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Exercice 1 — L'algorithme de Kaprekar

Olympiades · Académie Mayotte · 2015 · Toutes séries

Sujet

On considère l'algorithme suivant :

VariablesN, G, P, D sont des nombres entiers
EntréesChoisir un nombre entier N composé de trois chiffres deux à deux distincts
TraitementRépéter 5 fois :
G prend la valeur du plus grand nombre que l'on peut écrire avec les 3 chiffres de N
P prend la valeur du plus petit nombre que l'on peut écrire avec les chiffres de N
D prend la valeur G-P
N prend la valeur D
SortiesAfficher la valeur de N

Première partie : exploration

  1. Faire «tourner » cet algorithme plusieurs fois, avec des valeurs différentes (au choix) pour N. Noter pour chaque étape du traitement les valeurs de N, G, P et D.
  2. Quel sera le résultat affiché si on entre le nombre \(\mathrm{N}=495\) ?
  3. Émettre une conjecture sur le résultat affiché par cet algorithme.

Seconde partie : démonstration

\(N\) est un nombre entier de trois chiffres deux à deux distincts. Si par exemple,\(N=325\), on rappelle que l'on peutécrire, \(N=3 \times 100+2 \times 10+5\).
On appellera \(x\) le plus petit des chiffres de \(N, y\) le chiffre médian et \(z\) le plus grand des chiffres de \(N\)
  1. Démontrer que le nombre \(D\) obtenu à l'issue de la première étape de l'algorithme est un multiple de 99 .
  2. Justifier que \(2 \leqslant z-x \leqslant 9\).
  3. Déterminer alors les 8 valeurs possibles de \(D\).
  4. Étudier le résultat de l'algorithme pour ces 8 valeurs, et conclure quant à la conjecture émise dans la premiére partie.

Première partie : exploration

  1. on peut construire les tableaux suivants :

Entrée : \(N=629\)

EtapeNPGD
1629269962693
2693369963594
3594459954495
4495459954495
5495459954495