2. Arithmétique. Exercices.

Sommaire

Exercice n°1

Déterminer tous les entiers naturels multiples de 17 inférieurs à150.

  1. En utilisant la définition 1 du cours.

2. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

Exercice n°2

  1. Déterminer tous les entiers naturels multiples de 12 inférieurs à 100.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

2. Déterminer tous les entiers naturels multiples de 21 inférieurs à 100.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

3. Quel est le plus petit multiple commun non nul à 12 et à 21.

4. A l’aide de la question 3, calculer \frac{1}{12}+\frac{5}{21}

Exercice n°3

  1. Déterminer tous les entiers naturels multiples de 9 inférieurs à 100.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

2. Déterminer tous les entiers naturels multiples de 15 inférieurs à 100.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

3. Quel est le plus petit multiple commun non nul à 9 et à 15.

4. A l’aide de la question 3, calculer \frac{4}{9}-\frac{2}{15}

Exercice n°4

Déterminer tous les diviseurs positifs de 45.

1. En utilisant la définition 1 du cours.

2. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

Exercice n°5

  1. Déterminer tous les diviseurs positifs de 98.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

2. Déterminer tous les diviseurs positifs de 70.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

3. Déterminer le plus grand diviseur commun à 98 et 70.

4. En utilisant le résultat de la question précédente écrire la fraction \frac{98}{70} sous forme irréductible.

Exercice n°6

  1. Déterminer tous les diviseurs positifs de 210.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

2. Déterminer tous les diviseurs positifs de 315.

a. En utilisant la définition 1 du cours.

b. En utilisant un algorithme écrit en langage Python.

3. Déterminer le plus grand diviseur commun à 98 et 70.

4. En utilisant le résultat de la question précédente écrire la fraction \frac{210}{315} sous forme irréductible.

Exercice n°7

Les nombres suivants sont-ils premiers ? On pourra au besoin utiliser un algorithme écrit en langage Python.

21    25    29    34    37    120    127    306    335    372    539

Exercice n°8

Les nombres suivants sont-ils premiers ? On pourra au besoin utiliser un algorithme écrit en langage Python.

22    27   35    36    110    125    301    334    343   

Exercice n°9

Montrer que si n est impair alors n^2-1 est un multiple de 4.

Exercice n°10

Montrer que si n est un entier pair alors n^2(n+20) est un multiple de 8.

Les entiers naturels multiples de 17 s’écrivent 17\times k avec k\in\mathbb{N} .

On obtient donc 0;17;34;51;68; 85;102; 119;136 et le prochain étant 153 on ne le prend pas ni les suivants car les multiples doivent être inférieurs à 150.

On va calculer les multiples de 7 en ajoutant 7 au multiple précédent pour obtenir le suivant puis faire un test pour ne pas dépasser 150.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le multiple soit affiché.

Dans la console s’affiche 154 est divisible par 7.

Les entiers naturels multiples de 12 s’écrivent 12\times k avec k\in\mathbb{N} .

On obtient donc 0;12;24;36;48; 60;72; 84;96 et le prochain étant 108 on ne le prend pas ni les suivants car les multiples doivent être inférieurs à 100.

On va calculer les multiples de 12 en ajoutant 12 au multiple précédent pour obtenir le suivant puis faire un test pour ne pas dépasser 100.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le multiple soit affiché.

Dans la console s’affiche 154 est divisible par 7.

Les entiers naturels multiples de 21 s’écrivent 21\times k avec k\in\mathbb{N} .

On obtient donc 0;21;42;63;84 et le prochain étant 105 on ne le prend pas ni les suivants car les multiples doivent être inférieurs à 100.

On va calculer les multiples de 21 en ajoutant 21 au multiple précédent pour obtenir le suivant puis faire un test pour ne pas dépasser 100.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le multiple soit affiché.

Dans la console s’affiche 154 est divisible par 7.

Les multiples de 12 inférieurs à 100 sont :

0;12;24;36;48;60;72;84;96.

Les multiples de 21 inférieurs à 100 sont :

0;21;42;63;84.

Le plus petit multiple commun non nul est :

84

Il faut calculer \frac{1}{12}+\frac{5}{21}.

Pour cela, il faut mettre les deux fractions au même dénominateur. Nous allons choisir 84 qui est la réponse de la question précédente. On multiplie donc la première fraction par 7 en haut et en bas puis la deuxième fraction par 4 en haut et en bas.

\frac{1}{12}+\frac{5}{21}=\frac{1\times 7}{12\times 7}+\frac{5\times 4}{21\times 4}\\\hspace{1.25cm}=\frac{7}{84}+\frac{20}{84}\\\hspace{1.25cm}=\frac{7+20}{84}\\\hspace{1.25cm}=\frac{27}{84}

La somme des chiffres de 27 et de 84 sont 9 et 12.

9 et 12 sont divisibles par 3 donc 27 et 84 sont divisibles par 3, on peut simplifier cette fraction par 3 en haut et en bas.

\hspace{1.25cm}=\frac{9}{28}

Les entiers naturels multiples de 9 s’écrivent 9\times k avec k\in\mathbb{N} .

On obtient donc 0;9;18;27;36;45;54;63;72;81;90;99 et le prochain étant 108 on ne le prend pas ni les suivants car les multiples doivent être inférieurs à 100.

On va calculer les multiples de 9 en ajoutant 9 au multiple précédent pour obtenir le suivant puis faire un test pour ne pas dépasser 100.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le multiple soit affiché.

Dans la console s’affiche 154 est divisible par 7.

Les entiers naturels multiples de 15 s’écrivent 15\times k avec k\in\mathbb{N} .

On obtient donc 0;15;30;45;60;75;90 et le prochain étant 105 on ne le prend pas ni les suivants car les multiples doivent être inférieurs à 100.

On va calculer les multiples de 15 en ajoutant 15 au multiple précédent pour obtenir le suivant puis faire un test pour ne pas dépasser 100.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le multiple soit affiché.

Dans la console s’affiche 154 est divisible par 7.

Les multiples de 9 inférieurs à 100 sont :

0;9;18;27;36;45;54;63;72;81;90;99.

Les multiples de 15 inférieurs à 100 sont :

0;15;30;45;60;75;90.

Le plus petit multiple commun non nul est :

45

Il faut calculer \frac{4}{9}-\frac{2}{15}.

Pour cela, il faut mettre les deux fractions au même dénominateur. Nous allons choisir 45 qui est la réponse de la question précédente. On multiplie donc la première fraction par 5 en haut et en bas puis la deuxième fraction par 3 en haut et en bas.

\frac{4}{9}-\frac{2}{15}=\frac{4\times 5}{9\times 5}-\frac{2\times 3}{15\times 3}\\\hspace{1.1cm}=\frac{20}{45}-\frac{6}{45}\\\hspace{1.1cm}=\frac{20-6}{45}\\\hspace{1.1cm}=\frac{14}{45}

Le calcul est fini car il n’y a pas de nombres qui divisent à la fois 14 et 45.

Les diviseurs de 45 sont 1;3;5;9;15;45

On va déterminer les diviseurs positifs de 45 en déterminant le reste de la division de 45 par tous les entiers i allant de 1 à 45. Lorsqu’il sera égal à 0, on affichera le nombre i correspondant.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le diviseur soit affiché.

Les diviseurs de 98 sont 1;2;7;14;49;98.

On va déterminer les diviseurs positifs de 98 en déterminant le reste de la division de 98 par tous les entiers i allant de 1 à 98. Lorsqu’il sera égal à 0, on affichera le nombre i correspondant.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le diviseur soit affiché.

Les diviseurs de 70 sont 1;2;5;7;10;14;35;70.

On va déterminer les diviseurs positifs de 70 en déterminant le reste de la division de 70 par tous les entiers i allant de 1 à 70. Lorsqu’il sera égal à 0, on affichera le nombre i correspondant.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le diviseur soit affiché.

Les diviseurs de 98 sont :

1;2;7;14;49;98.

Les diviseurs de 70 sont :

1;2;5;7;10;14;35;70.

Le plus grand diviseur commun est :

14

Il faut écrire \frac{98}{70} sous forme irréductible.

Pour cela, il faut diviser le numérateur et le dénominateur par le plus grand diviseur possible. Nous allons choisir 14 qui est la réponse de la question précédente. 

98\div14=7 et 70\div14=5 donc :

\frac{98}{70}=\frac{7}{5}

Les diviseurs de 210 sont 1;2;3;5;6;7;10;14;15;21;30;35;42;70;105;210.

On se rend compte que déterminer les diviseurs d’un nombre peut devenir vite fastidieux. Il est bien sûr plus judicieux d’utiliser un algorithme qui sera plus rapide et qui ne risque pas d’oublier des diviseurs.

Remarque : Certains manuels de seconde utilisent la décomposition d’un entier en produit de facteurs premiers, c’est hors-programme en seconde. La décomposition d’un entier en produit de facteurs premiers est au programme de l’option maths expertes en terminale.

On va déterminer les diviseurs positifs de 210 en déterminant le reste de la division de 210 par tous les entiers i allant de 1 à 210. Lorsqu’il sera égal à 0, on affichera le nombre i correspondant.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le diviseur soit affiché.

Les diviseurs de 315 sont 1;3;5;7;9;15;21;35;45;63;105;315.

On va déterminer les diviseurs positifs de 315 en déterminant le reste de la division de 315par tous les entiers i allant de 1 à 315. Lorsqu’il sera égal à 0, on affichera le nombre i correspondant.

Le print(i) fait partie du bloc d’instructions pour qu’à chaque fois le diviseur soit affiché.

Les diviseurs de 210 sont :

1;2;3;5;6;7;10;14;15;21;30;35;42;70;105;210.

Les diviseurs de 315 sont :

1;3;5;7;9;15;21;35;45;63;105;315.

Le plus grand diviseur commun est :

105

Il faut écrire \frac{210}{315} sous forme irréductible.

Pour cela, il faut diviser le numérateur et le dénominateur par le plus grand diviseur possible. Nous allons choisir 105 qui est la réponse de la question précédente. 

210\div105=2 et 315\div105=3 donc :

\frac{210}{315}=\frac{2}{3}

Les nombres finissant par 0;2;4;6;8 sont pairs donc divisibles par 2 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,2 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

120, 306 et 372 sont pairs donc non premiers.

Les nombres finissant par 0;5 sont  divisibles par 5 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,5 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

25 et 335 finissent par 5, ils ne sont pas premiers.

Les nombres dont la somme des chiffres est divisible par 3 sont divisibles par 3 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,3 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

La somme des chiffres de 21 vaut 3, donc 21 n’est pas premier. 

Pour les nombres restants on peut utiliser l’algorithme vu en cours.

Ainsi 29, 127 et 37 sont premiers et 539 ne l’est pas.

Les nombres finissant par 0;2;4;6;8 sont pairs donc divisibles par 2 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,2 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

120, 306 et 372 sont pairs donc non premiers.

Les nombres finissant par 0;5 sont  divisibles par 5 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,5 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

25 et 335 finissent par 5, ils ne sont pas premiers.

Les nombres dont la somme des chiffres est divisible par 3 sont divisibles par 3 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,3 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

La somme des chiffres de 21 vaut 3, donc 21 n’est pas premier. 

Les nombres finissant par 0;2;4;6;8 sont pairs donc divisibles par 2 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,2 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

22, 36, 110 et 334 sont pairs donc non premiers.

Les nombres finissant par 0;5 sont  divisibles par 5 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,5 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

35 et 125 finissent par 5, ils ne sont pas premiers.

Les nombres dont la somme des chiffres est divisible par 3 sont divisibles par 3 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,3 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

La somme des chiffres de 27 vaut 9, donc 27 n’est pas premier. 

Pour les nombres restants on peut utiliser l’algorithme vu en cours.

Ainsi 301 et 343 ne le sont pas.

Les nombres finissant par 0;2;4;6;8 sont pairs donc divisibles par 2 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,2 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

120, 306 et 372 sont pairs donc non premiers.

Les nombres finissant par 0;5 sont  divisibles par 5 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,5 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

25 et 335 finissent par 5, ils ne sont pas premiers.

Les nombres dont la somme des chiffres est divisible par 3 sont divisibles par 3 ils admettent donc au moins trois diviseurs 1,3 et eux-mêmes. Ils ne sont donc pas premiers.

La somme des chiffres de 21 vaut 3, donc 21 n’est pas premier. 

Pour démontrer en mathématiques, il est important d’identifier, quand c’est possible, l’hypothèse ( le point de départ de la démonstration) et la conclusion ( le point d’arrivée de la démonstration).

On considère un nombre n qui soit impair, d’après la définition il existe un entier k tel que n=2k+1.

On va exprimer n^2-1 en fonction de k.

n^2-1=(2k+1)^2-1

Pour développer (2k+1)^2

a=2k donc a^2=(2k)^2=4k^2 

b=1 donc b^2=1^2=1 

2ab=2\times 2k\times 1=4k

On remplace a, b, a^2, b^2, 2ab par leurs valeurs dans (a+b)^2=a^2+2ab+b^2 

n^2-1=4k^2+4k+1-1\\n^2-1=4(k^2+k)

Si on appelle k’ l’entier k^2+k , on a donc trouvé un entier k’ tel que

n^2-1=4k’

Donc n^2-1 est un multiple de 4 .

Pour démontrer en mathématiques, il est important d’identifier, quand c’est possible, l’hypothèse ( le point de départ de la démonstration) et la conclusion ( le point d’arrivée de la démonstration).

On considère un nombre n qui soit pair, d’après la définition il existe un entier k tel que n=2k.

On calcule n^2(n+20) en fonction de k.

n^2(n+20)=(2k)^2(2k+20)\\\hspace{1.7cm}=2^2\times k^2(2k+20)\\\hspace{1.7cm}=4k^2(2k+20)

On met 2 en facteur dans 2k+20

\hspace{1.7cm}=4k^2\times 2(k+10)

\hspace{1.7cm}=8k^2(k+10)

Si on appelle k’ l’entier k^2(k+10) , on a donc trouvé un entier k’ tel que

n^2(n+20)=8k’

Donc n^2(n+20) est divisible par 8 donc n^2(n+20) est un multiple de 8.

Réponse:

\overrightarrow{DC}=\overrightarrow{HG}.

Résoudre graphiquement f(x)=1

C’est une autre façon de demander de déterminer graphiquement les antécédents de 1.

Je place 1 sur l’axe des ordonnées, je trace alors la parallèle à l’axe des abscisses passant par 1 toute entière. Je repère les points d’intersection avec la courbe. Les abscisses de ces points sont les antécédents de 1.

Les antécédents sont -2 et 2.

Donc S=\{-2;2\}

Remarque : comme on demande de résoudre une équation, il faut écrire ainsi l’ensemble des solutions.