Informatique contre mathématiques
dans Arithmétique
Bonjour et bonne fête,
Par la programmation informatique, on trouve facilement les valeurs de $x$ tel que $x^2\equiv 1 \pmod{2019}$.
Sans passer par la recherche exhaustive, peut-on y arriver par des moyens purement mathématiques ?
Merci d'avance.
Par la programmation informatique, on trouve facilement les valeurs de $x$ tel que $x^2\equiv 1 \pmod{2019}$.
Sans passer par la recherche exhaustive, peut-on y arriver par des moyens purement mathématiques ?
Merci d'avance.
Réponses
-
Bonjour,
$(x+1)(x-1) \equiv0 \pmod {3 \times 673}$
Cordialement,
Rescassol
Edit: Une typo corrigée -
Bonjour, Rescassol, et merci.
J'avais remarqué ce résultat, mais je ne vois pas trop à quoi il me mène. -
Bonjour,
Il ne reste plus qu'à décomposer en plusieurs cas:
$x \equiv 1 \pmod {2019}$
ou
$x \equiv -1 \pmod {2019}$
ou
$x \equiv 1 \pmod {3}$ et $x \equiv -1 \pmod {673}$
ou
$x \equiv -1 \pmod {3}$ et $x \equiv 1 \pmod {673}$
Je ne vais quand même pas tout faire :-D
Cordialement,
Rescassol -
En effet, ça marche. Merci, Rescassol.
Mais je ne sais pas pourquoi. Sans doute y a-t-il du théorème chinois là-dessous. J’y réfléchirai plus tard.
Encore merci. -
Si je comprends bien, résoudre par exemple $x^2\equiv 2019\pmod{2020}$ revient à résoudre :
$x^2-2019\equiv 0\pmod{4}$ et $x^2-2019\equiv 0\pmod{5}$ et $x^2-2019\equiv 0\pmod{101}$.
C'est bien ça ?
Merci d'avance. -
Oui mais il faut expliciter l'isomorphisme chinois pour reconstruire les solutions !
-
C’est-à-dire, Goleon ?
-
Bonjour,
Utiliser le théorème qui porte le nom de "théorème des restes chinois".
Cordialement,
Rescassol -
Salut Sneg,
J'essayes d'expliquer ! Soit $a_1,a_2,a_3$ trois entiers, je note $a = a_1 \times a_2 \times a_3$. On dispose d'un morphisme d'anneaux :
$$\pi : \frac{\Z}{ a \Z} \longrightarrow \frac{\Z}{ a_1 \Z} \times \frac{\Z}{ a_2 \Z} \times \frac{\Z}{ a_3 \Z} $$
Si on suppose que les entiers $a_1,a_2,a_3$ sont premiers entre eux (deux à deux !!!) , alors $\pi$ est un isomorphisme.
Donc les solutions de ton équation $x^2 =1 \pmod{4 \times 5 \times 101}$ sont reliées au solution modulo $4$, $5$ et $101$. Mais ce que tu voudrais c'est à partir de la résolution modulo $4$, $5$ et $101$ c'est reconstruire les solutions modulo $2020$.
Et le théorème ne sert à rien, c'est sa démonstration qui sert i.e la démonstration qui explicite l'isomorphisme réciproque !
Comment ça fonctionne :
On pose, pour $i \in \{1,2,3\}$ : $\widehat{a}_i := \frac{a}{a_i}$. Les $\widehat{a}_i$ sont premiers entre eux dans leurs ensembles et donc il existe une identité de Bézout :
$$
\widehat{a}_1 u_1+ \widehat{a}_2 u_2+ \widehat{a}_3 u_3 = 1
$$
On pose alors $$(x_1,x_2,x_3)\mapsto \widehat{a}_1 u_1 x_1+ \widehat{a}_2 u_2 x_2+ \widehat{a}_3 u_3 x_3 $$
Et on obtient l'isomorphisme réciproque de $\pi$ et donc la possibilité de résoudre vraiment l'équation et pas seulement dire les solutions reliées !sage: a_1 = 4 sage: a_2 = 5 sage: a_3 =101 sage: a= a_1*a_2*a_3 sage: c_1 = a_2*a_3 /// c_i c'est pour a_i chapeau sage: c_2 = a_1*a_3 sage: c_3 = a_2 *a_1
Là je fait un truc pour obtenir les $u_1,u_2,u_3$ … qu'importe pour l'instant !sage: M = matrix(ZZ,1,3,[c_1,c_2,c_3]) sage: M.smith_form() ( [ 1 -20 -4] [ -1 20 5] [1 0 0], [1], [ -5 101 0] ) sage: A,B,C= M.smith_form() sage: C [ 1 -20 -4] [ -1 20 5] [ -5 101 0]
En regardant la première colonne, on obtient $(u_1,u_2,u_3) = (1,-1,-5)$, on pose :
$$
\psi : (x_1,x_2,x_3) \mapsto 505 x_1 -404 x_2-100x_3
$$
Par exemple $\psi(1,-1,-1) = 505+404+100 = 1009$. -
Sauf que j'ai mal lu et que ne veux pas résoure $x^2 = 1$ mais $x^2=-1$, tu peux oublier !
-
Merci Goleon et Rescassol.
En fin de compte, pour résoudre le problème posé deux messages à moi plus haut, puis-je écrire ceci ? :
Résoudre $x^2\equiv 2019\pmod{2020}$ revient à résoudre "simultanément" :
1) $x^2-2019\equiv 0\pmod{4}$
2) $x^2-2019\equiv 0\pmod{5}$
3) $x^2-2019\equiv 0\pmod{101}$
Or, déjà, $x^2\equiv 2019\equiv 3\pmod{4}$ n'a pas de solution.
Donc $x^2\equiv 2019\pmod{2020}$ n'a pas de solution.
Ou bien ce que j'écris ne peut pas être accepté par les mathématiciens ? -
Aucune idée si c'est accepté par des mathématiciens faut leurs demander :-D
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Bonjour!
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