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FF - EXERCICES SUR LES NOMBRES
Arithmétique
Nota : dans cette section, sauf indication contraire, tous les nombres utilisés sont des nombres entiers.
Trouver les nombres entiers n≥3tels que l’on puisse partager l’ensemble {1,...,n}en deux
sous-ensembles dont la somme des éléments de l’un soit égal au produit des éléments de l’autre.
Solution
Notons Set Ples deux ensembles. Le problème est toujours possible sauf pour n= 4.
Si n= 3 Le problème est évident avec S={1,2}et P={3}.
Si n= 2p≥6, considérons
P={1, p −1,2p}et S={1,...,n} \ P.
Alors, la somme σdes éléments de Sest le produit de ceux de Pcar
σ=
2p−1
X
k=1
k−1−(p−1) = p(2p−1) −p= 2p2−2p= 1 ×(p−1) ×(2p).
Si n= 2p+ 1 ≥5, considérons
P={1, p, 2p}et S={1,...,n} \ P.
Alors, la somme σdes éléments de Sest le produit de ceux de Pcar
σ=
2p+1
X
k=1
k−1−3p= (p+ 1)(2p+ 1) −1−3p= 2p2= 1 ×p×(2p).
Dans le cas n= 4 par contre, on constate qu’aucune partition ne convient. En effet, si l’on prend une
partition {{a, b, c},{d}}, l’égalité
a+b+c=d
implique
10 = a+b+c+d= 2d
donc d= 5, ce qui n’est pas possible. De même, égalité
a×b×c=d