« Arithmétique/PGCD » : différence entre les versions

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{{Définition
| contenu =
<math>\forall (a,b) \in \mathbb{N}^{*2}</math>, le PGCD de a et b est noté <math>pgcd(a,b)\,</math>}}<br />
'''Conséquence''' : <math>b|a \Leftrightarrow pgcd(a,b) = b</math>
 
=== Lemme d'Euclide ===
{{Théorème
| titre=Lemme d'Euclide|contenu=<math>(a,b) \in \mathbb{N}^{*2}</math><br />Si des entiers naturels q et r, avec <math>r \ne 0\,</math>, sont tels que <math>a = bq+r\,</math>, alors :<br /><math>pgcd(a,b) = pgcd(b,r)\,</math>}}<br />
 
{{Cadre définition|titre=Démonstration|contenu=d désigne un diviseur commun à a et b. De <math>r = a-bq\,</math>, on en déduit que d divise r. Ainsi tout diviseur commun à a et b est un diviseur commun à b et r.<br />Réciproquement, d' désigne un diviseur commun à b et r. De <math>a = bq+r\,</math>, on déduit que d' divise a. Ainsi tout diviseur commun à b et r est un diviseur commun à a et b.<br />En conclusion, a et b ont les mêmes diviseurs communs que b et r donc <math>pgcd(a,b) = pgcd(b,r)\,</math>|cbord=#69BD69|cfondtitre=#CAEDC7|cfondtexte=#EDFEE9}}<br />
 
=== Algorithme d'Euclide ===
Soient <math>(a,b)\in \mathbb{N}^{*2}</math> tels que <math>a>b\,</math><br />
{| border="1" | valign="center" | align="center"
! Opération !! Reste <math>r\,</math> !! Commentaire
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}}<br />
{{Principe|titre=Démonstration|contenu=
Si <math>a=bq+r\,</math> avec <math>0\le r<b</math>, alors <math>ka=kbq+kr\,</math> (car <math>k\in \mathbb{N}</math>).<br />
Donc <math>kr\,</math> est le reste de la division de <math>ka\,</math> par <math>kb\,</math> d'après l'unicité de l'écriture. Avec les notations utilisées au paragraphe [[#Algorithme d'Euclide]] et en multipliant chaque membre des égalités par <math>k\,</math>, on obtient :<br />
<math>pgcd(ka,kb)=pgcd(kb,kr_0)=...=kr_n=k\times pgcd(a,b)\,</math>
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}}<br />
'''Remarques :'''
* <math>\forall k \in \mathbb{Z}^*, pgcd(ka,kb)=|k|pgcd(a,b)</math>
* Les diviseurs communs à <math>a\,</math> et <math>b\,</math> sont encore les diviseurs de <math>pgcd(a,b)\,</math>
 
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{{Propriété
| contenu =
<math>(a,b)\in \mathbb{Z}^{*2}</math><br />
Si <math>d=pgcd(a,b)\,</math> alors il existe des entiers relatifs <math>a'\,</math> et <math>b'\,</math> premiers entre eux tels que <math>a=da'\,</math> et <math>b=db'\,</math>.
}}<br />
{{Principe|titre=Démonstration|contenu=
<math>d|a \Rightarrow \exists a'\in \mathbb{Z}</math> tel que <math>a=da'\,</math>. De même, <math>\exists b'\in \mathbb{Z}</math> tel que <math>b=db'\,</math>.<br />
Donc : <math>d=pgcd(a,b)=pgcd(da',db')=d\times pgcd(a',b')</math><br />
Or <math>d\ge 1 \Rightarrow d\neq 0, pgcd(a',b')=1</math>