A1736. Des 4-uples et leurs ppcm Imprimer
A. Arithmetique et algèbre - A1. Pot pourri

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Problème proposé par Michel Lafond
Q₁ Trouver deux 4-uples d’entiers positifs tous distincts (a,b,c,d) et (w,x,y,z) de sorte que a,b,c,d sont de manière unique les plus petits communs multiples des cinq entiers w,x,y,z,w  pris deux à deux dans cet ordre, à savoir : a = ppcm(w,x), b = ppcm(x,y), c = ppcm(y,z) et d = ppcm(z,w).
Q₂ Trouver trois 4-uples d’entiers positifs tous distincts (a,b,c,d),(w₁,x₁,y₁,z₁) et (w₂,x₂,y₂,z₂) de sorte que a,b,c,d sont  à la fois les plus petits communs multiples de  w₁,x₁,y₁,z₁,w₁ pris deux à deux dans cet ordre et les plus petits communs multiples de  w₂,x₂,y₂,z₂,w₂ pris deux à deux dans cet ordre.
 Q₃ Trouver quatre 4-uples d’entiers positifs tous distincts (a,b,c,d),(w₁,x₁,y₁,z₁), (w₂,x₂,y₂,z₂) et (w₃,x₃,y₃,z₃) de sorte que a,b,c,d sont  à la fois les plus petits communs multiples de  w₁,x₁,y₁,z₁,w₁ pris deux à deux dans cet ordre, les plus petits communs multiples de  w₂,x₂,y₂,z₂,w₂ pris deux à deux dans cet ordre et les plus petits communs multiples de  w₃,x₃,y₃,z₃,w₃ pris deux à deux dans cet ordre.

 Solution



pdfAnne Bauval,pdfPierre Henri Palmade,pdfMaxime Cuenot,pdfDaniel Collignon et pdfMichel Lafond ont résolu le problème.

Zig dispose d’une calculette de marque déposée @Méphisto dont le clavier comporte trois touches qui permettent d’obtenir à partir d’un entier quelconque n strictement positif affiché à l’écran :
 1) φ(n), fonction d’Euler, le nombre d’entiers qui sont strictement inférieurs à l’entier n et sont premiers avec lui.
2) σ(n) la somme des diviseurs de l’entier n, y compris 1 et lui-même.
3) τ(n) le nombre des diviseurs de l’entier n, y compris 1 et lui-même.
Q₁ Démontrer qu’il existe une infinité d’entiers n strictement positifs tels que l’entier n égalise son sigma (σ) diminué de son phi (φ) et de son tau(τ).
Q₂ Démontrer qu’il existe au moins un entier n strictement positif tel que son double égalise son sigma (σ) augmenté de son phi(φ) et diminué de son tau(τ).
Q₃ Démontrer qu’il existe une infinité de paires d’entiers strictement positifs (m,n) tels que le rapport des deux entiers est l’inverse du rapport de leur sigma (σ).
Q₄ Soit un entier k ≥ 1. Démontrer que l’équation σ(n) = n + k a un nombre fini de solutions.
Application numérique : déterminer le plus grand entier n₀ tel que σ(n₀) = n₀ + 2021. Démontrer qu’il existe un entier n₁ > n₀ tel que φ(n₁) = n₁ – 2021