Recherche toutes les solutions

Keynes
Modifié (June 2023) dans Arithmétique
Bonjour à tous  je suis à  la recherche de tous les entiers $n,m$ tels que $pgcd(n,m)=1$ et $ n^3+m^3 \mid  n^2+20mn+m^2$
 Soit  $n,m$ tel que $pgcd(n,m)=1$  et $  n^3+m^3 \mid  n^2+20mn+m^2$  alors 
$$ n^3+m^3 \mid (m+n)( n^2+21mn-mn+m^2)=m^3+n^3+21mn(m+n)$$ donc $$ n^3+m^3 \mid 21mn(m+n)$$
donc $$ n^3+m^3=(m+n)(n^2-mn+m^2) \mid  21mn(m+n)$$   d'où $$ n^2-mn+m^2\mid  21mn$$
soit $p $  un nombre premier tel que $ p \mid n^2-mn+m^2$ alors $p\mid 21nm$  d'après Euclide $p\mid n $ ou $p\mid 21m$  si $p\mid n$  alors p diviserait m  une contradiction  donc  $p=3$ ou $p=7$
 $ n^2-mn+m^2=3$ ou $n^2-mn+m^2=7$ ou $n^2-mn+m^2=21$  $$ (n-m)^2+mn=3,(n-m)^2+mn=7$$   $$ (n-m)^2+mn=21$$
Si l'on suppose $n,m$ entier naturel 
$$  n-m \leq 1\quad\text{ou}\quad n-m\leq 2\quad\text{ou}\quad n-m\leq 4$$       on a  $n=m+1$ ou $n=m+2$ ou $ n=m+3$ ou $n=m+4$
 donc $ m=1, n=2$ ou $ m=1, n=3$,$m=1, n=5$  
J'ai  la solution $m=1, n=2$ et $n=1,m=2$ et $ m=1, n=5$ qui convient  mais je sais pas pourquoi je n'obtiens pas la solution $(1,1)$  .Pour le cas   $n,m$ sont des entiers relatifs  quelqu'un pourrait il m'aider ?

Réponses

  • gerard0
    Modifié (June 2023)
    Bonjour.
    En supposant qu'il existe un entier premier qui divise $m^2-mn+m^2$, tu as implicitement supposé $m^2-mn+m^2\ge 2$. Il reste à voir le cas $m^2-mn+m^2=1$ (voire 0).
    Cordialement.
    NB : je n'ai pas compris pour quoi tu prends $m^2-mn+m^2 = 3$ ou $7$. On pourrait avoir $m^2-mn+m^2=21$.
  • gerard0
    Modifié (June 2023)
    Pour les entiers relatifs, pose $n= \pm n'$ et $m=\pm m'$ avec $n'\ge 0, m'\ge 0$ (4 cas dont un traité). Ça ramène soit à la même condition (deux signes -), soit à des conditions analogues.
  • @gerard0 j'avais oublié ce cas Merci 
  • Puisque $m$ et $n$ sont premiers entre eux on obtient d'une part que $m^2-mn+n^2$ divise $21$ et d'autre part que $m+n$ divise $18$.

    La première condition impose que $|m|\leq5$ et $|n|\leq5$, cela donne un petit nombre de cas à étudier avec la seconde condition dans le cas où $m$ et $n$ sont dans $\N^*$, un peu plus si $m$ et $n$ peuvent être négatifs.
  • gerard0
    Modifié (June 2023)
    Bonjour Jandri.
    Pourquoi "divise $18$" ?
    Cordialement.
  •  $m+n\mid m^3+n^3 \mid  (m+n)^2+18mn$
  • Ah, OK !
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.