Document réalisé par Edmond Brahimcha
Réciproquement, si
= 422, la résolution de l'équation donne deux solutions dans É, 3 et 419 et si
= 1258, la
résolution de l'équation donne deux solutions dans É, 1 et 1257.
Conclusion: L'ensemble des valeurs de
pour lesquelles l'équation (E) admet des solutions dans É est {422 ; 1258}.
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Exercice 3 (10 points)
1. Démontrer que, pour tous entiers naturels k et r, 54k+r 5r (13).
Solution: 5² = 25 donc 5² -1 (13), il en résulte que 54 (-1)² 1 (13).
On en déduit: 54k+r (54)k5r 1k5r 5r (13).
2. Calculer le reste de la division de 1864237 par 13.
Solution: Comme 1864 = 14313 + 5, alors 1864 5 (13) ce qui donne: 1864237 5237 (13).
Or 237 = 459 + 1, d'où, par application du 1., 5237 5 (13).
Le reste de la division de 1864237 par 13 est donc égal à 5.
3. Pour tout entier naturel n, on pose: An = 53n + 52n + 5n + 1.
a) Démontrer que, pour tout entier naturel n, An (5n + 1)((-1)n + 1) (13).
Solution: on factorise An : An = 53n + 52n + 5n + 1 = 52n(5n + 1) + 5n + 1 = (5n + 1)(52n + 1).
Or 5² -1 (13), d'où 52n + 1 (-1)n + 1 (13). Il en résulte que An (5n + 1)((-1)n + 1) (13).
b) En déduire que si n est impair, alors An est un multiple de 13.
Solution: si n est impair (-1)n = -1 et par suite (-1)n + 1 = 0, ce qui donne An (5n + 1)((-1)n + 1) 0 (13).
An est donc un multiple de 13.
c) Démontrer que lorsque n = 4q + 2, q É, alors An est un multiple de 13.
Solution: lorsque n = 4q + 2, q É, 5n 54q+2 5² -1 (13) d'après le 1.
Il en résulte que 5n + 1 -1 + 1 0 (13), ce qui donne An (5n + 1)((-1)n + 1) 0 (13).
d) Démontrer que An est un multiple de 13 si, et seulement si, n n'est pas un multiple de 4.
Solution:
Condition nécessaire: on suppose que An est un multiple de 13, et on va montrer par l'absurde que n n'est pas
un multiple de 4. Supposons que n est un multiple de 4, alors 3n, 2n sont aussi des multiples de 4. La première
question donne que 53n 1 (13), 52n 1 (13), 5n 1 (13), d'où An 4 (13) ce qui est contraire à l'hypothèse que An
est un multiple de 4.
On en déduit que si An est un multiple de 13, alors n n'est pas un multiple de 4.
Condition suffisante: Supposons que n n'est pas un multiple de 4. Le reste de la division de n par 4 est alors 1, 2
ou 3. Si le reste est 1 ou 3, n est impair et alors An est un multiple de 13 d'après le b). Si le reste est 2, alors n = 4q + 2
et par suite An est un multiple de 13 d'après le c). Dans tous les cas, lorsque n n,est pas un multiple de 4, An est un
multiple de 13.