Trouver des nombres ayant une propriété de leur racine
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Yyacc22300 dernière édition par
Bonjour à tous,
Un post sur FB montrait des exemples de nombres qui ont une particularité quant à leur racine :
leur racine d'ordre r est égale à la somme des chiffres composant le nombre moins r.
Par exemple la racine carrée de 4 = 4(le chiffre) -2(l'ordre de la racine)
Autres nombres qui ont cette propriété pour leur racine carrée : 25, 64, 196, 289
D'autres nombres montrent cette propriété pour leur racine cubique : 216, 343, 4096
J'ai tenté de théoriser cette propriété, mais sans succès (mais je ne suis pas un vrai matheux, j'aime simplement les maths) pour trouver ces nombres, quels que soient la base (mais déjà une formule en base 10 serait déjà bien) et l'ordre de la racine.
Si quelqu'un plus "costaud" peut me donner quelques clés de recherche, je l'en remercie par avance.
Christian
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Yyacc22300 dernière édition par
Je vais tenter de formaliser le problème (et cela me permet de m'entrainer à écrire des formules mathématiques !)
Il s'agit de trouver les nombres entiers positifs exprimés en base "b" qui vérifient la propriété suivante :
(anbn+an−1bn−1+...+a1b1+a0b0)1/r=an+an−1+...+a1+a0−r(a_nb^n+a_{n-1}b^{n-1}+...+a_1b^1+a_0b^0)^{1/r}=a_n+a_{n-1}+...+a_1+a_0-r(anbn+an−1bn−1+...+a1b1+a0b0)1/r=an+an−1+...+a1+a0−rJe pense l'avoir résolu, plus ou moins par tâtonnements, pour le cas simple b=10, r=2 et n=1.
Voici ma démonstration, pour avis:
Avec les hypothèses retenues, il faut donc trouver les nombres entiers positifs de deux chiffres tels que
10a1+a0=a1+a0−2\sqrt{10a_1+a_0}=a_1+a_0-210a1+a0=a1+a0−2
ce qui peut se réécrire
10a1+a0=(a1+a0−2)2=(a1+a0)2−4(a1+a0)+410a_1+a_0=(a_1+a_0-2)^2=(a_1+a_0)^2-4(a_1+a_0)+410a1+a0=(a1+a0−2)2=(a1+a0)2−4(a1+a0)+4 (2)
En posant
B=a1+a0B=a_1+a_0B=a1+a0
(2) peut se ré-écrire
10B−9a0=B2−4B+410B-9a_0=B^2-4B+410B−9a0=B2−4B+4
B2−14B+C=0B^2-14B+C=0B2−14B+C=0 avec C=(9a0+4)C=(9a_0+4)C=(9a0+4)Equation du second degré.
Δ=196−4C\Delta=196-4CΔ=196−4C
Puisqu'on recherche des solutions entières positives,
Δ≥0 ⟺ C≤49 ⟺ a0≤5\Delta {\geq} 0 \iff C \leq 49 \iff a_0 \leq 5Δ≥0⟺C≤49⟺a0≤5
Le dénombrement des valeurs de a0a_0a0 étant limité, on peut regarder chaque cas, avec la contrainte complémentaire, pour obtenir des solutions entières que Δ\DeltaΔ est le carré d'un nombre entier
Si on regarde pour les 6 valeurs possibles de a0a_0a0 seules les valeurs {1,4,5} respectent cette contrainte
a0=1a_0=1a0=1 : Δ=144 ⟺ B1=1\Delta=144 \iff B_1=1 Δ=144⟺B1=1 (l'autre solution n'est pas entière) ⟺ a1=0\iff a_1=0⟺a1=0. La solution 10a1+a010a_1+a_010a1+a0 est donc le nombre 1
a0=4a_0=4a0=4 : Δ=36 ⟺ B1=4\Delta=36 \iff B_1=4Δ=36⟺B1=4 et B2=10 ⟺ a1=0B_2=10 \iff a_1=0B2=10⟺a1=0 et a1=6a_1=6 a1=6. Les solutions sont donc les nombres 4 et 64
a0=5a_0=5a0=5 : Δ=0 ⟺ B=7 ⟺ a1=2\Delta=0 \iff B=7 \iff a_1=2 Δ=0⟺B=7⟺a1=2. La solution est donc le nombre 25J'ai tenté pour n=3, b=10 et r=2, mais je ne m'en sors pas.
Peut-être ma démarche va motiver quelqu'un pour continuer avec une méthode plus formelle.
Cordialement
Christian
P.S. je n'arrive pas à mettre des espaces . Quel que soit le nombre d'espaces frappés, un seul est inséré dans le texte final. Quel est l'astuce?
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@yacc22300 Bonjour,
Une piste, plutôt que d'introduire une inconnue de plus, tu peux étudier l'équation du second degré et exprimer a1a_1a1 en fonction de a0a_0a0 et éventuellement de rrr.