Ca y est, j´ai trouvé mais c´est long et lourd, donc j´ai abrégé les calculs
2^n commence par 5
<=> il existe un (unique) entier q tel que 5*10^q<2^n<6*10^q
<=> il existe un (unique) entier q tel que:
(ln(5)+q*ln(10))/ln(2) < n < ((ln(5)+q*ln(10))/ln(2))+ln(6/5)/ln(2)
Soit f(q)=(ln(5)+q*ln(10))/ln(2)
a=ln(6/5)/ln(2)
Donc 2^n commence par 5 <=> f(q) < n < f(q)+a
Maintenant, début du raisonnement par l´absurde:
Supposons qu´il existe un nombre fini de puissances de 2 commençant par 5
A={n1,n2,...,np} l´ensemble des p entiers tels que 2^(ni) commence par 5, avec n1<n2<...<np
On note np=n
Il existe un (unique) entier q tel que f(q) < n < f(q)+a
On peut remarquer que 3*ln(10)/ln(2) légèrement inférieur à 10.
On note b=10-3*ln(10)/ln(2)
Disjonction de cas:
Si f(q) < n < f(q)+a-b:
Alors f(q)+10 < n+10 < f(q)+a+3*ln(10)/ln(2)
Or, 10 > 3*ln(10)/ln(2)
Donc f(q)+3*ln(10)/ln(2) < n+10 < f(q)+3*ln(10)/ln(2)+a,
c´est-à-dire f(q+3) < n+10 < f(q+3)+a
Donc 2^(n+10) commence par 5
Or, n est le plus grand entier tel que 2^n commence par 5
Ceci est absurde
Si f(q)+a-b < n < f(q)+a:
Alors f(q)+a-b+33 < n+33 < f(q)+a+33,
soit f(q)+a+23+3ln(10)/ln(2) < n+33 < f(q)+a+33
Or, 23 > 7ln(10)/ln(2) et 33 < 10ln(10)/ln(2)
Donc f(q)+10ln(10)/ln(2)+a < n+33 < f(q)+10ln(10)/ln(2)+a
soit f(q+10) < n+33 < f(q+10)+a
Donc 2^(n+33) commence par 5
Or, n est le plus grand entier tel que 2^n commence par 5
Absurde
Dans les deux cas, on aboutit à une absurdité: il y a donc une infinité de puissances de 2 qui commencent par 5