai trouvé cette démo :
" Si a et b sant des entiers naturels tels que b>1 et a>0, la division euclidienne de a par b s'ecrit a=q_0b+r_0  0\le r_0<b
effectuons alors la div euclidienne de q_0 par b
q_0=q_1b+r_1 0\le r_1<b
on peut alors continuer ce principe de division tant que le reste obtenu n'est pas nul.
On construit ainsi deux suites (qn) et (rn) où (qn) decroit. comme c'est une suite d'entiers, il y a un terme qn qui est inferieur à b en valeur absolue donc egal a son reste rn dans la div eclidienne par b.
en reportant les calculs effectués on a:
a=q_0b+r_0
=(q_1b+r_1)b+r_0
=q_1b^2+r_1b+r_0
=...
=(q_nb+r_n)b^n+r_{n-1}b^{n-1}+...+r_2b^2+r_1b+r_0
=q_nb^{n+1}+r_nb^n+r_{n-1}b^{n-1}+...+r_2b^2+r_1b+r_0
=r_nb^{n+1}+r_nb^n+r_{n-1}b^{n-1}+...+r_2b^2+r_1b+r_0

et on obtient le theoreme sauf que je ne comprends pas le passage de la derniere egalite...

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 19:22

s'il est possible de quand meme m'expliquer la solution avec la recurrence forte je serais vraiment satisfaite ! merci

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 19:24

ça ne serait pas \Large{r_{n+1}} au début de la dernière ligne ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 19:25

Pour la récurrence forte, à partir d'où veux-tu que je t'explique ?

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 19:26

le premier c'est ok mais pour la suite je veux bien une redaction si possible ... merci

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 19:27

le premier rang je veux dire

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 19:28

s'il s'agit de r_{n+1} alors pourquoi c'est cela car en fait je comprends pas cela "il y a un terme qn qui est inferieur à b en valeur absolue donc egal a son reste rn dans la div eclidienne par b."

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 19:41

Je suppose donc l'hypothèse de récurrence vraie jusqu'au rang a.
Montrons qu'elle est vraie au rang a+1.

Effectuons la division euclidienne de a+1 par b.
Il existe donc q et r deux entiers vérifiant :

\Large{\{a+1=bq+r \\ 0\leq r<b}.

Comme b est supérieur ou égal à 2, alors q est clairement strictement inférieur à a+1
1er cas : si q est nul, alors on a \Large{a+1=rb^{0}} et le résultat est acquis. (r est non nul car a+1 est au moins égal à 1)

2ème cas : si q est non nul, on peut lui appliquer l'hypothèse de récurrence forte. Plus précisément, il existe des entiers \Large{q_{0},q_{1},..q_{n}} compris entre 0 et b-1 avec \Large{q_{n}} non nul tels que \Large{q=\bigsum_{i=0}^{n}q_{i}b^{i}}

Ainsi, on a \Large{a+1=bq+r=b\(\bigsum_{i=0}^{n}q_{i}b^{i}\)+r=\bigsum_{i=0}^{n}q_{i}b^{i+1}+r=\bigsum_{i=0}^{n+1}c_{i}b^{i}} avec \Large{c_{0}=r} et \Large{c_{i}=q_{i-1}} pour i compris entre 1 et n+1.
De plus, tous les \Large{c_{i}} sont compris entre 0 et b-1 et on a \Large{c_{n+1}=q_{n}\neq 0}
D'où le résultat.
Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 19:51

Il est dit que tant que \Large{q_{n}} n'est pas nul, la suite \Large{(q_{n})} décroit strictement. Comme il s'agit d'entiers, à partir d'un certain rang, tous les termes de la suite, sont inférieurs ou égaux à b.
On a donc l'existence d'un entier n tel que \Large{q_{n}\leq b} (supposons que ce soit le plus petit entier vérifiant cette inégalité).
On a donc \Large{q_{n}=bq_{n+1}+r_{n+1}=r_{n+1}}.

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 19:51

super merci beaucoup ...
mais le seul truc que je capte pas c'est pourquoi on travaille à la fois avec a+1 et n+1 je pensais qu'il n'y en avait que un qui augmentait...

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 19:55

c'est quand meme terrible mais je ne vois pas pourquoi bq_{n+1} disparait et le pire c'est que c'est marqué dans les explications...

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 20:08

et l'unicité des a_i est donnée par l'unicité de la division euclidienne ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 20:37

Citation :
mais le seul truc que je capte pas c'est pourquoi on travaille à la fois avec a+1 et n+1 je pensais qu'il n'y en avait que un qui augmentait...

Si tu veux, pour ne pas confondre avec le n de l'énoncé, on peut utiliser à la place la lettre m et dire que \Large{c_{0},..c_{m+1}} est un n+1 uplet avec n=m+1.

Citation :
c'est quand meme terrible mais je ne vois pas pourquoi \Large{bq_{n+1}} disparait et le pire c'est que c'est marqué dans les explications...


\Large{q_{n}=bq_{n+1}+r_{n+1}=b\times 0+q_{n}}.
Comme \Large{0\leq q_{n}<b}, par unicité de la division euclidienne, on a \Large{q_{n}=r_{n+1}} (et \Large{q_{n+1}=0})

Citation :
et l'unicité des \Large{a_{i}} est donnée par l'unicité de la division euclidienne ?


On peut le montrer comme ça.

Posté par maelle79 (invité)re : système numération en base b 10-06-06 à 20:45

mille merci pour la patience que tu as pu avoir...
mais quand on a quelque chose qui trotte il faut le resoudre sinon on reste avec ça tout le temps en tete et puis avec les oraux du capes qui approche je veux etre le plus precise possible !
bonne soiree

Posté par
kaiser Moderateur
re : système numération en base b 10-06-06 à 20:47

Mais je t'en prie !
Bonne soirée à toi aussi et puis, bon courage pour le capes !



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