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Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 22 août 2012 19:27
par compol
V@J a écrit :Vous pouvez aussi vous poser les mêmes questions mais en étudiant la structure d'anneau :
compol a écrit :$ (\mathbb{Z},+,\times) $ et $ (\mathbb{Z}[X],+,\times) $ sont-ils des anneaux isomorphes?
Même question pour : $ (\mathbb{Q}[X],+,\times) $ et $ (\mathbb{Q}[X,Y],+,\times) $
ainsi que pour : $ (\mathbb{R}[X],+,\times) $ et $ (\mathbb{R}[X,Y],+,\times) $
Bonjour. Je trouve:
SPOILER:
$ (\mathbb{Q}[X],+,\times) $ et $ (\mathbb{Q}[X,Y],+,\times) $ ne sont pas isomorphes : on le voit en remarquant qu'un morphisme entre ces 2 anneaux est déterminé par l'image de X.

$ (\mathbb{R}[X],+,\times) $ et $ (\mathbb{R}[X,Y],+,\times) $ ne sont pas isomorphes non plus, en reflechissant un peu.
C'est bien ça?

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 23 août 2012 09:02
par dSP
brank a écrit :$ q=\frac{p}{a} $ avec p et a entiers. Si tu arrives à écrire $ \frac{1}{a} $ de p façons différentes (mais toujours avec des fractions unitaires), c'est gagné.

écris $ q=\frac{p}{a}=\frac{1}{a} $+....+$ \frac{1}{a} $ (p termes ) ensuite tu utilises cette égalité Image pour le 2ème $ \frac{1}{a} $ puis 2 fois pour le 3ème,etc jusqu'au p-ème.Tu vérifies très facilement que les fractions obtenues sont toutes unitaires et distinctes.
Bonjour.

Cette affirmation est malheureusement fausse si $ p $ est trop élevé.
Par exemple, le dernier $ \frac{1}{a} $ donne une somme de $ 2^{p-1} $ termes contenant $ \frac{1}{a+p-1} $,
tandis que le second donne $ \frac{1}{a+1}+\frac{1}{a(a+1)} $.
Si par exemple $ p=a^2+1 $, alors il y a un conflit entre le $ \frac{1}{a(a+1)} $ provenant du second terme et le $ \frac{1}{a+p-1} $
provenant du dernier.

Une solution correcte consiste en revanche à utiliser cette technique pour décomposer $ p $ comme somme d'inverses d'entiers deux à deux distincts
(en l'écrivant comme somme de $ p^2 $ termes tous égaux à $ 1/p $ et en procédant comme indiqué précédemment : dans ce cas, la méthode fonctionne, mais cela demande une vérification assez précise). Ensuite, il n'y a plus qu'à multiplier chaque terme de la décomposition obtenue par
$ \frac{1}{a} $...

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 23 août 2012 09:31
par dSP
Silvere Gangloff a écrit :On peut faire comme ceci (il me semble qu'il n'y a pas d'erreur) :
Soit $ x $ un rationnel $ >0 $ quelconque. J'élimine d'abord la partie "grasse" de $ x $ dans le cas où $ x \ge 1 $ en utilisant la série harmonique :
Il existe $ n_0 \ge 1 $ tel que $ 0<z:=x-[1+...+\frac{1}{n_0}] < \frac{1}{n_0 +1} $. Il reste à montrer que $ z $ se décompose en somme finie d'inverses d'entiers distincts (en effet ces entiers seront tous distincts également de $ 1,...,n_0 $ car $ z < \frac{1}{n_0 +1} $). En fait par ceci, on se ramène à montrer le résultat pour un rationnel compris strictement entre 0 et 1. On pose $ m = E(\frac{1}{z})+1 $ et $ z' = z - 1/m $ et on construit de la même manière une suite $ z^{(n)} $ telle que $ z^{(0)}=z $ , et pour tout $ n \ge 0 $, $ z^{(n+1)}=z^{(n)} - \frac{1}{[E(1/z^{(n)})+1]} $ si $ z^{(n)} > 0 $ et 0 sinon. On vérifie que comme $ z < 1 $, la suite $ [E(1/z^{(n)})+1] $ est strictement croissante tant que $ z^{(n)} >0 $, et que la suite des numérateurs réduits des $ z^{(n)} $ est une suite d'entiers positifs strictement décroissante tant que $ z^{(n)} > 0 $ donc cette suite est stationnaire à 0, ce qui termine la démonstration (En fait sous cette formulation, c'est plus le principe de descente infinie de Fermat qu'une récurrence, mais bon, la récurrence est affreuse à écrire..) (Dans toute la démonstration $ E $ désigne la partie entière)
Bonjour. Il y a une petite erreur à signaler : dans la définition de $ m $, il faut prendre le plus petit entier supérieur ou égal à
$ \frac{1}{z} $ plutôt que la partie entière de $ \frac{1}{z}+1 $. Avec cette modification, l'algorithme fonctionne très bien.

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 23 août 2012 10:51
par Gyptone
dSP a écrit :
brank a écrit :$ q=\frac{p}{a} $ avec p et a entiers. Si tu arrives à écrire $ \frac{1}{a} $ de p façons différentes (mais toujours avec des fractions unitaires), c'est gagné.

écris $ q=\frac{p}{a}=\frac{1}{a} $+....+$ \frac{1}{a} $ (p termes ) ensuite tu utilises cette égalité Image pour le 2ème $ \frac{1}{a} $ puis 2 fois pour le 3ème,etc jusqu'au p-ème.Tu vérifies très facilement que les fractions obtenues sont toutes unitaires et distinctes.
Bonjour.

Cette affirmation est malheureusement fausse si $ p $ est trop élevé.
Par exemple, le dernier $ \frac{1}{a} $ donne une somme de $ 2^{p-1} $ termes contenant $ \frac{1}{a+p-1} $,
tandis que le second donne $ \frac{1}{a+1}+\frac{1}{a(a+1)} $.
Si par exemple $ p=a^2+1 $, alors il y a un conflit entre le $ \frac{1}{a(a+1)} $ provenant du second terme et le $ \frac{1}{a+p-1} $
provenant du dernier.

Une solution correcte consiste en revanche à utiliser cette technique pour décomposer $ p $ comme somme d'inverses d'entiers deux à deux distincts
(en l'écrivant comme somme de $ p^2 $ termes tous égaux à $ 1/p $ et en procédant comme indiqué précédemment : dans ce cas, la méthode fonctionne, mais cela demande une vérification assez précise). Ensuite, il n'y a plus qu'à multiplier chaque terme de la décomposition obtenue par
$ \frac{1}{a} $...
Sinon il y a un moyen simple d'obtenir des dénominateurs tous différents en étant sûr que la série s'arrête .

On commence par traiter le cas où $ x=\dfrac ab $ avec $ a<b $ . On retire $ \dfrac {1}{q+1} $ à $ x $ où $ q $ le quotient de la division euclidienne de $ b $ par $ a $ , on recommence ...
Les numérateurs sont strictement décroissants et les quotients strictement croissants ce qui assure à la fois la convergence de la méthode et le fait que les dénominateurs sont tous différents .
Pour le cas où $ x $ est supérieur ou égal à $ 1 $ , on enlève à $ x $ tous les termes de la série harmonique jusqu'à ce que l'on obtienne un reste inférieur à $ 1 $ . Comme le dénominateur du reste est supérieur à ceux déjà utilisés on est ramené au cas précédent .

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 23 août 2012 10:56
par Silvere Gangloff
dSP a écrit :
Silvere Gangloff a écrit :On peut faire comme ceci (il me semble qu'il n'y a pas d'erreur) :
Soit $ x $ un rationnel $ >0 $ quelconque. J'élimine d'abord la partie "grasse" de $ x $ dans le cas où $ x \ge 1 $ en utilisant la série harmonique :
Il existe $ n_0 \ge 1 $ tel que $ 0<z:=x-[1+...+\frac{1}{n_0}] < \frac{1}{n_0 +1} $. Il reste à montrer que $ z $ se décompose en somme finie d'inverses d'entiers distincts (en effet ces entiers seront tous distincts également de $ 1,...,n_0 $ car $ z < \frac{1}{n_0 +1} $). En fait par ceci, on se ramène à montrer le résultat pour un rationnel compris strictement entre 0 et 1. On pose $ m = E(\frac{1}{z})+1 $ et $ z' = z - 1/m $ et on construit de la même manière une suite $ z^{(n)} $ telle que $ z^{(0)}=z $ , et pour tout $ n \ge 0 $, $ z^{(n+1)}=z^{(n)} - \frac{1}{[E(1/z^{(n)})+1]} $ si $ z^{(n)} > 0 $ et 0 sinon. On vérifie que comme $ z < 1 $, la suite $ [E(1/z^{(n)})+1] $ est strictement croissante tant que $ z^{(n)} >0 $, et que la suite des numérateurs réduits des $ z^{(n)} $ est une suite d'entiers positifs strictement décroissante tant que $ z^{(n)} > 0 $ donc cette suite est stationnaire à 0, ce qui termine la démonstration (En fait sous cette formulation, c'est plus le principe de descente infinie de Fermat qu'une récurrence, mais bon, la récurrence est affreuse à écrire..) (Dans toute la démonstration $ E $ désigne la partie entière)
Bonjour. Il y a une petite erreur à signaler : dans la définition de $ m $, il faut prendre le plus petit entier supérieur ou égal à
$ \frac{1}{z} $ plutôt que la partie entière de $ \frac{1}{z}+1 $. Avec cette modification, l'algorithme fonctionne très bien.
Ah oui, en effet! Merci.

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 23 août 2012 11:09
par brank
Merci pour cette correction Monsieur Dsp,j'étais,en effet, persuadé que les fractions obtenues étaient distinctes (par paresse intellectuelle surement )

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 23 août 2012 16:26
par mookid
V@J a écrit :Oui on peut.
C'est pour ça que j'ai posé la question pour des morphismes d'anneau, ensuite. :wink:
SPOILER:
Q[X] (en tant qu'espace vectoriel) est engendré par un seul élément, ce qui n'est pas le cas de Q[X, Y].

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 24 août 2012 20:12
par compol
mookid a écrit :
V@J a écrit :Oui on peut.
C'est pour ça que j'ai posé la question pour des morphismes d'anneau, ensuite. :wink:
SPOILER:
Q[X] (en tant qu'espace vectoriel) est engendré par un seul élément, ce qui n'est pas le cas de Q[X, Y].
Merci. C'est ce que j'avais remarqué en effet. Par contre j'avais une erreur pour le cas réel:
SPOILER:
R[X] et R[X,Y] ne sont pas des anneaux isomorphes. Si un tel isomorphisme f:R[X]->R[X,Y] existait, on remarque que $ f(\mathbb{R})\subset \mathbb{R} $ car si $ x\in\mathbb{R} $, $ f(x)^{\frac{1}{m}} $ existe pour tout m impair. Donc f restreinte à R est un morphisme de R dans lui-même en tant qu'anneau, donc c'est l'identité. On peut alors "prolonger par continuité" le raisonnement qui montre que Q[X] et Q[X,Y] ne sont pas isomorphes, i.e R[X] est un anneau engendré par un seul élément , X, alors que R[X,Y] ne l'est pas.

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 27 août 2012 22:41
par Ressay
J'en poste un aussi :

quel est le nombre de racines réelles du polynôme Pn = n.X^n - X^(n-1) - ....... - X - 1

Re: Exos sympas MP(*)

Publié : 01 sept. 2012 18:51
par killbill
Bon allez, une petite ED pour la route:

$ y'(1-\sin x \cos x) + y^{2}\cos x - y + \sin x = 0 $