Divisibilite Ensemble
1. **Énoncé du problème :**
Nous cherchons l'ensemble des entiers naturels $n$ tels que $n+5$ divise $2n+7$.
2. **Question a : Montrer que si $d$ divise $a$ et $b$ alors $d$ divise $|ac - eb|$ où $a,b,c,d,e$ sont des entiers naturels.**
3. Puisque $d$ divise $a$, il existe un entier $k$ tel que $a = kd$.
4. Puisque $d$ divise $b$, il existe un entier $l$ tel que $b = ld$.
5. Considérons l'expression $|ac - eb|$.
6. En substituant, $ac = kdc$ et $eb = eld$.
7. Donc, $|ac - eb| = |kdc - eld| = d|kc - el|$.
8. Comme $k,c,e,l$ sont des entiers, $|kc - el|$ est un entier.
9. Ainsi, $d$ divise $|ac - eb|$.
**Conclusion :** Si $d$ divise $a$ et $b$, alors $d$ divise aussi $|ac - eb|$.
10. **Résolution du problème principal :** Trouver les $n$ tels que $n+5$ divise $2n+7$.
11. Posons $d = n + 5$, $a = 2n + 7$.
12. La condition est : $dig|a$, c'est-à-dire $n+5 ig| 2n+7$.
13. Cela signifie qu'il existe un entier $k$ tel que $2n + 7 = k(n + 5)$.
14. Développons :
$$2n + 7 = kn + 5k$$
15. Regroupons les termes en $n$ :
$$2n - kn = 5k - 7$$
16. Factorisons $n$ :
$$n(2-k) = 5k - 7$$
17. Ainsi,
$$n = \frac{5k - 7}{2 - k}$$
18. Puisque $n$ est un entier naturel, le dénominateur $2 - k$ doit diviser exactement $5k - 7$ et $n \\geq 0$.
19. Examinons les valeurs possibles de $k$ entiers telles que le quotient soit entier positif.
20. Pour $k=0$ :
$$n = \frac{5\times0 -7}{2 - 0} = \frac{-7}{2} = -3.5$$ (pas naturel).
21. Pour $k=1$ :
$$n = \frac{5 -7}{2 -1} = \frac{-2}{1} = -2$$ (pas naturel).
22. Pour $k=2$ : dénominateur $2-2=0$ interdit.
23. Pour $k=3$ :
$$n = \frac{15 - 7}{2 - 3} = \frac{8}{-1} = -8$$ (pas naturel).
24. Pour $k=4$ :
$$n = \frac{20 -7}{2 -4} = \frac{13}{-2} = -6.5$$ (pas naturel).
25. Pour $k=5$ :
$$n = \frac{25 -7}{2 -5} = \frac{18}{-3} = -6$$ (pas naturel).
26. Pour $k=6$ :
$$n = \frac{30 -7}{2 -6} = \frac{23}{-4} = -5.75$$ (pas naturel).
27. Testons $k < 0$.
28. Pour $k = -1$ :
$$n = \frac{-5 -7}{2 - (-1)} = \frac{-12}{3} = -4$$ (pas naturel).
29. Pour $k = -2$ :
$$n = \frac{-10 -7}{2 - (-2)} = \frac{-17}{4} = -4.25$$ (pas naturel).
30. Pour $k = -3$ :
$$n = \frac{-15 -7}{2 - (-3)} = \frac{-22}{5} = -4.4$$ (pas naturel).
31. Enfin, testons $k=7$ :
$$n = \frac{35 - 7}{2 -7} = \frac{28}{-5} = -5.6$$ (pas naturel).
32. Puisque les valeurs générées sont négatives, essayons une autre approche.
33. Remarquons que $n+5 ig| 2n + 7$ implique $n+5 ig| (2n+7) - 2(n+5) = 2n + 7 - 2n - 10 = -3$.
34. Donc, $n+5$ divise $3$.
35. En tant que divisieur de $3$, $n + 5$ est un diviseur positif de $3$, donc $n + 5 \\in \{1, 3\}$.
36. Puisque $n$ est naturel, $n + 5 \geq 5$.
37. Or $1$ et $3$ sont strictement inférieurs à $5$, donc c'est impossible.
38. Vérifions les diviseurs négatifs (non naturels pour $n+5$, mais pas interdit), en théorie, si on accepte les entiers relatifs.
39. Diviseurs de $3$ sont $\pm1, \pm3$.
40. Pour $n+5 = 1$, alors $n = -4$ (pas naturel).
41. Pour $n+5=3$, $n = -2$ (pas naturel).
42. Pour $n+5=-1$, $n=-6$ (pas naturel).
43. Pour $n+5=-3$, $n=-8$ (pas naturel).
44. Conclusion : Aucun $n$ naturel ne satisfait la condition.
**Réponse finale :** $\boxed{\varnothing}$ (ensemble vide).