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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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A511. Les superpuissances Version imprimable Suggérer par mail
A5. Carrés, cubes, puissances d'ordre n
etoile_$thisText1.gif calculator_edit.png 

1) Quel est le plus grand des deux termes : ou , les entiers 3,2,3,2,3 alternant dans la cascade des cinq exposants de la puissance de 2 et les entiers 2,3,2,3,2 alternant dans celle de la puissance de 3?

2) Trouver des entiers positifs x,y et z distincts entre eux tels que

3) Quelle est la limite de la quantité X =  ? X et A comportent un empilement d'exposants qui sont de bas en haut avec se répétant une infinité de fois à partir du 5 ème exposant.

4) Quel est le plus grand des deux termes ou qui désignent respectivement «  factorielle de » répétée 2005 fois sur 2004 (2004!!!!!!!!... !!!!) et répétée 2004 fois sur 2005 (2005 !!!!.. !!!) ?

5) Quel est le plus grand des deux termes ou  ?

NB On rappelle qu'en l'absence de parenthèses les exposants sont toujours calculés du haut vers le bas. C'est ainsi que qui est évidemment différent de avec les exposants calculés de bas en haut.

 



1) On sait que . Il en découle que . D'où et > .CQFD

 

2) En prenant les logarithmes décimaux des deux membres de l'équation >0 l'un et l'autre, on obtient . Comme y>0, il en résulte . On vérifie aisément que les entiers , et z=10 satisfont l'équation précédente. En effet Logx=10 000 000 000 = et Logz = 1 = . = et xLogz = x = .

 

3) Il est bien connu que est égal à 2. En effet si on considère la suite avec , tous les termes de la suite sont strictement croissants et elle est bornée par 2 car quelque que soit n est borné par le dernier exposant du haut étant 2> . On voit que tous les exposants calculés de haut en bas donnent en cascade le nombre 2. La limite L de est alors donnée par la formule 2 Log L = L.Log2. D'où L=2 et A=L=2.

 

D'autre part on sait que .Donc . Il en résulte que . Comme , on a = et .

 

4) On a de façon évidente 2004! > 2005. Par conséquent (2004!)! > 2005! et en répétant les factorielles encore 2003 fois on obtient l'inégalité qui répond à la question .

 

5) On considère la fonction f(x) = (N-x)Log(N+x) définie pour tout x sur [0,1] avec N=2005. Cette fonction est dérivable sur [0,1] et l'on a f '(x)= - Log(N+x) + (N-x)/(N+x).Comme ? Log(N+x) <-1 quel que soit x,

 

on a f '(x) < 0 et la fonction f est strictement décroissante entre 0 et 1. Il en résulte que f(0) > f(1). Or f(0) = 2005Log(2005) et f(1) = 2004Log(2006). D'où .


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