- Soit un entier supérieur à et premier avec Montrer que possède un multiple dont l’écriture en base n’a que des
- On remarque que
Expliquer.
- Que peut-on anticiper quant au développement décimal de ? Généraliser.
References
- Oral X filière MP 2024 (RMS 135-1 266)
Solutions
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- Puisque et sont premiers entre eux alors, par le théorème d’Euler,
Ainsi, . L’écriture en base de est bien constituée de fois le chiffre
2) Commençons par formuler le problème de façon précise. D’après la question précédente est divisible par car On a donc, sans surprise, qui est un entier strictement inférieur à Son écriture en base est alors de la forme avec L’objectif est de montrer que
On remarque que donc Ainsi, il existe tel que En multipliant par on a
On en déduit que l’écriture en base de est si bien que
Pour ou, plus généralement pour , on aurait toujours et on aura toujours, avec les mêmes calculs, La condition étant là pour assurer le fait que
Enfin pour il suffit de remarquer que donc ce qui nous permet de faire les mêmes calculs que pour Plus généralement pour tout diviseur premier de à savoir et on aura la même chose.
3) On va essayer de faire la même chose que dans la question précédente. On va commencer par déterminer l’ordre de dans On remarque déjà que son ordre divise , donc c’est une puissance de On a donc . On en déduit que est d’ordre modulo donc que l’écriture périodique de a une période d’ordre Puisque est de la forme on peut alors refaire les mêmes calculs que dans la question précédente ce qui donnera avec avec . En effet, on a
On voit donc bien que, conformément à nos attentes l’écriture décimale à une période de . De plus, on a bien . Plus généralement, ce qu’on a fait permet de montrer le résultat suivant
Théorème. Soit un nombre premier impair tel que la classe de est d’ordre pair dans alors l’écriture décimale de est périodique de période avec
En effet, on aura puisque sera racine dans du polynôme qui a pour seules racines et . Cela ne peut pas être car sinon l’ordre de diviserait Le reste de la preuve est exactement comme le cas de dans la question 2.
