Caractériser la divisibilité : utiliser une combinaison lineˊaire - Exercice 2
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Question 1
Déterminer les entiers relatifs n tels que n+1 divise 3n−2 .
Correction
Soient a, b et c trois entiers relatifs. Si a divise b et c alors a divise toute combinaison linéaire de b et de c.
Autrement dit, si a divise b et c alors a divise βa+αb où β et α sont deux entiers relatifs.
n+1 divise 3n−2 et n+1 divise n+1 alors n+1 divise toute combinaison linéaire de n+1 et 3n−2. Par exemple : n+1 divise (3×(n+1)+(−1)×(3n−2)) . Ici, nous avons construit une combinaison lineˊaire indeˊpendante den n+1 divise (3n+3−3n+2) n+1 divise 5 Les diviseurs de 5 dans Z sont : {−5;−1;1;5} que l'on note également : D(5)={−5;−1;1;5} On a donc : n+1=−5⇔n=−6oun+1=−1⇔n=−2oun+1=1⇔n=0oun+1=5⇔n=4 Les solutions possibles pour n sont alors : {−6;−2;0;4} Il faut ensuite vérifier que pour ces valeurs de n on a : n+1 divise 3n−2 Si n=−6 , cela donne −5 divise −20ce qui est vrai . Si n=−2 , cela donne −1 divise −8ce qui est vrai . Si n=0 , cela donne 1 divise −2ce qui est vrai . Si n=4 , cela donne 5 divise 10ce qui est vrai . Finalement, les entiers relatifs n tels que n+1 divise 3n−2 sont :
{−6;−2;0;4}
Question 2
Déterminer les entiers relatifs n tels que n−5 divise n+1 .
Correction
Soient a, b et c trois entiers relatifs. Si a divise b et c alors a divise toute combinaison linéaire de b et de c.
Autrement dit, si a divise b et c alors a divise βa+αb où β et α sont deux entiers relatifs.
n−5 divise n+1 et n−5 divise n−5 alors n−5 divise toute combinaison linéaire de n+1 et n−5. Par exemple : n−5 divise (1×(n+1)+(−1)×(n−5)) . Ici, nous avons construit une combinaison lineˊaire indeˊpendante den n−5 divise (n+1−n+5) n−5 divise 6 Les diviseurs de 6 dans Z sont : {−6;−3;−2;−1;1;2;3;6} que l'on note également : D(6)={−6;−3;−2;−1;1;2;3;6} On a donc : n−5=−6⇔n=−1oun−5=−3⇔n=2oun−5=−2⇔n=3oun−5=−1⇔n=4oun−5=1⇔n=6oun−5=2⇔n=7oun−5=3⇔n=8oun−5=6⇔n=11 Les solutions possibles pour n sont alors : {−1;2;3;4;6;7;8;11} Il faut ensuite vérifier que pour ces valeurs de n on a : n−5 divise n+1 Si n=−1 , cela donne −6 divise 0ce qui est vrai . Si n=2 , cela donne −3 divise 3ce qui est vrai . Si n=3 , cela donne −2 divise 4ce qui est vrai . Si n=4 , cela donne −1 divise 5ce qui est vrai . Si n=6 , cela donne 1 divise 7ce qui est vrai . Si n=7 , cela donne 2 divise 8ce qui est vrai . Si n=8 , cela donne 3 divise 9ce qui est vrai . Si n=11 , cela donne 6 divise 12ce qui est vrai . Finalement, les entiers relatifs n tels que n−5 divise n+1 sont :
{−1;2;3;4;6;7;8;11}
Question 3
Déterminer les entiers relatif n tels que la fraction 3n+22n−1 soit un entier.
Correction
La fraction 3n+22n−1 est un entier si et seulement si 3n+2 divise 2n−1.
Soient a, b et c trois entiers relatifs. Si a divise b et c alors a divise toute combinaison linéaire de b et de c.
Autrement dit, si a divise b et c alors a divise βa+αb où β et α sont deux entiers relatifs.
3n+2 divise 2n−1 et 3n+2 divise 3n+2 alors 3n+2 divise toute combinaison linéaire de 2n−1 et 3n+2. Par exemple : 3n+2 divise (3×(2n−1)+(−2)×(3n+2)) . Ici, nous avons construit une combinaison lineˊaire indeˊpendante den 3n+2 divise (6n−3−6n−4) 3n+2 divise −7 Les diviseurs de −7 dans Z sont : {−7;−1;1;7} que l'on note également : D(−7)={−7;−1;1;7} On a donc : 3n+2=−7⇔3n=−9⇔n=−3ou3n+2=−1⇔3n=−3⇔n=−1ou3n+2=1⇔3n=−1⇔n=−31ou3n+2=7⇔3n=5⇔n=35 N'oublions pas que n est un entier relatif donc les solutions possibles pour n sont alors : {−3;−1} Il faut ensuite vérifier que pour ces valeurs de n on a : 3n+2 divise 2n−1 Si n=−3 , cela donne −7 divise −7ce qui est vrai . Si n=−1 , cela donne −1 divise −3ce qui est vrai . Finalement, les entiers relatifs n tels que 3n+2 divise 2n−1 sont :
{−3;−1}
Autrement dit, les entiers relatif n tels que la fraction 3n+22n−1 soit un entier sont les entiers n=−3 et n=−1 .
Question 4
Déterminer les entiers relatifs n tels que 2n+5 divise 3n+6 .
Correction
Soient a, b et c trois entiers relatifs. Si a divise b et c alors a divise toute combinaison linéaire de b et de c.
Autrement dit, si a divise b et c alors a divise βa+αb où β et α sont deux entiers relatifs.
2n+5 divise 3n+6 et 2n+5 divise 2n+5 alors 2n+5 divise toute combinaison linéaire de 3n+6 et 2n+5. Par exemple : 2n+5 divise (2×(3n+6)+(−3)×(2n+5)) . Ici, nous avons construit une combinaison lineˊaire indeˊpendante den 2n+5 divise (6n+12−6n−15) 2n+5 divise −3 Les diviseurs de −3 dans Z sont : {−3;−1;1;3} que l'on note également : D(−3)={−3;−1;1;3} On a donc : 2n+5=−3⇔2n=−8⇔n=−4ou2n+5=−1⇔2n=−6⇔n=−3ou2n+5=1⇔2n=−4⇔n=−2ou2n+5=3⇔2n=−2⇔n=−1 Les solutions possibles pour n sont alors : {−4;−3;−2;−1} Il faut ensuite vérifier que pour ces valeurs de n on a : 2n+5 divise 3n+6 Si n=−4 , cela donne −3 divise −6ce qui est vrai . Si n=−3 , cela donne −1 divise −3ce qui est vrai . Si n=−2 , cela donne 1 divise 0ce qui est vrai . Si n=−1 , cela donne 3 divise 3ce qui est vrai . Finalement, les entiers relatifs n tels que 2n+5 divise 3n+6 sont :
{−4;−3;−2;−1}
Question 5
Déterminer les entiers relatifs n tels que 5n+8 divise n+2 .
Correction
Soient a, b et c trois entiers relatifs. Si a divise b et c alors a divise toute combinaison linéaire de b et de c.
Autrement dit, si a divise b et c alors a divise βa+αb où β et α sont deux entiers relatifs.
5n+8 divise n+2 et 5n+8 divise 5n+8 alors 5n+8 divise toute combinaison linéaire de n+2 et 5n+8. Par exemple : 5n+8 divise (5×(n+2)+(−1)×(5n+8)) . Ici, nous avons construit une combinaison lineˊaire indeˊpendante den 5n+8 divise (5n+10−5n−8) 5n+8 divise 2 Les diviseurs de 2 dans Z sont : {−2;−1;1;2} que l'on note également : D(2)={−2;−1;1;2} On a donc : 5n+8=−2⇔5n=−10⇔n=−2ou5n+8=−1⇔5n=−9⇔n=−59ou5n+8=1⇔5n=−7⇔n=−57ou5n+8=2⇔5n=−6⇔n=−56 N'oublions pas que n est un entier relatif donc la solution possible pour n est alors : {−2} Il faut ensuite vérifier que pour cette valeur de n on a : 5n+8 divise n+2 Si n=−2 , cela donne −2 divise 0ce qui est vrai . Finalement, l'entier relatif n tel que 5n+8 divise n+2 est :
n=−2
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