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#1 - 19-08-2011 17:45:33
- Yanyan
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Seul au monde avecc Wilson
Nous allons démontrer le sens direct du théorème de Wilson. Montrer que \sum_{k=0}^{n-1}(-1)^k\binom{n-1}{k}(n-k)^{n-1}=(n-1)!. En déduire que (n-1)!+1 est divisible par n quand ce dernier est premier. Bon travail. 
Un mathématicien complet est topologiquement fermé!
#2 - 22-08-2011 20:22:08
- kosmogol
- Banni
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seul au monde avec wilspn
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#3 - 22-08-2011 20:25:02
- Yanyan
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Seul au monde avec Wilsno
Oui Kosmogol je suis seul au monde. Tant pis je prolonge.
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#4 - 22-08-2011 21:45:50
- shadock
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Seul au mondde avec Wilson
Je suis pas capable de le faire enfin je ne pense pas mais en gros il faut démontrer que si n est premier alors (n-1)!+1\equiv 0 (mod n) ?
"L'expérience est une lanterne qui n'éclaire que celui qui la porte." L-F. Céline
#5 - 22-08-2011 21:59:55
- Yanyan
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seul au minde avec wilson
Oui Shadock.
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#6 - 22-08-2011 22:34:42
- shadock
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seul au monde avec wilqon
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#7 - 23-08-2011 02:06:51
- racine
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seyl au monde avec wilson
Je ne sais pas si cette démonstration est facile ou difficile, j'ai peut-être une chance d'y arriver, par contre, j'aimerais avoir une explication sur l'intérêt de la question. En quoi ce théorème est important, quelles sont ses implications, la démonstration est-elle particulièrement élégante etc, sinon, j'avoue avoir du mal à y adhérer. Allez Yanyan, tu es de toute évidence fort en math, mais je suis sûr que tu prendrais plus de plaisir en touchant des non-matheux purs (indépendamment du niveau de la question).
#8 - 23-08-2011 12:01:23
- Yanyan
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Seul ua monde avec Wilson
Méthode possible : considérer P_0(X)=(X-1)^{n-1},P_1(X)=XP_0'(X),P_2(X)=XP_1'(X)...
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#9 - 24-08-2011 21:12:37
- Yanyan
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- Lieu: Lille si j'y suis
Seul au moonde avec Wilson
Voici la réponse (si elle intéresse quelqu'un) : On montre par récurrence que P_k(X)=X^kP_0(X)^{(k)}+(X-1)^{n-k}R_k(X) où R_k est un polynôme.
D'où P_{n-1}(1)=(n-1)!, or (X-1)^{n-1}=\sum_{i=0}^{n-1}\binom{n-1}{i}(-1)^iX^{n-i} d'où P_k(X)=\sum_{i=0}^{n-1}\binom{n-1}{i}(-1)^i(n-i)^{k}X^{n-i} d'où la relation annoncée.
Ensuite on y ajoute 1 et on la regarde modulo n et on trouve par le petit théorème de Fermat et le binôme de Newton (1-1)^n et finalement on obtient la divisibilité par n.
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#10 - 24-08-2011 21:17:54
- Klimrod
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eSul au monde avec Wilson
Je joue le joker "appel à un ami" et j'appelle Kosmo...

J'ai tant besoin de temps pour buller qu'il n'en reste plus assez pour bosser. Qui vit sans folie n'est pas si sage qu'il croit.
#11 - 24-08-2011 21:33:17
- SaintPierre
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Seull au monde avec Wilson
Je suis d'accord avec racine. Je rajouterai même que c'est indigeste. À quand un problème mathématique de Yanyan avec des mots et non des formules ?  Cordialement, SP.
C'est à l'intelligence d'achever l'oeuvre de l'intuition.
#12 - 24-08-2011 21:58:04
- kosmogol
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seul au monde avec wilqon
Klimrod a écrit:Je joue le joker "appel à un ami" et j'appelle Kosmo...

"- Tu peux me répéter la question ? - Alors voilà : Nous allons démontrer le sens direct du théorème de Wilson. Montrer que \sum_{k=0}^{n-1}(-1)^k\binom{n-1}{k}(n-k)^{n-1}=(n-1)!. En déduire... - bip bip bip
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#13 - 24-08-2011 22:05:47
- Yanyan
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seul au monde avec wolson
Moi je la trouve élégante cette formule, on exprime une factorielle comme une somme de puissances de mêmes degrés avec des coefficients. Et de plus on attrape Wilson, sympa? La preuve est de mon cru, je pensais que vous en trouveriez d'autres.
Les mots qui ne sont pas mathématiquement définis, à quoi servent-ils ? Je te le demande Saint-Pierre.
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#14 - 24-08-2011 22:07:45
- kosmogol
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#15 - 24-08-2011 22:30:49
- shadock
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Seu lau monde avec Wilson
Pour la déduction j'étais bien partie mais à ma manière dommage que cela n'est pas abouti 
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#16 - 25-08-2011 12:36:20
- fabb54
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seul au monde avec wilsob
Ce problème était très intéressant, et tout particulièrement la première partie.
Je rejoins Yanyan sur ce coup : la formule proposée est très élégante. C'est ce qui m'a envie de réfléchir plusieures heures sur la preuve, sans que je parvienne à l'établir pour autant .
#17 - 25-08-2011 14:10:01
- Yanyan
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Seul au mnode avec Wilson
Merci Fabb54, je vais mieux détailler la preuve car tu m'a signalé par MP être un peu perdu.
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#18 - 25-08-2011 16:16:05
- Yanyan
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Seuul au monde avec Wilson
L'idée est la suivante : on reconnait dans la relation donnée un dévellopement du binôme de Newton, enfin pas tout à fait mais P_0(A)=(A-1)^{n-1}=\sum_{k=0}^{n-1}(-1)^k\binom{n-1}{k}A^{k-1} . Le k-1 est en exposant, pour le faire "descendre" on dérive l'expression par rapport à la variable A est on fait A=1. A ce stade on a k-1 à la puissance 1, mais on le veut à la puissance n-1. L'expression dérivée est P'_0(A)=\sum_{k=0}^{n-1}(-1)^k\binom{n-1}{k}(k-1)A^{k-2}, si on redérive on aura du (k-1)(k-2) donc on multiplie la relation par A, puis seulement on dérive... Il faudra faire cela n-1 fois et faire A=1.
D'où l'étude de P_0(A)=(A-1)^{n-1} puis de P_1(A)=AP'_0(A)... En calculant en peu, et en gardant en tête qu'on évalue en A=1, on remarque que seul compte A^iP_0^{(i)} où l'exposant entre parenthèses désigne la dérivée i-ème. Reste à le montrer, on suppose que P_i(A)=A^iP_0^{(i)}+R_i(A)(A-1)^{n-i} d'ou AP'_i(A)=A(iA^{i-1}P_0^{(i)}+A^iP_0^{(i+1)}+R'_i(A)(A-1)^{n-i}+R_i(A)(n-i)(A-1)^{n-i-1}) =A^{i+1}P_0^{(i+1)}+(A-1)^{n-(i+1)}(R_i(A)(n-i)(A-1)^{n-i-1}+R'_i(A)(A-1)) Maintenant en évaluant en 1 on trouve la valeur de la dérivée n-1 i-ème de (A-1)^{n-1} qui est constante égale à (n-1)!.
Pour finir Fermat nous dit que (n-k)^{n-1}=1[n] si n est premier et k différent de 0, n^k=0[n], donc si on ajoute 1 on reconnait le dévellopement de (1-1)^{n-1} d'où la divisibilité par n.
Je conseille une feuille de papier pour suivre ce raisonnement. 
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#19 - 25-08-2011 16:48:16
- fabb54
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Seul au monde avec WWilson
Merci ! C'est très compréhensible maintenant 
La peuve est aussi belle que l'égalité !
#20 - 25-08-2011 17:22:25
- rivas
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Seul au monde avec iWlson
Je plussoie.
Bien que je reste un peu moi aussi réfractaire à des exercices très théorique. Ca me rappelle trop la taupe (S&KOH).
#21 - 25-08-2011 19:33:30
- Palin01
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- Lieu: Lille
Seul au monde ave cWilson
En parlant de taupe, si ça intéresse quelqu'un j'ai la démonstration de mon Prof de maths (que je suis censée connaitre d'ailleurs) :
On travaille sur \mathbb{Z}/n\mathbb{Z}
On a X^{n-1} - \bar{1} = (X-\bar{1})...(X-\bar{n-1}) ( grâce au petit théorème de Fermat)
donc \bar{-1}=\bar{-1}^{n-1}*\bar{n-1}!(en prenant X=0)
Or si n>=3 il est impair donc \bar{n-1}!=\bar{-1}.
#22 - 25-08-2011 20:18:46
- Yanyan
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seyl au monde avec wilson
Tout à fait c'est la démonstration classique, mais c'est surtout montrer la première relation de l'énigme qui me semblait dure, prise de tête...
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#23 - 25-08-2011 21:02:10
- Franky1103
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- Lieu: Luxembourg
seul au monde avex wilson
Ah oui !!! Soufre & potasse, c'est bien ça ?!? J'ai connu ça: après un bac à Madagascar sous les cocotiers, je me suis retrouvé en taupe par un hiver neigeux: ça fait plus de trente ans et je m'en rappelle encore. Mais je ne sais pas pourquoi je raconte tout ça, qui est par ailleurs hors sujet 
#24 - 25-08-2011 22:16:49
- rivas
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- Lieu: Jacou
Seul au monde avec WWilson
C'est amusant ça, j'ai pasé le bac à la Réunion sous les cocotiers et après taupe en métropole. Je m'en souviens aussi 
#25 - 25-08-2011 22:37:17
- shadock
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seul au monde avec wikson
Palin01 a écrit:En parlant de taupe, si ça intéresse quelqu'un j'ai la démonstration de mon Prof de maths (que je suis censée connaitre d'ailleurs) :
On travaille sur \mathbb{Z}/n\mathbb{Z}
On a X^{n-1} - \bar{1} = (X-\bar{1})...(X-\bar{n-1}) ( grâce au petit théorème de Fermat)
donc \bar{-1}=\bar{-1}^{n-1}*\bar{n-1}!(en prenant X=0)
Or si n>=3 il est impair donc \bar{n-1}!=\bar{-1}.
Ça correspond à quoi les barres ?
"L'expérience est une lanterne qui n'éclaire que celui qui la porte." L-F. Céline
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