1)
a^5-a = a(a^4-1)
On voit dirrectement que a(a^4-1) est pair. En effet, si a est pair, alors c´est bon, et si a est impair, alors a^4-1 est pair.
Il suffit donc de monter que a(a^4-1) est un multiple de 5, pour tout naturel a.
Il y a donc deux cas à traiter:
- soit a est multiple de 5
- soit a n´est pas multiple de 5
Si a est un multiple de 5.
Alors on voit tou de suite que a(a^4-1) est un multiple de 5.
Si a n´est pas un multiple de 5
a peut donc s´écrire sous la forme 5k+b ou k est un naturel et b un naturel compris entre 1 et 4.
On a donc a^4 = (5k+b)^4 = 5*qqch + b^4.
Il suffit donc de montrer que b^4-1 est un multiple de 5 pour tout naturel b compris entre 1 et 4 (ce qui limite agréablement les calculs ^^)
1^4-1 = 1-1 = 0 est un multiple de 5.
2^4-1 = 16-1 = 15 est un multiple de 5.
3^4-1 = 81-1 = 80 est un multiple de 5.
4^4-1 = 256-1 = 255 est un multiple de 5.
CQFD (By Duche
)
2)
Si a^5-b^5 est divisible par 10, alors a et b sont de même parité.
Si´ils sont tous les duex pairs, alors a² et b² sont tous les deux des multiples de 4 et a²-b² est un multiple de 4.
S´ils sont tous les deux impairs on peut les écrire comme
a=2A+1 et b=2B+1, et dans ce cas
a²-b² = (2A+1)²-(2B+1)² = 4A²+4A+1-4B²-4B-1 est un multiple de 4.
Ainsi, on a montré que si a^5-b^5 est divisible par 10, alors a²-b² est divisible par 4.
Il reste à montrer que si a^5-b^5 est un multiple de 5, alors a²-b² est également un multiple de 5.
On écrit a=5k+x et b=5q+y ou k et q sont des naturels et ou x et y sont des naturels compris entre 1 et 4.
Il suffit alors de montrer que si x^5-y^5 avec x>=y est un multiple de 5, alors x²-y² l´est aussi (par le même argument que précédemment).
Les seules valeurs que peuvent prendre les x^4 sont:
1^5 = 1
2^5 = 32
3^5 = 243
4^5 = 1024
On voit donc facilement que pour que x^5-y^5 soit un multiple de 5, il faut que x=y, et dans ce cas x²-y² = 0 est un multiple de 5.
CQFD (By Duche
)