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Une série pour un carré

Posté par
Sylvieg Moderateur
16-03-19 à 16:39

J'ouvre ce sujet pour une question posée le 14/03 à 18h15 par Imod au cours d'un autre Topic : Des carrés en série
Imod étant absent depuis quelques jours, je me permets de prendre cette initiative.

La question :
Trouver les valeurs de l'entier relatif n tel que 1+n+n2+n3+n4 soit le carré d'un entier.

Il semblerait que les seules solutions soient -1 , 0 et 3 .

carpediem a proposé une piste où il encadre p tel que p2 = 1+n+n2+n3+n4 .

Pour ma très modeste contribution, ce sera p est impair.

Posté par
carpediem
re : Une série pour un carré 16-03-19 à 17:46

salut

supposons n > 0

m = n^4 + n^3 + n^2 + n + 1 = p^2

n^4 < m < (n + 1)^4 => n^2 < p < (n + 1)^2

si p > n^2 + n + 1 alors p^2 > (n^2 + n + 1)^2 > m donc pas de solution

si n^2 < p < n^2 + n alors n^4 < p^2 < n^4 + 2n^3 + n^2 < n^4 + 3n^3 donc on peut avoir une solution puisque n^3 \ge n + 1 (au moins si n > 1)


(n + 1)^4 = n^4 + 4n^3 + 6n^2 + 4n + 1 = m + 3n^3 + 5n^2 + 3n

donc n^4 < m < n^4 + 3n^3

bon fait iech ... désolé !!!


si n < 0 alors cela revient à considérer m = n^4 - n^3 + n^2 - n + 1

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une série pour un carré 17-03-19 à 09:22

Bonjour,
Un minuscule résultat, mais cohérent avec les solutions -1, 0 et 3 :
1+n+n2+n3+n4 est impair ; donc p est impair.
p = 2k+1 et p2 = 1+n+n2+n3+n4 donne
n+n2+n3+n4 = 4(k2+k)
D'où n+n2+n3+n4 multiple de 8 .
Une petite table de congruence permet de trouver n congru à 0, 3 ou -1 modulo 8 .

Posté par
Imod
re : Une série pour un carré 17-03-19 à 11:31

Bonjour Sylvieg & Carpediem

J'avais proposé l'exercice sur le fil de LittleFox parce que je n'avais pas assez de liberté  pour suivre les réponses et éventuellement répondre . J'ai une solution complète pour n positif mais je n'ai pas regardé pour n négatif .

Amusez-vous bien ( et merci à Sylvieg pour le relai ) .

Imod  

Posté par
perroquet
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 09:11

Bonjour à tous.

Une indication que je mets en blanké pour laisser le plaisir de chercher à ceux qui le souhaitent.

 Cliquez pour afficher

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 16:09

Merci perroquet pour l'indication
Bien formulée car elle met sur la voie sans tout donner.
C'est donc carpediem qui était dans la bonne direction.

Posté par
Imod
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 17:09

J'avais fait pareil

Je ne sais pas s'il y a une réponse simple pour n négatif : la question est ouverte .

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 17:45

Avec l'indication de perroquet, j'ai eu l'impression de traiter n de signe quelconque.

Posté par
carpediem
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 18:00

en fait je ne voulais pas "sortir des entiers" ... mais c'est bien la direction que je voulais prendre ...

mes encadrements étant trop large pour conclure convenablement ...

Posté par
carpediem
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 18:02

Citation :
si n < 0 alors cela revient à considérer m = n^4 - n^3 + n^2 - n + 1

et
perroquet @ 18-03-2019 à 09:11


Si  n est entier, il n'y a aucun entier qui soit à la fois  strictement supérieur à      n^2-\dfrac{n}{2}   et   strictement inférieur à  n^2-\dfrac{n}{2}-\dfrac{1}{2}.

me semble convenable

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 18:37

Je répète que je crois inutile de traiter à part n < 0 .

 Cliquez pour afficher

Sauf erreur.

Posté par
carpediem
re : Une série pour un carré 18-03-19 à 18:43

ok pas de pb ..

cependant l'indication de perroquet pose pb : comment trouver 3 ?

(0 et - 1 étant évidentes)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une série pour un carré 19-03-19 à 07:49

Bonjour,
Il n'y a que peu d'entiers qui vérifient
(3/4)n2-n-1 0 ou n2/4 - n/2 - 3/4 0 .

La seconde inégalité est équivalente à (n+1)(n-3) 0

Posté par
carpediem
re : Une série pour un carré 19-03-19 à 16:15

ok ... mais d'où viennent ces deux inégalités ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une série pour un carré 19-03-19 à 18:13

Lire mon message d'hier à 18h37.

Une petite erreur :
Ce n'est pas (3/4)n2-n-1 mais (3/4)n2+n+1

Posté par
carpediem
re : Une série pour un carré 19-03-19 à 18:58

je l'ai lu ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une série pour un carré 20-03-19 à 08:18

Est-ce plus clair ?

Posté par
carpediem
re : Une série pour un carré 20-03-19 à 08:22

je l'avais lu avant ma question ... d'où ma question !!

bon en fait je l'avais mal lu !!! il n'y que peu d'entiers entre ...

ok !!!



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