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Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 09:05
par Galoubet
Résoudre dans $ \mathbb Z $ l'équation : $ x^4+x^3+x^2+x+1=y^2 $.

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 11:31
par Tornado
Des exos en vrac :
Montrer que pour tout $ n > 1 $,
$ H_n = \sum_{k=1}^n \frac{1}{n} $ n'est pas un entier.

Indice :
SPOILER:
Calculer les premières valeurs, puis faire une récurrence judicieusement choisie (sur les propriétés du numérateur et du dénominateur de la somme
Montrer que :
$ \sqrt{2 + \sqrt{2 + \sqrt {2 + .... + \sqrt{2}}}} = 2 cos( \frac{\pi}{2^{n+1}) $
Du dénombrement difficile ! (j'insiste !)
Déterminer le nombre de p-uplets d'entiers naturels solutions de l'équation
$ a_1 + a_2 + ... + a_p = N $ où $ N $ est un entier naturel donné.

Deux options : la récurrence, où le dénombrement. Je vous donnerai une astuce rigolote si vous voulez.

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:13
par Tornado
Ah merci, c'est gentil ;)
Mmmh ça me fait penser que j'en ai un qui utilise Cauchy Schwarz et ça pourrait être pas mal que vous voyiez des applications de cette inégalités, mais après il est vraiment dur pour des terminales ... Je le mets quand même car on en a des puissants cette année ;)
Montrer que la quantité $ x + 2y + 3z $ prend une valeur maximale lorsque $ x, y, z $ décrivent l'ensemble $ S = \{ (x, y, z) \in \mathbb{R}^3, x^2 + y^2 + z^2 = 1 \} $ et préciser en quels points cette valeur est atteinte.

Indice : on pensera à Cauchy Schwarz.

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:27
par mathophilie
Montrer que pour tout n > 1,
$ H_n = \sum_{k=1}^n \frac{1}{n} $ n'est pas un entier.

Indice :
Spoiler : Afficher
Une proposition par l'absurde :
SPOILER:
Soit $ H_n = \sum_{k=1}^{n}\frac{1}{k} $ avec $ n\ge2 $

Ainsi $ H_n - 1 = \sum_{k=2}^{n}\frac{1}{k} $

Soit en multipliant par $ n ! $, $ (H_n - 1)n! = \sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k} $

On suppose $ H_n $ entier, d'où $ H_n - 1 $ entier.

Soit p le plus grand nombre premier tel que $ 2\le p \le n $

p divise n!, d'où p divise $ (H_n -1)n! $ donc $ \frac{(H_n -1)n!}{p} $ entier.

De plus p divise tous les termes de $ \sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k} $ (du fait de la factorielle), SAUF $ \frac{n!}{p} $ (car p a déjà "simplifié" p dans la factorielle, et p est le plus grand nb premier inférieur à n).
Donc p ne divise pas $ \sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k} $
D'où $ \frac{\sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k}}{p} $ non entier.
--> Contradiction

Donc $ H_n $ n'est pas un entier pour $ n\ge2 $
Je crois que par récurrence, tu veux passer par
SPOILER:
Le fait que le numérateur est toujours un impair, et le dénominateur toujours un pair

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:29
par mathophilie
ladmzjkf a écrit :J'avais posté un exo ça n'a intéressé personne à ce que je vois :
Soit $ f $ une fonction continue et croissante, $ g $ une fonction continue et décroissante sur le même intervalle $ [0,a] $ tel que on ait $ \int_{0}^{a}(f(t)-g(t)) dt=0 $.
Montrer que pour tout $ (x,y)\in [0,a]^2 $ : $ x\int_{0}^{y} g(t) dt \geq y\int_{0}^{x} f(t) dt $
Quand tu l'as posté j'avais pas fini de voir les intégrales donc je maîtrisais pas.
Je cherche par l'absurde... J'attends que ca débouche... Faut croire que les intégrales, je maîtrise toujours pas.

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:31
par Galoubet
Plus généralement, une somme d'inverses d'entiers positifs consécutifs n'est jamais un entier, ce n'est pas plus dur.

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:32
par mathophilie
Galoubet a écrit :Plus généralement, une somme d'inverses d'entiers positifs consécutifs n'est jamais un entier, ce n'est pas plus dur.
Dans ce cas, pareillement, je serais passer par l'absurde et la primalité (ca se dit ? :lol: )

Ah bah lsjduejd ! (je te vois connecté en bas) Le coup de la factorielle n!, ca te rappelle pas la démo par l'absurde de l'irrationalité de e ? Tu m'avais aidé sur ce coup, je m'en souviens :D

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:33
par lsjduejd
mathophilie a écrit :
SPOILER:
De plus p divise tous les termes de $ \sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k} $ (du fait de la factorielle), SAUF $ \frac{n!}{p} $ (car p a déjà "simplifié" p dans la factorielle, et p est le plus grand nb premier inférieur à n).
Donc p ne divise pas $ \sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k} $
SPOILER:
Pourquoi aurait-on $ p\leq n < 2p $ ?

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:38
par mathophilie
lsjduejd a écrit :
mathophilie a écrit :
SPOILER:
De plus p divise tous les termes de $ \sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k} $ (du fait de la factorielle), SAUF $ \frac{n!}{p} $ (car p a déjà "simplifié" p dans la factorielle, et p est le plus grand nb premier inférieur à n).
Donc p ne divise pas $ \sum_{k=2}^{n}\frac{n!}{k} $
SPOILER:
Pourquoi aurait-on $ p\leq n < 2p $ ?
Ah ouais, j'y avais pas pensé... C'est faux ou ça se démo ?
Je cherche.

Re: Exercices de pré-rentrée MPSI

Publié : 06 mars 2016 12:41
par lsjduejd
Nan c'est vrai mais c'est plus dur à démontrer que l'exercice 8)


Tu peux le déduire de ça :
SPOILER: