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[TS spé] Recherche démonstration plus simple

Posté par
patrice rabiller
11-04-06 à 15:24

Bonjour

À propos du sujet S Amérique du sud novembre 2005, exercice spécialité :

J'ai trouvé une démonstration fort compliquée pour la question 6. Y-a-til une démonstration plus simple ?

La question est :
Soit n et p deux entiers naturels non nuls, montrer que :
pgcd(U_n,U_p)=U_{pgcd(n,p)}

D'avance, merci

Posté par
cinnamon
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 15:38

Salut,

Je n'ai ni le sujet ni l'énoncé en ma possession et ils ne sont pas non plus sur l'île...

je suppose que (U_n) est une suite numérique. Quelle est son expression ?

Posté par
Cauchy
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 15:41

Bonjour si d=pgcd(n,p) et d1=pgcd(un,up). d divise n et p donc ud divise un et up donc ud divise d1. Donc d1=a(ud) avec a entier. d1 divise un et up donc a(ud) divise un et up d'ou ad divise n et p.On en deduit ad divise le pgcd de n et p cad d. Donc a=1 par suite d1=ud.

Posté par
cohlar
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 15:45

Salut,

admettons que np; alors n=qp+r (où q et r sont des entiers naturels) avec 0r<p. On a alors Un=Upq+Ur où 0Ur<Up. En déroulant l'algorithme d'Euclide, on obtient PGCD(Un;Up)=PGCD(Up;Ur)=...=Urn (où rn est le dernier reste non nul, donc le PGCD de n et de p) d'où PGCD(Un;Up)=U.PGCD(n;p). ^^ cqfd

J'aimerais bien voir (si ça n'est pa la même) ta démonstration...

Posté par
cohlar
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 15:47

Au fait, la question de cinnamon me fait douter : U est bien un entier naturel non nul, et pas une suite...

Posté par
cinnamon
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 15:49

Peut-être que je suis passée totalement à côté, mais si U est un entier, pourqoui avoir mis n et p en indice et pas sur la même ligne ?

Posté par
patrice rabiller
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 19:55

Bonsoir,

D'abord je voudrais remercier tous ceux qui ont répondu. En réalité, j'ai posé la question pour un de mes collègues qui enseigne en TS. Comme je ne savais pas répondre sur le champ, je lui ai proposé de poster sa question sur le forum de l'Île.

Il ne connaissait pas votre site et j'ai donc posté cet après midi la question pour lui et je lui ai en même temps montré l'intérêt qu'on pouvait avoir, pour nous mêmes et surtout pour nos élèves, à utiliser toutes les compétences qui existent ici.

Il doit normalement s'inscrire lui-même et repréciser sa question. Celle-ci n'a semble-t-il pas été comprise. U désigne bien une suite comme le suggère cinnamon... et la réponse proposée par Cauchy ne correspond pas à la question.

Posté par
kaiser Moderateur
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 20:02

Bonsoir patrice

Ce résultat me rappelle des souvenirs : s'agit-il de la suite de Fibonacci ?

Kaiser

Posté par
patrice rabiller
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 20:29

Non, a priori, l'exercice n'a rien à voir avec la suite de Fibonacci, mais je ne l'ai peut être pas bien lu.

Voici, pour ceux que ça intéresse, un lien vers l'énoncé de l'exercice (c'est un fichier pdf) :

Posté par
Cauchy
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 20:47

J'avais pas tilté qu'il s'agissait de suites

Posté par
patrice rabiller
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 21:14

un comble pour Cauchy

Posté par
kaiser Moderateur
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 11-04-06 à 21:31

Re bonsoir

Est-ce que la démonstration compliquée en question utilisait l'algorithme d'Euclide ?

Kaiser

Posté par
littleguy
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 15-04-06 à 15:11

Bonjour

Je n'ai pas trouvé de démonstration "immédiate" (utilisant le résultat de la question précédente par exemple). C'est un exercice connu (on le trouve dans plusieurs livres de Terminale, dans un cas plus général, mais toujours avec des questions préalables gudant la recherche...)

A démontrer : pgcd (2n-1,2p-1)=2d-1, avec d = pgcd (n,p).


Une démarche possible (inspirée d'un exo Nathan déclic 1998):

Soit D = pgcd (2n-1,2p-1)

- Tout d'abord d|n donc 2d-1|2n-1,
en effet : n=dm, donc 2^{n}-1=(2^d)^m-1=(2^d-1)(2^{d(m-1)}+2^{d(m-2)}+...+1)

de même 2d-1|2p-1

et par conséquent \fbox {2^d-1 | D}

- D'autre part, d'après Bezout, il existe k et k' tels que kn-k'p=d

On a 2^{kn}-1=2^{k'p+d}-1=2^d(2^{k'p}-1)+2^d-1

donc pgcd(2^{kn}-1,2^{k'p}-1)=pgcd(2^{k'p}-1,2^{d}-1}

or 2^d-1|2^{k'p}-1 donc pgcd(2^{kn}-1,2^{k'p}-1}=2^d-1

et comme 2n-1|2kn-1 et 2p-1|2k'p-1, alors D|2kn-1 et D|2k'p-1

donc \fbox {D | 2^d-1}

d'où la conclusion.

Une autre démarche (inspirée d'un livre d'exercices du début des annes 70) :

En supposant n supérieur à p

on commence par montrer que le reste de la division euclidienne de an-1 par ap-1 est ar-1, où r est le reste de la division euclidienne de n par p.


n=pq+r avec 0 r < p

(2^n-1)-(2^r-1)=2^n-2^r=2^{pq+r}-2^r=2^r\left((2^p)^q-1\right)

donc (2^n-1)=(2^p-1)(2^{p(q-1)+r}+...+2^{p+r}+2^r)+a^r-1, ce qui montre (puisque 0rnn-1 par ap-1 est ar-1.

Ensuite il ne reste qu'à appliquer l'algorithme d'Euclide, et on obtient :

pdcd(an-1,ap-1) = pdcd(ap-1,ar-1)=.....=ad-1.


- sauf erreur et aux fautes de frappe près (un peu fastidieux à écrire....)

Mais bon, tout ceci n'est pas "immédiat", j'en ai parlé avec quelques amis et je reste convaincu que quelque chose a dû nous échapper...

Si quelqu'un trouve quelque chose de plus simple et dans l'esprit de l'exercice....



Posté par
Matouille2b
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 15-04-06 à 17:26

Bonjour à tous ...

Je n'ai pas le corrigé de l'exercice mais j'ai une solution qui utilise les questions précédentes ...

Soit n et p deux entiers naturels non nuls

En appliquant l'algorithme d'Euclide aux entiers n et p, on construit une suite de restes (r(m)) définit par :
r(0)=n;r(1)=p et pour tout entiers naturels m :
r(m+2) = q(m+1)r(m+1) - r(m)  avec 0<= r(m+2) <= r(m+1)

Le pgcd de n  et p étant le dernier reste non nul que l'on note r(k) (r(k+1)=0)

Montrons que pour tout m : pgcd(U(r(m)),U(r(m+1)))= pgcd(U(r(m+1)),U(r(m+2)))

pgcd(U(r(m)),U(r(m+1)))= pgcd(U(r(m)-q(m+1)r(m+1)),Ur(m+1)) (d'apres la question precedente)
pgcd(U(r(m)),U(r(m+1)))= pgcd(U(r(m+2)),U(r(m+1)))


Par une récurence immédiate sur m on obtient :
pgcd(U(n),U(p))= pgcd(U(r(0)),U(r(1)))= pgcd(U(r(1)),U(r(2)))= ... =pgcd(U(r(k)),U(r(k+1)))= pgcd(U(r(k)),U(0))= pgcd(U(r(k)),0) = U(r(k))= U(pgcd(n,p))

Voila ...















Posté par
littleguy
re : [TS spé] Recherche démonstration plus simple 16-04-06 à 09:45

D'accord et merci Matouille2b (et bonjour)

En fait je cherche un argument (s'il existe) permettant d'écrire quasi-directement à partir de la question précédente :

pgcd(Un,Up) = pgcd(Up,Ur), et alors de "dérouler" Euclide pour arriver au résultat.

Ce que tu as fait finalement, mais je cherche encore plus expéditif (est-ce possible ?....)



PS : au fait dans mon post précédent les 2 sont devenus des a, (mais comme ça mrche pour a 2, pas trop de bobo )



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