Diophante A372 Carrés par concaténation
1/ 8281 = 912, 183184 = 4282 et 328329 = 5732 demandés, puis 528529 = 7272 et 715716 = 8462 sont chacun le carré d’un entier < 2018.
2/ Limitons notre recherche aux entiers X et X+1 pris dans l’ordre croissant et tels que X et X+1 comptent 2N+1 chiffres (N ≥ 1).
102N+1 X + (X + 1) = Y2 donne (102N+1 + 1) X = (Y – 1) (Y + 1).
Soit i l’exposant de 11 dans la décomposition de 102N+1 + 1 en facteurs premiers.
11i et (102N+1 + 1) / 11i sont des entiers naturels premiers entre eux.
Cherchons Y = 11i A + 1 = ((102N+1 + 1) / 11i) B – 1 (A et B ne sont pas forcément entiers).
((102N+1 + 1) / 11i) B - 11i A = 2.
D’après le théorème de Bachet-Bézout, il existe u et v (une solution particulière) tels que A - u = k ((102N+1 + 1) / 11i) et B - v = k 11i (k rationnel).
Il est possible de trouver k de sorte que X compte 2N+1 chiffres, c’est-à-dire 102N ≤ A B < 102N+1, car k = √((A – u) (B – v) / (102N+1 + 1)).
Pour illustrer, reprenons le premier exemple N = 1. 102N+1 + 1 = 1001 = 11 x 91 (i = 1).
8 x 91 – 11 x 66 = 2, u = 66 et v = 8.
A – u = - 14 et B – v = - 22/13, k = - 2/13. A = 52 et B = 82/13, X = 328.
Y – 1 = 11 x 52 et Y + 1 = 91 x (82/13), Y = 573.
Jean-Louis Legrand