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Plus de 900 récréations et problèmes mathématiques !

Ce site a été créé en souvenir de DIOPHANTE, mathématicien grec, qui nous a laissé de remarquables ouvrages d'arithmétique. L'objectif est de constituer une vaste bibliothèque de problèmes mathématiques avec les énoncés et les solutions classés par thèmes et selon leur niveau de difficulté et de proposer chaque mois plusieurs problèmes à la sagacité des lecteurs qui ont toute latitude pour envoyer leurs réponses.

 

 

 

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A413. Côtés entiers et coordonnées entières Version imprimable Suggérer par mail
A4. Equations diophantiennes
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On peut placer les sommets A,B et C d'un triangle rectangle pythagoricien dont les côtés valent 3,4,5 dans un repère Oxy de telle sorte que leurs coordonnées soient toutes entières.Par exemple : A(0,0), B(4,0) et C(0,3).
1)Trouver un autre exemple d'un triangle ayant ces propriétés et dont les longueurs des côtés sont par ailleurs des entiers consécutifs.
2)Peut-on trouver une infinité de ces triangles ?

3)Comment caractériser ces triangles ?



Soit le triangle OPQ dont les côtés OP, PQ et OQ sont respectivement égaux à n, n-1 et n+1

 


Soit OA = x 0 et AP = y 0 avec x et y entiers.

 

Soit CQ = u et OC = v avec u et v entiers tels que 0 u x et y v

 

Alors BP = v - y et BQ = x - u

 

Nous avons les identités suivantes :

 

 

De ces trois équations, on déduit une équation du second degré dont la variable u est fonction de x et de n :

 

 

On en déduit : u = et v =

 

Il apparaît que u = x/2 +2*x/n + peut être un nombre entier si et seulement si x=n y=0

 

Dès lors u = x/2 + 2 et v =

 

v est un entier si et seulement si est un entier.

 

On a donc à résoudre l'équation de Pell de la forme 3X2 - 12 = Y2 dont les solutions sont données par :

 

 

 

 

avec a=2, b=1, c=3 et d=2

 

On est donc en mesure de calculer les côtés des premiers triangles répondant aux critères demandés. La liste peut évidemment s'étendre à l'infini.

 


Tous les triangles ont non seulement coordonnées de sommets et longueurs des côtés qui sont des nombres entiers mais également leur aire.

 


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