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Bonjour je n'arrive pas a partir de la question 2b
Soit n un entier naturel. On s'intéresse à l'équation (E) : x^2 = 4n +1.
Le but de cet exercice est de trouver une condition nécessaire et suffisante sur l'entier n pour que
l'équation (E) admette des solutions entières, c'est-à-dire pour que x appartient à Z.
1) Déterminer les solutions réelles de (E) pour n=0;n=4;n=6;n= 10; n= 12; n= 15, n=20.
2) On suppose que x appartient Z est solution de (E).
a) Montrer que x ne peut pas être un entier pair.
b) On suppose alors que x est un entier impair. Montrer que n vérifie nécessairement une certaine
propriété que l'on précisera.
3) Montrer que si n remplit cette condition, alors l'équation (E) admet des solutions entières.
4) Conclure.​

Sagot :

Explications étape par étape:

Bonsoir, afin de s'imprégner de l'exercice, au préalable je vais répondre à la question 2a.

2a- Par l'absurde, comme tu l'as sûrement, soit, un entier pair tel que x = 2k, k € Z. Alors x^2 = 4k^2 = 4n + 1.

Comme 4n + 1 est impair pour n € N, absurde, car le membre de gauche est multiple de 4.

2b- Plus subtil, on commence par poser x € Z comme nombre impair, alors il existe k € Z, tel que x = 2k+1.

On intègre ceci dans E, l'équation originelle :

(2k+1)^2 = 4n + 1, d'où 4k^2 + 4k + 1 = 4n + 1.

On simplifié : 4k^2 + 4k = 4n.

On divise par 4 : n = k^2 + k = k*(k+1).

L'erreur ici, est d'affirmer que n est obligatoirement pair, c'est le cas, mais pas pour tous les entiers pairs. (voir question 1).

k + 1 est l'entier consécutif de k. n doit donc être le produit de 2 nombres consécutifs, telle est sa propriété !

3- Admettons la conclusion précédente, alors x^2 = 4n + 1 = 4*k*(k+1) + 1, avec k € N.

On déduit que : x^2 = 4k^2 + 4k + 1 = (2k + 1)^2 en développant.

Il y a donc 2 solutions possibles, x = 2k+1, et x = -2k - 1.

4- En vertu des propriétés précédentes, si n = k(k+1), alors x = 2k + 1 ou - 2k - 1, avec k € Z.

Voici la conclusion :

1re étape : Tu choisis 2 entiers naturels k et k+1, tu les multiplies ensemble pour former ton entier n.

2e étape : Tu obtiendras un nombre, il te suffit d'ajouter les 2 nombres qui ont permis de former cet entier n.

Imaginons, tu poses n = 20*21 = 420.

Alors x = 20 + 21 = 41, et x = - 41. Tu peux le vérifier par toi même.

Bonne soirée à toi.

PS : Merci pour cet exercice, je ne l'avais encore jamais vu, assez astucieux. Je le retiendrais !