CHAPITRE 8 : ELEMENTS D ARITHMETIQUE. Définition : Le nombre entier naturel a est multiple du nombre entier naturel b signifie qu il existe un nombre

Documents pareils
avec des nombres entiers

Quelques tests de primalité

1/24. I passer d un problème exprimé en français à la réalisation d un. I expressions arithmétiques. I structures de contrôle (tests, boucles)

Définition : On obtient les nombres entiers en ajoutant ou retranchant des unités à zéro.

Cours d arithmétique Première partie

108y= 1 où x et y sont des entiers

Exercices - Polynômes : corrigé. Opérations sur les polynômes

Logique. Plan du chapitre

FONDEMENTS DES MATHÉMATIQUES

O, i, ) ln x. (ln x)2

Durée de L épreuve : 2 heures. Barème : Exercice n 4 : 1 ) 1 point 2 ) 2 points 3 ) 1 point

Chapitre VI - Méthodes de factorisation

Problème 1 : applications du plan affine

Développements limités. Notion de développement limité

Nombres premiers. Comment reconnaître un nombre premier? Mais...

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

Groupe symétrique. Chapitre II. 1 Définitions et généralités

Petit lexique de calcul à l usage des élèves de sixième et de cinquième par M. PARCABE, professeur au collège Alain FOURNIER de BORDEAUX, mars 2007

Par combien de zéros se termine N!?

Raisonnement par récurrence Suites numériques

Vous revisiterez tous les nombres rencontrés au collège, en commençant par les nombres entiers pour finir par les nombres réels.

Polynômes à plusieurs variables. Résultant

Date : Tangram en carré page

AC AB. A B C x 1. x + 1. d où. Avec un calcul vu au lycée, on démontre que cette solution admet deux solutions dont une seule nous intéresse : x =

Initiation à l algorithmique

Nathalie Barbary SANSTABOO. Excel expert. Fonctions, simulations, Groupe Eyrolles, 2011, ISBN :

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2012 OBLIGATOIRE MATHÉMATIQUES. Série S. Durée de l épreuve : 4 heures Coefficient : 7 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

Université Paris-Dauphine DUMI2E 1ère année, Applications

Algorithmes récursifs

Chapitre 2. Eléments pour comprendre un énoncé

Fonctions homographiques

IUT de Laval Année Universitaire 2008/2009. Fiche 1. - Logique -

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

OLYMPIADES ACADEMIQUES DE MATHEMATIQUES. 15 mars 2006 CLASSE DE PREMIERE ES, GMF

SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

Primaire. analyse a priori. Lucie Passaplan et Sébastien Toninato 1

D'UN THÉORÈME NOUVEAU

CHAPITRE 1. Suites arithmetiques et géometriques. Rappel 1. On appelle suite réelle une application de

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

6. Les différents types de démonstrations

RÉPUBLIQUE ET CANTON DE GENÈVE Echelle des traitements 2015 Valable dès le Office du personnel de l'etat Indexation de 0.

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

La question est : dans 450 combien de fois 23. L opération est donc la division. Le diviseur. Le quotient

a) b)

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL ÉPREUVE DE MATHEMATIQUES. EXEMPLE DE SUJET n 2

Glossaire des nombres

Calculabilité Cours 3 : Problèmes non-calculables.

La Licence Mathématiques et Economie-MASS Université de Sciences Sociales de Toulouse 1

Manuel d utilisation 26 juin Tâche à effectuer : écrire un algorithme 2

FICHE UE Licence/Master Sciences, Technologies, Santé Mention Informatique

Sur certaines séries entières particulières

Factorisation d entiers (première partie)

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

Baccalauréat L spécialité, Métropole et Réunion, 19 juin 2009 Corrigé.

Nombres, mesures et incertitudes en sciences physiques et chimiques. Groupe des Sciences physiques et chimiques de l IGEN

Équipe Académique Mathématiques

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Soit la fonction affine qui, pour représentant le nombre de mois écoulés, renvoie la somme économisée.

Conversion d un entier. Méthode par soustraction

Suites numériques 3. 1 Convergence et limite d une suite

Corrigé des TD 1 à 5

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Extrait du poly de Stage de Grésillon 1, août 2010

I. Ensemble de définition d'une fonction

Cours de Probabilités et de Statistique

Une forme générale de la conjecture abc

Statistiques Descriptives à une dimension

Nombre dérivé et tangente

INF 4420: Sécurité Informatique Cryptographie II

UEO11 COURS/TD 1. nombres entiers et réels codés en mémoire centrale. Caractères alphabétiques et caractères spéciaux.

Compter à Babylone. L écriture des nombres

Calculateur quantique: factorisation des entiers

Première partie. Préliminaires : noyaux itérés. MPSI B 6 juin 2015

Plan du cours : électricité 1

Pour l épreuve d algèbre, les calculatrices sont interdites.

L ESCALIER UNE ACTIVITÉ SUR LES MULTIPLES ET DIVISEURS EN FIN DE PRIMAIRE EN SUISSE ROMANDE

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Exercices types Algorithmique et simulation numérique Oral Mathématiques et algorithmique Banque PT

Chapitre 3. Mesures stationnaires. et théorèmes de convergence

Logistique, Transports

Activités numériques [13 Points]

aux différences est appelé équation aux différences d ordre n en forme normale.

UNIVERSITE IBN ZOHR Faculté des sciences Agadir. Filière SMA & SMI. Semestre 1. Module : Algèbre 1

La persistance des nombres

Algorithme. Table des matières

Chapitre 1 : Évolution COURS

Exercices sur le chapitre «Probabilités»

Feuille TD n 1 Exercices d algorithmique éléments de correction

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Tâche complexe produite par l académie de Clermont-Ferrand. Mai 2012 LE TIR A L ARC. (d après une idée du collège des Portes du Midi de Maurs)

Taux d évolution moyen.

Coefficients binomiaux

Algorithmes et mathématiques. 1. Premiers pas avec Python. Exo Hello world!

Eteindre. les. lumières MATH EN JEAN Mme BACHOC. Elèves de seconde, première et terminale scientifiques :

INF 232: Langages et Automates. Travaux Dirigés. Université Joseph Fourier, Université Grenoble 1 Licence Sciences et Technologies

Cours d initiation à la programmation en C++ Johann Cuenin

ALGORITHMIQUE ET PROGRAMMATION En C

La fonction exponentielle

Calcul matriciel. Définition 1 Une matrice de format (m,n) est un tableau rectangulaire de mn éléments, rangés en m lignes et n colonnes.

Transcription:

I MULTIPLES ET DIVISEURS : 1.1 Multiples d un nombre entier naturel : CHAPITRE 8 : ELEMENTS D ARITHMETIQUE Définition : Le nombre entier naturel a est multiple du nombre entier naturel b signifie qu il existe un nombre entier naturel k tel que : a b k. L ensemble des multiples de 6 est l ensemble 0,6,12,18,24,30.... n n 1 pour tout naturel n, donc tout naturel est multiple de 1 et tout naturel est multiple de luimême. 0 n 0 pour tout naturel n, donc 0 est multiple de tout naturel. Deux théorèmes classiques à retenir : Théorème1 : si les entiers naturels a et b sont multiples de c, alors a + b est aussi multiple de c. Preuve : a et b sont multiples de c donc qu il existe des nombres entiers naturels k et k tels que a c k et b c k'. Alors a + b = c ( k + k ) CQFD. Remarque : si a > b, la propriété est vraie aussi pour a b. Théorème2 : si a est multiple de b et si b est multiple de c, alors a est multiple de c. Exercice 1 : démontrer le théorème 2. Exercice 2 : Existe-t-il un naturel qui soit multiple de 5 sans être multiple de 10? Existe-t-il un naturel qui soit multiple de 10 sans être multiple de 5? Exercice 3: Trouver tous les naturels qui ont 56 comme multiple. Trouver tous les naturels qui ont 60 comme multiple. En déduire les diviseurs communs de 56 et 60. 1.2 Diviseurs d un nombre entier naturel : Attention, le mot «diviseur» a ici un sens différent de celui qu il a dans le cadre de l opération division. Définition : Le nombre entier naturel a est diviseur du nombre entier naturel b signifie qu il existe un nombre entier naturel k tel que : b a k. les phrases «a est un diviseur de b», «a divise b», «b est un multiple de a», «b est divisible par a» sont synonymes. L ensemble des diviseurs de 36 est l ensemble,2,3,4,6,9,12,18, 36 Master1 UE4, EC4A, Eléments de mathématiques chapitre 8 éléments d arithmétique Page 1 1. n n 1 donc tout naturel est diviseur de lui-même et 1 est diviseur de tout naturel. 0 n 0 donc tout naturel non nul est diviseur de zéro. Deux théorèmes classiques à retenir : Théorème1 : si l entier naturel c est un diviseur des entiers naturels a et b, alors il est aussi diviseur de a +b. Remarque : si a > b, la propriété est vraie aussi pour a b.

Théorème2 : si c est un diviseur de b et si b est un diviseur de a, alors c est un diviseur de a. Exercice 4 : Existe-t-il un naturel qui soit diviseur de 48 sans être diviseur de 12? Existe-t-il un naturel qui soit diviseur de 12 sans être diviseur de 48? Exercice 5 : Lister tous les diviseurs de 72. II NOMBRES PREMIERS : 2.1 Définition : Un nombre entier naturel est dit premier s il a exactement deux diviseurs distincts : 1 et lui-même. Crible d Eratosthène : Il suffit d éliminer tous les multiples les nombres qui ont un diviseur inférieur à 10 (ou 100 ) donc les multiples de 2, 3, 5, 7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 Les nombres restants sont les naturels premiers : 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 2.2 Décomposition d un naturel en produit de facteurs premiers : Une méthode systématique pour obtenir la décomposition d un naturel en facteurs premiers consiste à essayer de diviser successivement le nombre proposé par les nombres premiers successifs. Exemple : 882 2 donc 882 = 2 3² 7². 441 3 147 3 49 7 7 7 1 Théorème : a est un multiple de b si et seulement si la décomposition de a comporte au moins les mêmes facteurs que celle de b avec des exposants au moins égaux. Exemple : 72 = 2 3 3 3 3² et 1 080 = 2 3 5 donc 1 080 est multiple de 72. Exercice 6 : trouver la décomposition en facteurs premiers de 360, de 600. Master1 UE4, EC4A, Eléments de mathématiques chapitre 8 éléments d arithmétique Page 2

Remarque : quand la décomposition en facteurs premiers d un nombre est connue, on peut en déduire tous ses diviseurs. Exemple pour 60 = 2 2 3 5. 5 0 = 1 2 0 5 0 = 3 3 0 5 1 = 5 3 1 5 1 = 15 5 0 = 2 2 1 5 0 = 6 3 0 Etc. 5 1 = 10 3 1 5 1 = 30 5 0 = 4 2 2 5 0 = 12 3 0 5 1 = 20 3 1 5 1 = 60. Le nombre de diviseurs de 60 est donc 3 2 2 12. Plus généralement, si la décomposition de n en facteurs premiers est diviseurs de n est égal à : ( p 1) ( q 1) ( r 1). a p q r b c, le nombre de III MULTIPLES ET DIVISEURS COMMUNS A DEUX NOMBRES ENTIERS NATURELS : 3.1 Multiples communs à deux nombres entiers naturels et ppcm (plus petit commun multiple) : Méthode 1 : on écrit le début des listes des multiples de chaque nombre, dans l ordre croissant, puis on repère le plus petit nombre commun aux deux listes : c est leur ppcm. Exemple : multiples de 36 : 36, 72, 108, 144, 180, 216, 252, 288, 324, 360, 396... multiples de 90 : 90, 180, 270, 360 Le ppcm de 36 et 90 est donc 180. Méthode 2 : (d après le théorème du 2.2) on écrit les décompositions en facteurs premiers des deux nombres. Le ppcm est le produit de tous les facteurs qui figurent dans l une ou l autre des décompositions, affectés de l exposant le plus grand avec lequel il figure dans l une des deux décompositions. Exemple : 72 = 2 3 3² et 90 = 2 3² 5 donc le ppcm de 72 et 90 est : 2 3 3² 5 360. Remarque : les multiples communs de deux entiers naturels a et b sont tous les multiples de leur ppcm. Exercice 7 : Quel est le ppcm de 375 et 60? De 25 et 8? Master1 UE4, EC4A, Eléments de mathématiques chapitre 8 éléments d arithmétique Page 3

3.2 Diviseurs communs et nombres premiers entre eux et PGCD (Plus Grand Commun Diviseur) : Voici plusieurs méthodes pour déterminer le PGCD de deux nombres entiers naturels : Méthode 1 : on écrit la liste de leurs diviseurs, dans l ordre croissant. On peut alors repérer le plus grand nombre commun aux deux listes. Exemple : Diviseurs de 12 : 1, 2, 3, 4, 6, 12. Diviseurs de 18 : 1, 2, 3, 6, 9, 18. Donc PGCD (12 ;18) = 6. Méthode 2 : on écrit la décomposition en facteurs premiers des deux nombres. Le PGCD est obtenu en faisant le produit de tous les facteurs qui figurent à la fois dans les deux compositions, affectés de l exposant le plus petit avec lequel il figure dans l une des deux décompositions. Exemple : 12 = 2² 3 et 18 = 2 3² donc PGCD (12 ;18) = 2 3 6. Méthode 3 : par l algorithme des différences ou des soustractions successives : Propriété : Pour deux entiers naturels a et b, avec b < a ; PGCD (a ; b) = PGCD (b ; a b). Exemple : Etape : a b Différence : 1 95 57 38 2 57 38 19 3 38 19 19 4 19 19 0 95 57 = 38 57 38 = 19 38 19 = 19 19 19 = 0. Donc PGCD (95 ; 57) = 19. Méthode 4 : par l algorithme d Euclide : Propriété : Pour deux entiers naturels a et b, avec b < a ; PGCD (a ; b) = PGCD (b ; r) où r est le reste de la division de a par b. Exemple : Etape : a b reste : 1 95 57 38 2 57 38 19 3 38 19 0 95 57 1 38 57 38 1 19 38 19 2 0. Donc PGCD (95 ; 57) = 19. Cet algorithme «accélère» l algorithme des soustractions successives et est très utile pour les grands nombres. Le PGCD est le dernier reste non nul. Master1 UE4, EC4A, Eléments de mathématiques chapitre 8 éléments d arithmétique Page 4

Deux nombres entiers naturels dont le PGCD vaut 1 sont dits premiers entre eux. Pour montrer que deux nombres sont premiers entre eux, il suffit donc de calculer leur PGCD et de montrer qu il vaut 1. (définition à ne pas confondre avec un nombre premier, voir 2.1). Exercice 7 : Quel est le PGCD de 375 et 60? De 25 et 8? Utiliser les 4 méthodes. IV CRITERES DE DIVISIBILITE (à connaître) : Ces critères concernent les nombres entiers naturels écrits en base dix : Divisibilité par 2 : un nombre entier naturel est divisible par 2 (ou est pair) si et seulement si son chiffre des unités est «pair» (soit 0, 2, 4, 6, ou 8). Un nombre entier naturel a même reste dans la division par 2 que son chiffre des unités. Preuve : tout naturel est du type du soit 10 d u. Or 10d = 2 5d nombre pair, donc du est pair ssi u est pair. Divisibilité par 4 : un nombre entier est divisible par 4 si le nombre formé par ses deux derniers chiffres (à droite) est divisible par 4. Un nombre entier naturel a même reste dans la division par 4 que le nombre formé par ses deux derniers chiffres. Preuve : (pour les nombres à 4 chiffres, mais la propriété est vérifiée quelque soit le nombre de n = mcdu = 1000m u 100(10m c) u 4 25(10m c) u. 4 25(10m c) est un multiple de 4 donc mcdu est divisible par 4 si du l est aussi. Divisibilité par 10 : un nombre entier est divisible par 10 si son chiffre des unités est 0. Un nombre entier naturel a pour reste dans la division par 10 son chiffre des unités. Divisibilité par 5 : un nombre entier est divisible par 5 si son chiffre des unités est 0 ou 5. Un nombre entier naturel a même reste dans la division par 5 que son chiffre des unités s il se termine par 0, 1, 2, 3 ou 4. Un nombre entier naturel a même reste dans la division par 5 que son chiffre des unités moins cinq s il se termine par 6, 7, 8 ou 9. Divisibilité par 9 : un nombre entier est divisible par 9 si la somme de ses chiffres est divisible par 9. Un nombre entier naturel a même reste dans la division par 9 que la somme de ses chiffres. Preuve : (pour les nombres à 4 chiffres, mais la propriété est vérifiée quelque soit le nombre de mcdu = 1000m u 999m m 99c c 9d d u 9(111m 11c d) m c d u. 9(111m 11c d) est un multiple de 9 donc mcdu est divisible par 9 ssi m+c+d+u l est aussi. Divisibilité par 3 : un nombre entier est divisible par 3 si la somme de ses chiffres est divisible par 3. Un nombre entier naturel a même reste dans la division par 3 que la somme de ses chiffres. Master1 UE4, EC4A, Eléments de mathématiques chapitre 8 éléments d arithmétique Page 5

Preuve : (pour les nombres à 4 chiffres, mais la propriété est vérifiée quelque soit le nombre de mcdu = 1000m u 999m m 99c c 9d d u 3(333m 33c 3d) m c d u. 3(333m 33c 3d) est un multiple de 3 donc mcdu est divisible par 3 ssi m+c+d+u l est aussi. Exercice 8 : Enoncer, pour les nombres qui s écrivent à 4 chiffres, un critère de divisibilité par 25 et le démontrer. Master1 UE4, EC4A, Eléments de mathématiques chapitre 8 éléments d arithmétique Page 6

CORRIGE DES EXERCICES CHAPITRE 8: Exercice 1 : Théorème2 : si a est multiple de b et si b est multiple de c, alors a est multiple de c. a et b sont multiples respectivement de b et c donc qu il existe des nombres entiers naturels k et k tels que a b k et b c k'. Alors a b k c k k' c ( kk' ). CQFD. Exercice 2 : 1/ les multiples de 5 se terminent par 0 ou 5 donc on garde les nombres se terminant par 5 uniquement. 2/ Un multiple de 10 s écrit n 10 k 2 5 k 5 (2k), n est donc un multiple de 5 aussi donc aucun nombre ne répond à cette question. Exercice 3: Diviseurs de 56 : 1,2,4,7,8,14,28,56. Diviseurs de 60 : 1,2,3,4,5,6,10,12,15,20,30,60. Les diviseurs communs à 56 et 60 sont : 1,2,4. Exercice 4 : 1/ Diviseurs de 48 : 1,2,3,4,6,8,12,16,24,48. Donc 8,16,24 et 48 conviennent. 2/ Tout diviseur de 12 est aussi diviseur de 48 (12 divise 48!) donc aucun nombre ne répond à la question. Exercice 5 : Diviseurs de 72 :1,2,3,4,6,8,9,12,18,24,36,72. Exercice 6 : 3 2 3 2 360 = 2 3 5. 600 = 2 3 5. Exercice 7 : 3 375 = 3 5. 60 = 2 2 2 3 3 5. Donc ppcm ( 375 ; 60 ) = 2 3 5 1500. 25 = 5 2. 8 = 2 3 3 2. Donc ppcm ( 25 ; 8 ) = 2 5 200. PGCD (375 ; 60) = 15 et PGCD ( 25 ; 8 ) = 1. Les nombres 25 et 8 sont premiers entre eux! (l algorithme d Euclide est toujours l algorithme le plus rapide!). Exercice 8 : Preuve : (pour les nombres à 4 chiffres, mais la propriété est vérifiée quelque soit le nombre de mcdu = 1000m u 25(40m 4c) u. 25(40m 4c) est un multiple de 25 donc mcdu est divisible par 25 ssi du l est aussi. Master1 UE4, EC4A, Eléments de mathématiques chapitre 8 éléments d arithmétique Page 7