identité du mois de septembre 2022

Posté le : jeudi 1 septembre 2022 par Vincent Thill

parcours maths 14

Dans le parcours proposé ce mois-ci, il est question de l’équation :

(a-b)(a^3-b^3)=(c-d)(c^3-d^3)  avec ( a, b, c, d ) entiers relatifs.

Intéressons-nous à cette équation avec cette fois-ci ( a, b, c, d ) entiers naturels.

(17-5)(17^3-5^3)=(26-20)(26^3-20^3), on utilisera la méthode suivante:

Introduction d’un paramètre supplémentaire noté  » x  » de la façon suivante :

[(17-x)-(5-x)][(17-x)^3-(5-x)^3]=[(26+x)-(20+x)][(26+x)^3-(20+x)^3]

Lorsque  x = ( 134 )/( 3 ), on obtient alors

( 119-83)(119^3-83^3)=(212-194)(212^3-194^3)

On réitère ensuite le procédé de façon algorithmique pour obtenir d’autres égalités du même type.

[(119-x)-(83-x)][(119-x)^3-(83-x)^3] =

[(212+x)-(194+x)][(212+x)^3-(194+x)^3]

Lorsque  x = ( 1214 )/( 3 ), on obtient

(965-857)(965^3-857^3)=(1850-1796)(1850^3-1796^3)

[(965-x)-(857-x)][(965-x)^3-(957-x)^3] =

[(1850+x)-(1796+x)][(1850+x)^3-(1796+x)^3]

Lorsque  x = ( 10934 )/( 3 ), on obtient

(8363-8039)(8363^3-8039^3)=(16484-16322)(16484^3-16322^3)

[(8363-x)-(8039-x)][(8363-x)^3-(8039-x)^3] =

[(16484+x)-(16322+x)][(16484+x)^3-(16322+x)^3]

Lorsque  x = ( 98414 )/( 3 ), on obtient

(74297-73325)(74297^3-73325^3)=(147866-147380)(147866^3-147380^3)

[(74297-x)-(73325-x)][(74297-x)^3-(73325-x)^3] =

[(147866+x)-(147380+x)][(147866+x)^3-(147380+x)^3]

Lorsque  x = ( 885734 )/( 3 ), on obtient

(665759-662843)(665759^3-662843^3) =

(1329332-1327874)(1329332^3-1327874^3)

[(665759-x)-(662843-x)][(665759-x)^3-(662843-x)^3] =

[(1329332+x)-(1327874+x)][(1329332+x)^3-(1327874+x)^3]

Lorsque  x = ( 7971614 )/( 3 )

etc …

Le paramètre  » x   » intervient sous forme de fraction, après simplification par  3

x  prend la suite ( 134, 1214, 10934, 98414, 885734, 7971614, … )

x  suit la progression : u_{(n+1)}=(9)(u_{n})+8 avec u_{1}=134

Reprenons les 6 exemples numériques notés  au rang ( n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 ).

les quadruplets ( a, b, c, d ) vérifient tous les relations suivantes

( a – b ) = 2( c – d )  d’où  ( c² + cd + d² )/( a² + ab + b² ) = 4, et  avec  n > 0

(c-d)=2(3^n)  et  (c-a-b-1=3^n)  d’où  [2a_{n}-c_{n}+1=3(3^n)]

(c=5(3^n)+2b+1)  et enfin ( 5a + 3b + 4 = 4c ).

Michel Marcus a publié la suite A352244 sur oeis.org ( https://oeis.org/A352244 )

Les premiers termes de cette suite sont les suivants :

( 57456, 80752, 124852, 229957, 355072, 366471, 630667, … )

Ils correspondent respectivement aux égalités suivantes :

(17-5)(17^3-5^3)=(26-20)(26^3-20^3) ; (18-4)(18^3-4^3)=(43-39)(43^3-39^3)

(21-7)(21^3-7^3)=(103-101)(103^3-101^3) ; (23-4)(23^3-4^3)=(43-36)(43^3-36^3)

(29-13)(29^3-13^3=(88-84)(88^3-84^3) ; (26-5)(26^3-5^3)=(118-115)(118^3-115^3)

(33-14)(33^3-14^3)=(459-458)(459^3-458^3)

etc …

Remarque : toutes ces égalités ne vérifient pas forcément les relations citées plus haut.

Si on note  57456 au rang 1, 80752 au rang 2, 124852 au rang 3, … ), alors

(119-83)(119^3-83^3)=(212-194)(212^3-194^3)=40081392

arrive au rang 80

 

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