Mathématiques

Question

Bonjour, j'ai un problème en spé maths, j'aurais besoin d'aide. Merci d'avance!
1) Soit n un entier naturel et Sn = 4^n + 5^n
Démontrer que Sn+6 - Sn est divisible par 7

2) Soit n un entier naturel et soit r le reste de la division euclidienne de n par 6.
Démontrer que 4^n ≡ 4^r (7) et que 5^n ≡ 5^r (7)
En déduire les restes possibles de la division euclidienne de 4^n et de 5^n par 7

3) Vérifier que Sn ≡ Sr (7)

4) Déterminez les valeurs de n pour lesquelles Sn est divisible par 7

5) Soit Tn = 102^n + 103^n
Démontrer que Sn ≡ Tn (7)
En déduire les valeurs de n pour lesquelles Tn est divisible par 7

1 Réponse

  • 1°) Sn+6 - Sn = 4 puiss(n+6) + 5 puiss(n+6) – 4 puiss(n) – 5 puiss(n)

    = 2 puiss(2n+12) + 5 puiss(n) * 15625 – 2 puiss(2n) – 5 puiss(n)

    = 4096 * 2 puiss(2n) -2 puiss(2n) + 15625 * 5 puiss(n) – 5 puiss(n)

    = 4095 * 2 puiss(2n)  + 15624 * 5 puiss(n)

    = 7 * [ 585 * 2 puiss(2n) + 2232 * 5 puiss(n) ]

    donc Sn+6 - Sn est bien divisible par 7 .

    2°) ■ supposons n = 6k, alors r = 0 .

            4 puiss(6k) = 4096 puiss(k) - 1 + 1

             congru à 4095 + 1 congru à 1 = 4 puiss0 .

        ■ supp n = 6k+1, alors r = 1 .

            4 puiss(6k+1) = 4 * 4096 puiss(k) congru à 4 = 4 puiss1 .

        ■ supp n = 6k+2, alors r = 2 .

           4 puiss(6k+2) = 16 * 4096 puiss(k) congru à 16 = 4² .

           ( congru à 2 modulo 7 )

        ■ supp n = 6k+3, alors r = 3 .

           4 puiss(6k+3) = 64 * 4096 puiss(k) congru à 64 = 4³ .

            ( congru à 1 )

        ■ supp n = 6k+4, alors r = 4 .

           4 puiss(6k+4) = 256 * 4096 puiss(k) congru à 256 = 4 puiss4 .

            ( congru à 4 )

    ■ ■ 5 puiss(6k) = 15625 puiss(k) congru à 1 = 5 puiss0 .

    ■ ■ 5 puiss(6k+1) = 5 * 15625 puiss(k) congru à 5 = 5 puiss1 .

    ■ ■ 5 puiss(6k+2) = 25 * 15625 puiss(k) congru à 25 = 5² ;

          ( congru à 4 )

    ■ ■ 5 puiss(6k+3) = 125 * 15625 puiss(k) congru à 125 = 5³ ;

          ( congru à 6 )

    ■ ■ 5 puiss(6k+4) = 625 * 15625 puiss(k) congru à 625 = 5 puiss4 .

           ( congru à 2 )

    ■ ■ 5 puiss(6k+5) = 3125 * 15625 puiss(k) congru à 3125 = 5 puiss5 .

           ( congru à 3 )

    ■ ■ ■ les restes possibles de la division Euclidienne de 4 puiss(n) par 7 sont { 1 ; 4 ; 2 } . Les restes possibles de la division de 5 puiss(n) par 7 sont { 1 ; 5 ; 4 ; 6 ; 2 ; 3 } .

    3°) pour n = 6k --> Sn ≡ Sr ≡ 1 + 1 = 2 ;

        pour n = 6k+1 --> Sn ≡ Sr ≡ 4 + 5 ≡ 2 ;

        pour n = 6k+2 --> Sn ≡ Sr ≡ 2 + 4 = 6 ;

        pour n = 6k + 3 --> Sn ≡ Sr ≡ 1 + 6 ≡ 0 ;

        pour n = 6k+4 --> Sn ≡ Sr ≡ 4 + 2 = 6 ;

        pour n = 6k+5 --> Sn ≡ Sr ≡ 2 + 3 = 5 .

    4°) Sn est divisible par 7 pour n = 6k+3 .

        vérif pour n = 3 --> 4³ + 5³ = 64 + 125 = 189 ≡ 0 --> vérifié !

    5°) 102 = 14*7 + 4 ; et 103 = 14*7 + 5 .

         Donc Sn ≡ Tn ( modulo 7 ) ;

         D' où Tn est divisible par 7 pour n = 6k+3 .

          vérif pour n = 3 --> 102³ + 103³ = 2153935 ≡ 0 --> vérifié !

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