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Niveau Oraux, olympiades...
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Triplets particuliers

Posté par
Vassillia
29-04-22 à 20:23

Bonjour, une petite question d'Olympiades réussi par moins de 5% des candidats (donc pas de pression si vous ne trouvez pas ) :

Pouvez vous me donner tous les triplets (a,b,c) d'entiers strictement positifs tel que les 3 nombres ab-c et bc-a et ca-b sont des puissances de 2 ? A défaut de tous les donner pouvez-vous m'en donner quelques-uns ?

Posté par
jandri Correcteur
re : Triplets particuliers 29-04-22 à 22:51

Bonjour Vassilia,

c'est un début, en voilà un :

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Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 29-04-22 à 23:01

Gagné jandri et comme je suis gentille je t'accorde aussi toutes les permutations correspondantes
Il y en a au moins un encore plus trivial si j'ose dire.

Posté par
jandri Correcteur
re : Triplets particuliers 29-04-22 à 23:10

C'est vrai que celui que j'ai donné en vaut six, et voilà un septième :

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Posté par
jandri Correcteur
re : Triplets particuliers 29-04-22 à 23:19

Et un autre qui en vaut trois :

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J'ai donc obtenu 10 triplets distincts qui conviennent.

Posté par
jandri Correcteur
re : Triplets particuliers 30-04-22 à 08:41

Encore un triplet qui en vaut six :

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J'ai considéré que 1 est une puissance de 2.

Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 30-04-22 à 09:02

D'accord, tu les as tous désormais, il reste à prouver l'exhaustivité de ta liste ce qui n'est pas le plus facile...

Posté par
dpi
re : Triplets particuliers 30-04-22 à 09:13

Bonjour,
On peut s'approcher avec 2 bons sur 3...

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Posté par
dpi
re : Triplets particuliers 30-04-22 à 16:53

J'ai vainement cherché jusqu' à  10
Jusque là ,le plus grand donnant deux solutions est:

9,22,230 --->2^6 et  2^12

Je garde mon bidule pour tester de temps en temps

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 30-04-22 à 18:16

Bonjour,
Merci d'animer Vassillia
J'ai trouvé le "plus trivial" :

 Cliquez pour afficher

Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 01-05-22 à 00:37

Tu es un peu hors sujet dpi puisqu'il faut que les 3 nombres soient des puissance de 2.
Je t'en prie Sylvieg, tant mieux si ça te plait, bien trouvé mais il reste toujours la partie la plus difficile, montrer qu'on a obtenu tous les triplets une fois que c'est le cas

Posté par
dpi
re : Triplets particuliers 01-05-22 à 08:58

Bon dimanche,
Je teste...je teste
1,19,27--->2^3 , 2^3 et 2^10
à bientôt ......

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 01-05-22 à 11:25

Bonjour dpi,
119 - 27 = 2n

Posté par
dpi
re : Triplets particuliers 01-05-22 à 11:28

J'ai pris la valeur absolue....

Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 01-05-22 à 13:07

Du coup tu as changé l'énoncé, ton triplet ne correspond pas malheureusement comme le fait remarquer Sylvieg

Posté par
dpi
re : Triplets particuliers 03-05-22 à 14:52

Faut-il comprendre qu'il est inutile d'en chercher d'autres ?

Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 03-05-22 à 15:14

Il n'y en a effectivement pas d'autres que ceux donnés par jandri mais il ne faut pas renoncer à démontrer pourquoi

Posté par
dpi
re : Triplets particuliers 03-05-22 à 15:39

Je pense qu'il faut partir de l'énoncé....

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 03-05-22 à 16:57

Moi non plus, je ne vois pas trop par quel bout le prendre.
Quelques embryons de pistes ci dessous (je ne crois pas utile de tout blanker).

Un préliminaire d'abord :
u, v et w sont des entiers naturels.
2u + 2v = 2w implique u = v et w = u+1.

Le cas a = b ensuite :
J'ai réussi à démontrer que seuls deux triplets convenaient.
Ils ont été trouvés par jandri

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Il reste à traiter le cas a < b < c.
Et là je cale

Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 03-05-22 à 19:31

Pas mal du tout Sylvieg si tu a déjà étudié le cas a=b
Pour a<b<c je te suggère dans un premier temps de trouver des contraintes sur a ensuite il sera toujours temps d'étudier les quelques valeurs possibles.
Une petite suggestion poser X=ab-c=2^i ; Y=ca-b=2^j ; Z=bc-a=2^k puis calculer Y+Z et Y-Z en espérant trouver un moyen de majorer Y en fonction de a et b.

Posté par
flight
re : Triplets particuliers 04-05-22 à 11:21

Bonjour

en voila pleins

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 04-05-22 à 11:54

Bonjour flight,
Pas mal
Je me suis permise de blanker.
Reste à démontrer qu'il n'y en a pas d'autres...

Posté par
dpi
re : Triplets particuliers 04-05-22 à 13:33

Pas mal l'idée de faire des permutations de a,b,c

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 06-05-22 à 11:53

Bonjour,
Je continue de caler malgré les conseils du 3 mai à 19h31.
Je ne comprends pas l'intérêt du calcul de Y-Z alors que, selon moi, Y-Z est négatif.
J'ai tenté Z - Y = (b-a)(c+1) ; mais je ne vois rien de plus

Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 06-05-22 à 13:22

Il faut admettre que c'est difficile et je ne pense pas que j'y aurais pensé seule non plus.
On démontre de même que Z+Y=(a+b)(c-1) or on peut factoriser Z-Y et Z+Y par Y=2^j (tu as raison sur le fait que Y<Z et il s'agit de puissance de 2 pour l'un et pour l'autre)
Mais c-1 ou c+1 n'est pas divisible par 4 donc 2(b-a) ou 2(a+b) est divisible par 2^j et on en déduit 2(a+b)\geq 2^j.
Ensuite a(b+1)\leq ac=2^j+b \leq 2a+3b c'est à dire ab\leq a+3b<4b et enfin a<4.
Il reste à étudier les différents cas possibles pour a. Courage

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 06-05-22 à 15:41

Merci
Je n'avais pas pensé à utiliser des divisibilités pour trouver des inégalités.
Je n'ai pas le temps maintenant ; mais je pense réussir à finir. D'autant plus que l'on trouve peu de valeurs possibles pour a.
Sinon, je relance une bouteille à la mer

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 18-06-22 à 07:34

Bonjour,
Par cette canicule où les activités autres qu'intellectuelles sont limitées, je me décide à donner les pistes que j'ai trouvées pour terminer de traiter le cas a < b < c en utilisant a < 4.

Les notations :
X = ab-c = 2x ; Y = ca-b = 2y ; Z = bc-a = 2z.

Un rappel :
Si a < b < c alors Y-X > 0 et Z-Y > 0 ; donc x < y < z.

Tout d'abord, on élimine le cas a = 1 :
Si a = 1 alors ab-c =b-c et ca-b = c-b.
Deux réels opposés ne peuvent être tous les deux strictement positifs. L'un des deux n'est donc pas une puissance de 2.

Reste à traiter a = 2 et a =3.
Je vais commencer par a = 3 qui est un peu moins laborieux.
Vassillia pourra indiquer des pistes plus simples.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 18-06-22 à 07:55

Cas a =3.
bc-3 = 2z et z non nul, donc b et c sont impairs.
3b-c = 2x et 3c-b = 2y ; donc 8b = 2x(3+2y-x).
On en déduit x = 3.
D'où b = 3+ 2y-3 et c = 3b-8.
y 4 car y > x.
bc -3 = 2y-2(5+32y-4)
bc-3 = 2z ; donc 5+32y-4 est pair.
D'où y-4 = 0.
On peut en déduire la valeur de b puis celle de c.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Triplets particuliers 18-06-22 à 15:03

Cas a =2.
2b-c = 2x et 2c-b = 2y.
D'où 3c et 3b en fonction de x et y. Puis
9bc =22x+1 + 2x+y+2 + 2x+y + 22y+1.
Or bc-2 = 2z ; d'où :
2(22x + 2x+y+1 + 2x+y-1 + 22y - 9) = 92z \; (1)
L'égalité (1) est de la forme 2N = 92z
Les seuls diviseurs impairs qui divisent 92z sont 1, 3 et 9.
Si x 1 alors y 2 et N est un entier impair supérieur strict à 9.
Donc x =0.
En remplaçant x par 0 dans l'égalité (1), on obtient :
2y-1(5 + 2y+1 - 92z-y) = 23
z-y 1 ; donc la parenthèse est impaire.
On en déduit y-1 = 3 et 5 + 2y+1 - 92z-y = 1.
D'où y = 4 et z = 6.
On peut en déduire la valeur de b puis celle de c.

Toute piste vers un cheminement plus simple sera bienvenue

Posté par
Vassillia
re : Triplets particuliers 18-06-22 à 18:00

Bravo Sylvieg pour ta persévérance
Je n'ai pas vraiment de cheminement plus simple. Pas facile comme exercice, j'avais prévenu.



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