Nombre automorphe

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En mathématiques, un nombre automorphe est un nombre entier dont le carré se termine par un même chiffre ou les mêmes chiffres que celui ou ceux du nombre lui-même. Par exemple, 52 = 25, 762 = 5776, et 8906252 = 793212890625.

Étant donné un nombre automorphe à k chiffres, un nombre automorphe à 2k chiffres peut être obtenu par

n'\equiv 3\cdot n^2 - 2\cdot n^3\ (10^{2k})

Il existe deux nombres automorphes de k chiffres. L'un d'entre eux vérifie les conditions

n\equiv 0\ (2^{k}),\qquad n\equiv 1\ (5^{k})

et l'autre vérifie

n\equiv 1\ (2^{k}),\qquad n\equiv 0\ (5^{k}).

La somme des deux nombres automorphes vaut 10k + 1.

La suite suivante permet de trouver un nombre automorphe à k chiffres, où k ≥ 1000.

12781254001336900860348890843640238757659368219796\ 26181917833520492704199324875237825867148278905344\ 89744014261231703569954841949944461060814620725403\ 65599982715883560350493277955407419618492809520937\ 53026852390937562839148571612367351970609224242398\ 77700757495578727155976741345899753769551586271888\ 79415163075696688163521550488982717043785080284340\ 84412644126821848514157729916034497017892335796684\ 99144738956600193254582767800061832985442623282725\ 75561107331606970158649842222912554857298793371478\ 66323172405515756102352543994999345608083801190741\ 53006005605574481870969278509977591805007541642852\ 77081620113502468060581632761716767652609375280568\ 44214486193960499834472806721906670417240094234466\ 19781242669078753594461669850806463613716638404902\ 92193418819095816595244778618461409128782984384317\ 03248173428886572737663146519104988029447960814673\ 76050395719689371467180137561905546299681476426390\ 39530073191081698029385098900621665095808638110005\ 57423423230896109004106619977392256259918212890625

Il suffit de prendre les k derniers chiffres. La barre oblique inverse signifie que l'écriture du nombre se poursuit à la ligne suivante. L'autre nombre automorphe est obtenu en soustrayant le nombre de 10k + 1.

Table des nombres automorphes[modifier | modifier le code]

n n2
5 25
25 625
625 390625
90625 8212890625
890625 793212890625
2890625 8355712890625
12890625 166168212890625
212890625 45322418212890625
8212890625 67451572418212890625
18212890625 331709384918212890625
918212890625 843114912509918212890625
9918212890625 98370946943759918212890625
59918212890625 3590192236006259918212890625
259918212890625 67557477392256259918212890625
6259918212890625 39186576032079756259918212890625
56259918212890625 3165178397321142256259918212890625
256259918212890625 65669145682477392256259918212890625
2256259918212890625 5090708818534039892256259918212890625
92256259918212890625 8511217494096854352392256259918212890625
392256259918212890625 153864973445024588727392256259918212890625
7392256259918212890625 54645452612300005057477392256259918212890625
77392256259918212890625 5989561329000849809744977392256259918212890625
977392256259918212890625 955295622596853633012869977392256259918212890625
9977392256259918212890625 99548356235275381465044119977392256259918212890625
19977392256259918212890625 399096201360473745722856619977392256259918212890625
619977392256259918212890625 384371966908872375601191606619977392256259918212890625
6619977392256259918212890625 43824100673983991394155879106619977392256259918212890625
106619977392256259918212890625 11367819579125235975036734004106619977392256259918212890625
4106619977392256259918212890625 16864327638717175315320739859004106619977392256259918212890625
9004106619977392256259918212890625 81073936023920699329853843152771109004106619977392256259918212890625
n n2
6 36
76 5776
376 141376
9376 87909376
109376 11963109376
7109376 50543227109376
87109376 7588043387109376
787109376 619541169787109376
1787109376 3193759921787109376
81787109376 6689131260081787109376
40081787109376 1606549657881340081787109376
740081787109376 547721051611007740081787109376
3740081787109376 13988211774267263740081787109376
43740081787109376 1913194754743017343740081787109376
743740081787109376 553149309256696143743740081787109376
7743740081787109376 59965510454276227407743740081787109376
607743740081787109376 369352453608598807478607743740081787109376
2607743740081787109376 6800327413935747244982607743740081787109376
22607743740081787109376 511110077017207231620022607743740081787109376
80022607743740081787109376 6403617750108490103144731780022607743740081787109376
380022607743740081787109376 144417182396352539175410357380022607743740081787109376
3380022607743740081787109376 11424552828858793029898066613380022607743740081787109376
893380022607743740081787109376 798127864794612716138610952755893380022607743740081787109376
5893380022607743740081787109376 34731928090872050116956482046515893380022607743740081787109376
995893380022607743740081787109376 991803624372854204655478894958610995893380022607743740081787109376

Généralisation[modifier | modifier le code]

Soit une base b, dans le cas précédent la base 10.

Alors il s'agit de déterminer, pour un n donné, les nombres 1 < a < b^n, tels que

a^2 \equiv a \mod b^n

On peut donc dire que les nombres automorphes correspondent aux points fixes de l'application carré, f(x) = x^2\,, autre que 0 et 1, dans les puissances de la base.

On peut prouver que pour une base b produit de k > 1 nombres premiers distincts, alors il y a k solutions par le théorème des restes chinois.