identité du mois de décembre 2023

Posté le : vendredi 1 décembre 2023 par Vincent Thill

parcours maths 25

Pas de commentaires sur ce parcours un peu narcissique tout de même

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Problème posé par  Wendy  Appleby

Trouver tous les triplets d’entiers positifs   a > b > c   tels que

ab + c  ;  ac + b  ;  bc + a   soient tous des carrés parfaits.

exemple avec  c = 1

( 9, 7, 1 )  ;  ( 19, 17, 1 )  ;  ( 33, 31, 1 )  ;  ( 51, 49, 1 )  ;  ( 73, 71, 1 )

( 99, 97, 1 )  ;  ( 129, 127, 1 )  ;  ( 163, 161, 1 )

Soit la suite  ( 10, 14, 18, 22, 26, 30, … )  définie par

u_{(n+1)}=u_n+4   avec  u_1=10

a  prend la suite  ( 9, 19, 33, 51, 73, 99, 129, 163, … )  définie par

v_{(n+1)}=v_n+u_n   avec  v_1=9  et  b = a – 2

Roger Bagula précise que la suite ( 9, 19, 33, 51, 73, 99, 129, 163, … ) se trouve

sur OEIS  https://oeis.org/A058331

Remarque :   ab + c = k² , lorsque  c = 1 et  a  et  b  sont  2  nombres premiers jumeaux

car  a = p + 2  donc  b = p ,  ab + 1  = ( p + 1 )²

Tous les nombres premiers jumeaux ne vérifient pas les  3  conditions

Roger Bagula trouve seulement  7  nombres premiers jumeaux parmi les  10000 premiers  nombres premiers qui vérifient ces 3 conditions.

couple  ( a, b ) : ( 19, 17 )  ;  ( 73, 71 )  ;  ( 883, 881 )  ;  ( 1153, 1151 )

( 2593, 2591 )  ;  ( 3529, 3527 )  ;  ( 4051, 4049 )

Poursuite de la liste par Maximilian Hasler

( 20809, 20807 )  ;  ( 34849, 34847 )  ;  ( 46819, 46817 )  ;  ( 69193, 69191 )

( 83233, 83231 )

Il s’agit des nombres d’Appleby d’après Roger Bagula, il propose la conjecture suivante :

Ma conjecture est qu’il n’y a qu’un ensemble dénombrable de nombres premiers jumeaux d’Appleby en tant que sous-ensemble de nombres premiers jumeaux.

Autre solution proposée par  Maximilian Hasler :  Pour  c = 3,  les plus petits exemples sont :

( 577, 33, 3 )  ;  ( 913, 177, 3 )  ;  ( 2017, 33, 3 )

Roger Bagula a établit une liste de solutions au problème

Classement des exemples numériques proposés par Roger Bagula

p = ab + c   ;   q = ac + b   ;   r = bc + a   ( p, q, r  tous des carrés parfaits )

avec  b = c  on obtient  p = q = ab + b   et   r = b² + a

( 17, 8, 8 ) ; ( 48, 4, 4 ) ; ( 63, 9, 9 ) ; ( 99, 49, 49 )

( 399, 25, 25 ) ; ( 577, 288, 288 )

avec  b et c  carrés parfaits   et   a > b > c

( 28, 9, 4 )  ;  ( 52, 16, 9 )  ;  ( 57, 49, 16 )  ;  ( 84, 25, 16 )  ;  ( 105, 64, 4 )  ;

( 124, 36, 25 )

avec  c  carré parfait   et   a > b > c

( 33, 12, 4 )  ;  ( 57, 28, 4 )  ;  ( 64, 33, 4 )  ;  ( 72, 28, 9 )  ;  ( 96, 57, 4 )  ;

( 108, 52, 9 )

( 112, 57, 16 )  ;  ( 124, 33, 4 )  ;  ( 129, 52, 16 )  ;  ( 136, 72, 9 )  ;  ( 145, 96, 4 )  ;  ( 177, 84, 16, )  ;  ( 297, 136, 9 )

avec   a > b > c

( 73, 24, 12, )  ;  ( 88, 33, 12 )  ;  ( 89, 17, 8 )  ;  ( 129, 40, 24 )  ;  ( 129, 97, 31 )  ;  ( 148, 73, 12 )  ;  ( 169, 88, 12 )

avec   c = 4   et   a > b > c

( 28, 9, 4 )  ;  ( 33, 12, 4 )  ;  ( 48, 4, 4 )  ;  ( 57, 28, 4 )  ;  ( 64, 33, 4 )

( 96, 57, 4 )  ;  ( 105, 64, 4 )  ;  ( 124, 33, 4 )  ;  ( 145, 96, 4 )

Pour compléter le travail de Roger Bagula,  j’ai réalisé plusieurs listes :

avec   c = 4   et   a > b > c

( 28, 9, 4 )  ;  ( 57, 28, 4 )  ;  ( 96, 57, 4 )  ;  ( 145, 96, 4 )  ;  ( 204, 145, 4 )

( 273, 204, 4 )  ;  ( 352, 273, 4 )  ;  ( 441, 352, 4 )  ;  ( 540, 441, 4 )  ;

( 649, 540, 4 )  ;  ( 768, 649, 4 )  ;  ( 897, 768, 4 ) …

généralisation

(a_1,b_1,4),(a_2,a_1,4),(a_3,a_2,4),(a_4,a_3,4),(a_5,a_4,4)

(a_{(n+1)},a_n,4)

avec   c = 4   et   a > b > c

( 33, 12, 4 )  ;  ( 64, 33, 4 )  ;  ( 105, 64, 4 )  ;  ( 156, 105, 4 )  ;  ( 217, 156, 4 )

( 288, 217, 4 )  ;  ( 369, 288, 4 )  ;  ( 460, 369, 4 )  ;  ( 561, 460, 4 )

( 672, 561, 4 )  ;  ( 793, 672, 4 )  ;  ( 924, 793, 4 ) …

généralisation

(a_1,b_1,4),(a_2,a_1,4),(a_3,a_2,4),(a_4,a_3,4),(a_5,a_4,4)

(a_{(n+1)},a_n,4)

avec   c = 9   et   a > b > c

( 52, 16, 9 )  ;  ( 108, 52, 9 )  ;  ( 184, 108, 9 )  ;  ( 280, 184, 9 )  ;  ( 396, 280, 9 )

( 532, 396, 9 )  ;  ( 688, 532, 9 )  ;  ( 864, 688, 9 )  ;  ( 1060, 864, 9 )

( 1276, 1060, 9 )  ;  ( 1512, 1276, 9 )  ;  ( 1768, 1512, 9 ) …

généralisation

(a_1,b_1,9),(a_2,a_1,9),(a_3,a_2,9),(a_4,a_3,9),(a_5,a_4,9)

(a_{(n+1)},a_n,9)

avec  c = 12   et   a > b > 12

( 73, 24, 12 )  ;  ( 88, 33, 12 )  ;  ( 148, 73, 12 )  ;  ( 169, 88, 12 )

( 249, 148, 12 )  ;  ( 276, 169, 12 )  ;  ( 376, 249, 12 )  ;  ( 409, 276, 12 )

( 529, 376, 12 )  ;  ( 568, 409, 12 )  ;  ( 708, 529, 12 )  ;  ( 753, 568, 12 )

( 913, 708, 12 )  ;  ( 964, 753, 12 )  ;  ( 1144, 913, 12 ) …

Remarque :  le triplet initial avec  c = 12  est ( 33, 4, 12 )  mais la condition

a > b > c n’est pas respectée.

généralisation

(a_1,b_1,12),(a_2,b_2,12),(a_3,a_1,12),(a_4,a_2,12),(a_5,a_3,12), …

[a_{(n+2)},a_n,12]

avec  c = 16   et   a > b > c

( 84, 25, 16 )  ;  ( 177, 84, 16 )  ;  ( 304, 177, 16 )  ;  ( 465, 304, 16 )

( 660, 465, 16 )  ;  ( 889, 660, 16 )  ;  ( 1152, 889, 16 )  ;  ( 1449, 1152, 16 )

( 1780, 1449, 16 )  ;  ( 2145, 1780, 16 )  ;  ( 2544, 2145, 16 )

( 2977, 2544, 16 ) …     généralisation

(a_{(n+1)},a_n,16)

avec  c = 16   et   a > b > c

( 129, 52, 16 )  ;  ( 240, 129, 16 )  ;  ( 385, 240, 16 )  ;  ( 564, 385, 16 )

( 777, 564, 16 )  ;  ( 1024, 777, 16 )  ;  ( 1305, 1024, 16 )  ;  ( 1620, 1305, 16 )

( 1969, 1620, 16 )  ;  ( 2352, 1969, 16 )  ;  ( 2769, 2352, 16 )

( 3220, 2769, 16 ) …    généralisation

(a_{(n+1)},a_n,16)

Revenons aux nombres d’Appleby   » p  »  et observons la particularité suivante :

p = ( 17, 71, 881, 1151, 2591, 3527, 4049, 20807, 34847, 46817, 69191, 83231 )

1 + 7 = 8  ;  7 + 1 = 8  ; 8 + 8 + 1 = 17  et  1 + 7 = 8  ;  1 + 1 + 5 + 1 = 8

2 + 5 + 9 + 1 = 17  et  1 + 7 = 8

3 + 5 + 2 + 7  = 17  et 1 + 7 = 8  ;  4 + 4 + 9 = 17  et  1 + 7 = 8  ;  2 + 8 + 7 = 17  et 1 + 7 = 8  ;

3 + 4 + 8 + 4 + 7 = 26  et  2 + 6 = 8  ;  4 + 6 + 8 + 1 +7 = 26  et  2 + 6 = 8

6 + 9 + 1 + 9 + 1 = 26  et  2 + 6 = 8  ;  8 + 3 + 2 + 3 + 1 = 17  et  1 + 7 = 8

Je propose donc la conjecture suivante :

La somme des chiffres qui composent  » p  » ( nombre d’Appleby )  revient toujours à  8

même après avoir réitéré le procédé  .

 

 

 

 

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