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Exercice 2 — Accepter les différences !

Olympiades · Académie Grenoble · 2016 · Série S

Sujet

Dans cet exercice la notation min désigne le plus petit nombre de la liste des nombres considérés.
Ainsi \(\min (5 ; 7)=5\) et \(\min (8 ; 11 ; 7)=7\).
À partir de deux entiers positifs \(x_{1}\) et \(x_{2}\) distincts, on calcule successivement \(x_{3}=\left|x_{2}-x_{1}\right|\), puis \(x_{4}=\min \left(\left|x_{3}-x_{1}\right| ;\left|x_{3}-x_{2}\right| ;\left|x_{2}-x_{1}\right|\right)\) puis pour \(k \geqslant 4, x_{k}=\min \left(\left|x_{j}-x_{i}\right| ; 0

Ainsi avec \(x_{1}=23\) et \(x_{2}=49\), on obtient \(x_{3}=26, x_{4}=3, x_{5}=3\) et \(x_{6}=0\).
Pour cette séquence on notera \(23 \longrightarrow 49 \longrightarrow 26 \longrightarrow 3 \longrightarrow 3 \longrightarrow 0\). On dit que sa longueur est 6 .
La longueur d'une séquence est le rang de son premier terme nul.

  1. Construire la séquence obtenue avec \(x_{1}=50\) et \(x_{2}=30\) puis celle correspondant à \(x_{1}=50\) et \(x_{2}=31\).
  2. Construire une séquence de longueur 7 .
  3. Montrer que quel que soit \(x_{1}>0\) on peut trouver \(x_{2}>0\) tel que la séquence obtenue soit de longueur 5 .
  4. Démontrer que quels que soient les entiers strictement positifs \(x_{1}\) et \(x_{2}\), il existe un entier \(n\) tel que \(x_{n}=0\).
  5. Soit \(n\) un entier naturel supérieur ou égal à 3 .
    a) Écrire un algorithme qui permet de construire une séquence de longueur \(n\) donnée.
    b) Écrire la séquence obtenue pour \(n=13\)
  6. Trouver la séquence la plus longue possible avec \(x_{2}
  7. Soit \(x_{1}=2016\).

Trouver la valeur de \(x_{2}\) tel que \(x_{2}

  1. \(50-30-20-10-10-0\) et \(50-31-19-12-7-5-2-2-0\).
  2. On peut considérer 20-13-7-6-1-1-0 ou 8-5-3-2-1-1-0.
  3. Pour \(x_{1}>1\), on pose \(x_{2}=x_{1}+1\), la séquence \(x_{1}-\left(x_{1}+1\right)-1-1-0\) est de longueur 5 .

Sinon la séquence \(1-3-2-1-0\) convient.
4. On peut remarquer que pour tout \(k\) entier naturel supérieur ou égal à 3 :
\(x_{k+1}=\min \left(\left|x_{j}-x_{i}\right| ; 0