Exercices types : 2ᵉ partie - Exercice 1

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Question 1

Soit nn un entier naturel. Déterminer les valeurs de nn pour lesquelles A=n(n2−1)(n2+1)A=n\left(n^2-1\right)\left(n^2+1\right) est divisible par 1010.

Correction
Dans un premier temps, il nous faut déterminer les restes de la division euclidienne de nn par 1010.
Soit aa un entier relatif et bb un entier naturel non nul.
  • On appelle division euclidienne de a\red{a} par b\blue{b}, l’opération qui au couple (a;b)\left(\red{a};\blue{b}\right) associe le couple (q;r)\left(\purple{q};\pink{r}\right) tel que : a=b×q+r\red{a} = \blue{b}\times\purple{q} + \pink{r} avec 0≤r<b0\le \pink{r} < \blue{b}
  • a\red{a} s’appelle le dividende, b\blue{b} le diviseur, q\purple{q} le quotient et r\pink{r} le reste.
  • Nous avons : n=10×q+r\red{n} = \blue{10}\times\purple{q} + \pink{r} avec 0≤r<100\le \pink{r} < \blue{10}
    Les restes possibles dans la division euclidienne de nn par 1010 sont : 0;1;2;3;4;5;6;7;8;90;1;2;3;4;5;6;7;8;9
    Maintenant, en utilisant un tableau des congruences modulo 1010, nous allons déterminer les valeurs de nn pour lesquelles A=n(n2−1)(n2+1)A=n\left(n^2-1\right)\left(n^2+1\right) est divisible par 1010.
    A=n(n2−1)(n2+1)A=n\left(n^2-1\right)\left(n^2+1\right) est divisible par 1010 si l'on peut écrire : n(n2−1)(n2+1)≡0[10]n\left(n^2-1\right)\left(n^2+1\right)\equiv \red{0} \left[10\right].
    D'après le tableau des congruences modulo 1010 cela est vrai pour toutes les valeurs de nn.
    On peut alors conclure que A=n(n2−1)(n2+1)A=n\left(n^2-1\right)\left(n^2+1\right) est divisible par 1010 pour tout entier naturel nn.
    Remarque :\red{\text{Remarque :}} n(n2−1)(n2+1)=n(n4−1)=n5−nn\left(n^{2}-1\right)\left(n^{2}+1\right)=n\left(n^{4}-1\right)=n^{5}-n. Le tableau montre donc que n5≡n[10]n^{5}\equiv n\left[10\right] : le chiffre des unités de n5n^{5} est toujours celui de nn.

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