[http://mp.cpgedupuydelome.fr] édité le 5 mai 2016 Enoncés 1
Etudes arithmétiques
Exercice 1 [ 01225 ] [Correction]
Soit n∈N, montrer √n∈Q⇐⇒ ∃m∈N, n =m2
En déduire que√2/∈Qet√3/∈Q
Exercice 2 [ 01211 ] [Correction]
Soient aet bdeux entiers relatifs tels que a2|b2. Montrer que a|b.
Exercice 3 [ 01212 ] [Correction]
Soit x∈Q. On suppose qu’il existe n∈N∗tel que xn∈Z. Montrer que x∈Z.
Exercice 4 [ 01213 ] [Correction]
Soient a, b ∈N∗. On suppose qu’il existe m, n premiers entre eux tels que am=bn.
Montrer qu’il existe c∈N∗tel que a=cnet b=cm.
Exercice 5 [ 01214 ] [Correction]
On divise un cercle en narcs égaux et on joint les points de division de pen p
jusqu’à ce qu’on revienne au point de départ. Quel est le nombre de côtés du
polygone construit ?
Exercice 6 [ 03669 ] [Correction]
On étudie l’équation algébrique
(E): xn+an−1xn−1+··· +a1x+a0= 0
d’inconnue xet où les coefficients a0, a1, . . . , an−1sont supposés entiers.
Montrer que les solutions réelles de (E)sont entières ou irrationnelles.
Exercice 7 [ 02361 ] [Correction]
Soit P∈Z[X]et a, b deux entiers relatifs avec b > 0et√birrationnel.
a) Exemple : montrer que√6est irrationnel.
b) Quelle est la forme de (a+√b)n?
c) Montrer que si a+√best racine de Palors a−√baussi.
d) On suppose que a+√best racine double de P. Montrer que P=RQ2avec R
et Qdans Z[X].
Exercice 8 [ 03681 ] [Correction]
On note d(n)le nombre de diviseurs positifs de n∈N∗.
Déterminer un équivalent de
1
n
n
X
k=1
d(k)
représentant la moyenne du nombre de diviseurs positifs des entiers inférieurs à n.
Exercice 9 [ 01227 ] [Correction]
Soit n∈N\ {0,1}. Montrer que nest le produit de ses diviseurs non triviaux si,
et seulement si, n=p3avec p∈ P ou n=p1p2avec p1, p2∈ P distincts.
Exercice 10 [ 01228 ] [Correction]
Soient p∈ P et α∈N∗. Déterminer les diviseurs positifs de pα.
Exercice 11 [ 01229 ] [Correction]
Soit n∈N\ {0,1}et n=QN
k=1 pαk
ksa décomposition primaire.
Quel est le nombre de diviseurs positifs de n?
Exercice 12 [ 01230 ] [Correction]
Soit n∈N\ {0,1}dont la décomposition primaire est
n=
N
Y
i=1
pαi
i
On note d(n)le nombre de diviseurs supérieurs ou égaux à 1 de net σ(n)la
somme de ceux-ci.
Montrer
d(n) =
N
Y
i=1
(αi+ 1) et σ(n) =
N
Y
i=1
pαi+1
i−1
pi−1
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