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Une droite et des points entiers

Posté par
alainpaul
05-03-17 à 13:15

Bon dimanche,

Je vous propose le problème suivant;
dans le plan orthonormé 2 points entiers P_1(x_1,y_1) ,P_2(x_2,y_2) ;x_1,x_2,y_1,y_2 \in Z  et pgcd(x_1,x_2,y_1,y_2)=1

Comment déterminer les points entiers situés sur la droite passant par P_1,P_2?

Prendre en compte le cas où  pgcd(x_1,x_2,y_1,y_2)> 1

Bonne journée,

Alain

Posté par
LeHibou
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 09:07

Bonjour,

Un vecteur de la droite est (x2-x1 , y2-y1)
En coordonnées paramétriques, tous les points de la droite sont de la forme :
(x1 + t(x2-x1) , x2+t(y2-y1)) t
Déjà, tous les points tels que t sont entiers.
Les autres t "candidats" sont tels que :
t ,
t(x2-x1)
t(y2-y1)
Si on écrit t = p/q, forme irréductible, alors on doit avoir :
x2-x1 multiple de q
y2-y1 multiple de q
A partir de là, je laisse les arithméticiens continuer

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 09:31

Je continue donc
q est un diviseur commun de x2-x1 et y2-y1 .
Avec d = PGCD( x2-x1 , y2-y1 ) , q est un diviseur de d.
q = dq' et p/q = pq' / d .

Réciproquement, si t = k/d avec k , alors les points sont entiers.

Les points entiers sont donc ceux de la forme ( x1 + t(x2-x1) , x2 + t(y2-y1) )
avec t = k/d où k et d = PGCD( x2-x1 , y2-y1 ) .

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 09:35

Oups : ce n'est pas q = dq' mais d = qq'

Posté par
LeHibou
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 10:20

Merci Sylvieg !

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 10:49

De rien
J'avais démarré avec une équation cartésienne de la droite.
Quand ton message est arrivé, j'étais en train de réaliser que j'aboutissais, laborieusement, à quelque chose de proche de la représentation paramétrique.

Une autre manière d'écrire le résultat :
Poser d = PGCD( x2-x1 , y2-y1 ) , a = (x2-x1) / d et b = (y2-y1) / d .
Les points entiers sont les points de coordonnées ( x1 + ka , x2 + kb ) où k

Posté par
LeHibou
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 11:09

C'est encore plus clair comme ça, merci !

Posté par
alainpaul
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 11:29

Bonjour,

Merci de votre active et rapide participation.

Je reste avec mes points et une équation ponctuelle:

(x,y)=m.(x_1,y_1)+(1-m).(x_2,y_2) =(mx_1+(1-m)x_2,my_1+(1-m)y_2)

1°)  pgcd(x_1,x_2,y_1y_2)=1   ; \forall m \in Z

2°) pgcd(x_1,x_2,y_1y_2)=\lambda  ;on remplace m par m/


L'existence de points entiers sur les courbes a intéressé de nombreux mathématiciens,ce sont des questions difficiles à résoudre.

Bien amicalement,

Alain

Posté par
alainpaul
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 17:03

Bonsoir,


La résolution de l'équation ponctuelle nous donne les points entiers :
pgcd(x_1,x_2,y_1,y_2)=1 , (m(x_1-x_2)+x_2 ,m(y_1-y_2)+y_2)

Nous pouvons aussi considérer les solutions (x,y) de l'équation diophantienne  b=y-ax  ,a,b \in Q   et  
   a=\frac{y_1-y_2}{x_1-x_2} , b=\frac{x_1y_2-y_1x_2}{x_1-x_2}  

Merci encore,

Alain

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une droite et des points entiers 06-03-17 à 18:09

Bonsoir alainpaul,

Je ne pense pas que pgcd( x1, x2, y1, y2 ) ou pgcd( x1, x2, y1y2 ) soient appropriés.

Il me semble que pgcd( x2-x1 , y2-y1 ) l'est plus

Par ailleurs, pour la droite (P1P2) , il est plus facile de travailler avec \vec{P_1M}= t\vec{P_1P_2} qu'avec une équation ponctuelle. C'est ce qu'a fait LeHibou .

On a alors les coordonnées des points M de la droite : x1 + t(x2-x1) et x2 + t(y2-y1)
Pas d'équation diophantienne, il suffit de trouver les t réels tels que ces deux coordonnées soient entières.

Posté par
alainpaul
re : Une droite et des points entiers 08-03-17 à 18:58

Bonsoir,


C'est par curiosité personnelle que je creuse l'aspect ponctuel,j'aboutis d'ailleurs au
même résultat que toi;sans prétendre que cette voie soit plus simple que la vectorielle.

Equations diophantiennes:
je  me demandais si l'on ne pouvait pas obtenir des retombées de ces calculs en termes
'diophantiens' ,solutions entières.

Amicalement,

Alain



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