Congruences - Bac S Liban 2009

Exercice 4

5 points - Candidats ayant suivi l'enseignement de spécialité

Le but de l'exercice est de montrer qu'il existe un entier naturel n dont l'écriture décimale du cube se termine par 2009, c'est-à-dire tel que n^3 ==  2009 ..`mod`.. 10000.

Partie A

1.Déterminer le reste de la division euclidienne de 2009^2 par 16.
2.En déduire que 2009^8001 ==  2009 ..`mod`.. 16.

 
Partie B

On considère la suite (u_n) définie sur NN par :
u_(0) = 2009^2 - 1 et, pour tout entier naturel n, u_(n+1) = (u_n + 1)^5 -1.

1.

a.Démontrer que u_0 est divisible par 5.
b.Démontrer, en utilisant la formule du binôme de Newton, que pour tout entier naturel n
u_(n+1) = u_n[u_n^4 + 5(u_n^3 + 2u_n^2 +2u_n + 1)]
c.Démontrer par récurrence que, pour tout entier naturel n, u_n est divisible par 5^(n+1).
2.

a.Vérifier que u_(3) = 2009^250 -1 puis en déduire que 2009^250 ==  1 ..`mod`.. 625.
b.Démontrer alors que 2009^8001 ==  2009 ..`mod`.. 625.

 
Partie C

1.En utilisant le théorème de Gauss et les résultats établis dans les questions précédentes, montrer que 2009^8001 - 2009 est divisible par 10 000.
2.Conclure, c'est-à-dire déterminer un entier naturel dont l'écriture décimale du cube se termine par 2009.

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