A2. Algèbre élémentaire
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Q1 Soit un entier n < 2020. Zig écrit au tableau noir deux fractions inverses l’une de l’autre 2020/n et n/2020 puis il écrit une troisième fraction qui est la moyenne arithmétique de ces deux fractions. Il poursuit les calculs et à chaque étape il choisit deux fractions fi et fj parmi celles qu’il a déjà été écrites et il obtient une nouvelle fraction qui en est la moyenne arithmétique (fi + fj)/2. Déterminer toutes les valeurs de l’entier n telles qu’au bout d’un nombre fini d’étapes Zig parvient à obtenir l’entier 1. Q2 Deux fractions rationnelles m/n et n/m sont écrites au tableau noir, avec m et n entiers relativement premiers entre eux. On calcule la moyenne arithmétique de ces deux fractions. On poursuit les calculs et à chaque étape on choisit deux fractions fi et fj parmi celles qui ont déjà été écrites et on obtient une nouvelle fraction qui en est la moyenne arithmétique (fi + fj)/2 Déterminer toutes les paires entiers (m,n) telles qu’au bout d’un nombre fini d’étapes on parvient à obtenir l’entier 1.
Solution Claude Felloneau, Pierre Henri Palmade, Anne Bauval, Gaston Parrour, Martin Rongère, Louis Rogliano, Francesco Franzosi, Marc Foubert, Paul Voyer, Elie Stinès, Daniel Collignon et Bernard Vignes ont résolu ou commenté le problème.
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