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Exercice 4Corrigé

LES MATHÉMATIQUES

AU BACCALAURÉAT S

ARITHMÉTIQUE ET MATRICES, BAC S

Arithmétique

PGCD

Congruence

Théorème de Gauss

Théorème de Bézout

Nombres premiers

Matrice inversible

Matrice identité

Matrice diagonale D

Matrice inverse P

M = P D P

1 1 freemaths fr, 2019Corrigé - Bac - Mathématiques - 2019

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1. Sans justifier, donnons deux nombres premiers et y tels que 40 = + y: Deux nombres premiers et y tels que 40 = + y sont, par exemple: = 3 et y = 37 . 2.

Résolvons l'équation 20 + 19 y = 40 ( E ):

Soit un couple ( x ; y ) d'entiers relatifs vérifiant l'équation ( E ) .

D'où:

20 x + 19 y = 40 .

Or le couple (

40 ; - 40 ) est une solution particulière de l'équation ( E ) car:

20 x 40 + 19 x ( - 40 ) = 40 .

D'où:

20 x 40 + 19 x ( - 40 ) = 40 .

Nous pouvons ainsi écrire:

20 x x + 19 x y = 20 x 40 + 19 x ( - 40 )

<=> 20 ( x - 40 ) = 19 ( - y - 40 ) . Comme 20 et 19 sont premiers entre eux, d'après le théorème de GAUSS, l'entier 19 divise x - 40 . Par conséquent, il existe nécessairement un entier relatif p tel q ue: x - 40 = 19 x p cad: = 40 + 19 x p .

EXERCICE 4

Partie A:

[ Centres Étrangers 2019 ] 2 freemaths fr, 2019Corrigé - Bac - Mathématiques - 2019

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De même, comme 20 et 19 sont premiers entre eux, d'après le théorème de GAUSS, l'entier 20 divise - y - 40 . Par conséquent, il existe nécessairement un entier relatif p ' tel que: - y - 40 = 20 x p' cad: y = - 40 - 20 x p

Réciproque:

Soient p et p

' deux entiers relatifs et: x = 40 + 19 x p et y = - 40 - 20 x p

Dans ces conditions:

20 x + 19 y = 40

<=> 20 ( 40 + 19 x p ) + 19 x ( - 40 - 20 x p ' ) = 40 <=> 40 + 380 ( p - p ' ) = 40 <=> p = p Au total, les couples d'entiers relatifs solutions de l'équatio n (

E ) sont de

la forme: = 40 + 19 p et y = - 40 - 20 p ', avec p = p Ils sont donc de la forme: = 40 + 19 p et y = - 40 - 20 p . 3. a. Donnons la décomposition de 40 en produit de facteurs premiers:

En produit de facteurs premiers: 40 = 2

3 x 6 3. b. Montrons que si et y désignent des entiers naturels, les nombres - y et + y ont la même parité:

Notons que:

+ y = ( - y ) + 2 y, avec x . Or:

2 y est toujours pair .

Donc distinguons 2 cas:

3 freemaths fr, 2019Corrigé - Bac - Mathématiques - 2019

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1 er cas:

Si " x - y " est pair, " x + y " le sera aussi .

2 e cas: Si " x - y " est impair, " x + y " le sera aussi . Au total: les nombres " - y " et " + y " ont toujours la même parité . 3. c. Déterminons toutes les solutions de l'équation 2 - y 2 = 40:

Soit l'équation (

E' ): x

2 - y 2 = 40, avec x . x 2 - y 2 = 40 x - y ) ( x + y ) = 40 .

Or, on désire tous les couples (

( x - y ) ; ( x + y ) ) de même parité tels que: x - y ) ( x + y ) = 40 .

Notons que:

40 = 1 x 40 = 2 x 20 = 4 x 10 = 5 x 8 .

Nous retiendrons seulement 2 cas:

2 x 20 et 4 x 10 .

car: 2 et 20 ainsi que 4 et 10 ont la même parité )

D'où 4 cas de figures:

x - y = 2 x + y = 20 = 11 y = 9 x - y = 20 x + y = 2 = 11 y = 9 4 freemaths fr, 2019Corrigé - Bac - Mathématiques - 2019

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x - y = 4 x + y = 10 = 7 y = 3 x - y = 10 x + y = 4 = 7 y = 3

Au total, toutes les solutions de l'équation (

E' ) sont: les couples ( 11 , 9 ) et ( 7 , 3 ) .

Partie B: Sommes de cubes

1. a. Donnons une décomposition de 40 en " somme " de 5 cubes: Une décomposition en " somme " de 5 cubes est: 40 = 1 3 + 3 3 + 7 3 + 10 3 - 11 3 1. b. b1. Donnons une décomposition de 48 en " somme " de 4 cubes:

6 n = ( n +1 )

3 n -1 ) 3 - n 3 - n 3 Or:

48 = 6 x 8 .

Donc ici:

n = 8 .

Dans ces conditions, nous pouvons écrire:

48 = ( 8 + 1 )

8 - 1 )

3 - 8 3 - 8 3 cad: 48 = 9 3 + 7 3 - 8 3 - 8 3

Ainsi, en " somme " de 4 cubes: 48 = 9

3 + 7 3 - 8 3 - 8 3 1. b. b2. Donnons une décomposition de 40 en " somme " de 5 cubes:

Nous savons que:

48 = 9

3 + 7 3 - 8 3 - 8quotesdbs_dbs1.pdfusesText_1

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Exercice 4Corrigé

LES MATHÉMATIQUES

AU BACCALAURÉAT S

ARITHMÉTIQUE ET MATRICES, BAC S

Arithmétique

Congruence

Théorème de Gauss

Théorème de Bézout

Nombres premiers

Matrice inversible

Matrice identité

Matrice diagonale D

Matrice inverse P

M = P D P

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Résolvons l'équation 20 + 19 y = 40 ( E ):

D'où:

Or le couple (

40 ; - 40 ) est une solution particulière de l'équation ( E ) car:

D'où:

20 x 40 + 19 x ( - 40 ) = 40 .

Nous pouvons ainsi écrire:

20 x x + 19 x y = 20 x 40 + 19 x ( - 40 )

EXERCICE 4

Partie A:

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Réciproque:

Soient p et p

Dans ces conditions:

20 x + 19 y = 40

E ) sont de

En produit de facteurs premiers: 40 = 2

Notons que:

2 y est toujours pair .

Donc distinguons 2 cas:

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Si " x - y " est pair, " x + y " le sera aussi .

Soit l'équation (

E' ): x

Or, on désire tous les couples (

Notons que:

40 = 1 x 40 = 2 x 20 = 4 x 10 = 5 x 8 .

Nous retiendrons seulement 2 cas:

2 x 20 et 4 x 10 .

D'où 4 cas de figures:

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Au total, toutes les solutions de l'équation (

E' ) sont: les couples ( 11 , 9 ) et ( 7 , 3 ) .

Partie B: Sommes de cubes

6 n = ( n +1 )

48 = 6 x 8 .

Donc ici:

Dans ces conditions, nous pouvons écrire:

48 = ( 8 + 1 )

8 - 1 )

Ainsi, en " somme " de 4 cubes: 48 = 9

Nous savons que:

48 = 9