2.2 Corrigé
a. On a [−e−xF(x)]0=e−x(F(x)−F0(x)) = e−xf(x), donc
S=−
m
X
j=0
ajej[e−xF(x)]j
0=−
m
X
j=0
ajF(j)+(
m
X
j=0
ajej)F(0) = −
m
X
j=0
ajF(j),
or pour tout j,F(j) =
mp+p−1
X
i=0
f(i)(j), d’où le résultat demandé.
b1. Si i≤p, on a g(i)(x) = p
ii!
(p−1)! (x−j)p−iet si i>p, on a g(i)(x)=0.
b2. On a f=gh, donc f(i)(j) = X
0≤k≤ii
kg(k)(j)h(i−k)(j). Mais i
k∈Z,g(k)(j)∈pZ
et h(i−k)(j)∈Z, d’où le résultat.
c1. Si i≤p−1, on a g(i)(x) = p−1
ii!
(p−1)! xp−1−i=xp−1−i
(p−1−i)! et si i>p−1, on a
g(i)(x)=0, d’où le résultat.
c2. Quel que soit i≥0, on a f(i)(0) = X
0≤k≤ii
kg(k)(0)h(i−k)(0).
Si i≤p−2, on a donc f(i)(0) = 0.
Si i=p−1, on a donc f(p−1)(0) = h(0).
Or h(x)=(x−1)p. . . (x−m)p, donc f(p−1)(0) = (−1)p. . . (−m)p.
Si i≥p, on a donc f(i)(0) = i
p−1h(i−p+1)(0).
Or h(x) = [(x−1) . . . (x−m)]p, donc h0(x)∈pZ[x]et pour tout l≥1h(l)(x)∈pZ[x],
d’où h(i−p+1)(0) ∈pZ, d’où f(i)(0) ∈pZ.
d. Si (j, i)∈ {0, . . . , m} × N, on a montré que f(i)(j)est un entier.
De plus, si (j, i)6= (0, p −1), on a montré que cet entier est divisible par p, donc
S≡ −a0f(p−1)(0) mod p, d’où le résultat.
e. Si p > max{m, |a0|}, alors a0et 1, . . . , m ne sont pas divisibles par p, donc Sn’est
pas divisible par p, donc S6= 0.
f. On a |x|,|x−1|,...,|x−m| ≤ mce qui implique directement l’inégalité demandée.
g. On a |Rj
0e−xf(x)dx| ≤ mmp+p−1
(p−1)! Rj
0dx =jmmp+p−1
(p−1)! , d’où l’inégalité cherchée.
On a limp→∞ mmp+p−1
(p−1)! = 0 et
m
X
j=0 |aj|jejest une constante,
donc lim
p→∞(
m
X
j=0 |aj|jej)mmp+p−1
(p−1)! = 0.
Par conséquent, il existe N≥0tel que p>N=⇒(
m
X
j=0 |aj|jej)mmp+p−1
(p−1)! ≤1
2.
Dès lors, si l’on choisit ppremier avec p > max{m, |a0|, N}, on aura d’une part S∈Z∗
et d’autre part |S| ≤ 1
2, ce qui est absurde.
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