Olympiades · Académie Dijon · 2011 · Toutes séries
Arithmétique
On dit que deux entiers naturels \(a\) et \(b\) sont complices s'il existe un entier naturel \(n\) tel que \(a b+1=n^{2}\). Dans ce cas, on dit que \(n\) est associé au couple de complices ( \(a, b\) ).
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 0 | oui | oui | oui | oui | oui | oui | oui | oui | oui | oui | oui |
| 1 | oui | oui | oui | ||||||||
| 2 | oui | oui | |||||||||
| 3 | oui | oui | oui | oui | |||||||
| 4 | oui | oui | oui | ||||||||
| 5 | oui | oui | oui | ||||||||
| 6 | oui | oui | oui | ||||||||
| 7 | oui | oui | oui | ||||||||
| 8 | oui | oui | oui | oui | oui | ||||||
| 9 | oui | oui | |||||||||
| 10 | oui | oui |
Ce tableau permet de conjecturer que 0 est complice de tout entier et que tout entier \(a\) admet \(a+2\) et \(a-2\) comme complices.
b. 0 est complice de 2011 et plus généralement de tout entier \(a\) car \(0 \times a+1=1^{2}\). . L'entier 2013 est complice de 2011 car \(2013 \times 2011+1=4048144=2012^{2}\).
c. Soit \(a\) un entier supérieur ou égal à 3 .
Outre 0 , les nombres \(a-2\) et \(a+2\) sont complices de \(a\) car \(a(a-2)+1=(a-1)^{2}\) et \(a(a+2)+1=(a+1)^{2}\).
2. a. Soit \(n\) un entier non nul donné. Alors \((n-1)(n+1)+1=n^{2}\). Cela montre que \(n\) est associé au couple de complices \((n-1, n+1)\). Ce couple n'est pas unique, tout couple de diviseurs de \(n^{2}-1\) convient, comme par exemple \(\left(1, n^{2}-1\right)\).