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ExerciceMaths expertes, chapitre 1 — Divisibilité et primalité · Pour aller plus loin

Exercice 29

Démonstration

Soit nn le produit de quatre éléments de ℕ∗\mathbb{N}^{*} consécutifs. Montrer que n+1n+1 est le carré d'un entier.

Source : poly « Mathématiques : du lycée aux CPGE scientifiques » (LLG / H4), n° 31 (coquille corrigée : n+1 et non n-1)

Corrigé

Soit n=k(k+1)(k+2)(k+3)n=k(k+1)(k+2)(k+3) avec k∈ℕ∗k\in\mathbb{N}^{*}. On regroupe le premier facteur avec le dernier, et les deux du milieu ensemble : k(k+3)=k2+3ket(k+1)(k+2)=k2+3k+2.k(k+3)=k^{2}+3k \qquad\text{et}\qquad (k+1)(k+2)=k^{2}+3k+2. En posant u=k2+3ku=k^{2}+3k, on obtient n=u(u+2)=u2+2un=u(u+2)=u^{2}+2u, donc : n+1=u2+2u+1=(u+1)2=(k2+3k+1)2n+1=u^{2}+2u+1=(u+1)^{2}=\boxed{(k^{2}+3k+1)^{2}} Vérification : pour k=1k=1, n+1=24+1=25=52n+1=24+1=25=5^{2} ; pour k=2k=2, n+1=120+1=121=112n+1=120+1=121=11^{2}. L'énoncé original du poly écrit « n−1n-1 », ce qui est une coquille : 24−1=2324-1=23 n'est pas un carré.

Dans l'édifice

Thèmes

carrés, produit d'entiers consécutifs

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