« Arithmétique/PGCD » : différence entre les versions

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Ligne 22 :
| titre = Lemme d'Euclide
| contenu =
<math>(a,b) \in \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>
}}
 
{{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>
}}
 
=== Algorithme d'Euclide ===
Soient <math>(a,b)\in \N^{*2}</math> tels que <math>a>b\,</math>
 
{| class="wikitable" | valign="center" | align="center"
! Opération !! Reste <math>r\,</math> !! Commentaire
|- valign="center" | align="center"
| on divise <math>a\,</math> par <math>b\,</math>
| <math>r_0\,</math>
| <math>0\le r_0<b \mbox{ et } pgcd(a,b)=pgcd(b,r_0)</math>
|- valign="center" | align="center"
| si <math>r_0\neq 0</math>, on divise <math>b\,</math> par <math>r_0\,</math>
| <math>r_1\,</math>
| <math>0\le r_1<r_0 \mbox{ et } pgcd(b,r_0)=pgcd(r_0,r_1)</math>
|- valign="center" | align="center"
Ligne 48 :
| …
|- valign="center" | align="center"
| si <math>r_n\neq 0</math>, on divise <math>r_{n-1}\,</math> par <math>r_n\,</math>
| <math>0\,</math>
| <math>pgcd(r_{n-1},r_n)=r_n\,</math>
|}
 
Ligne 78 :
 
{{Exemple
| titre = Calcul de <math>pgcd(12000,32000)\,</math>
| contenu =
<math>12000=12\times 1000</math> et <math>32000=32\times 1000</math>
 
Donc <math>pgcd(12000,32000)=1000\times pgcd(12,32)=4000.\,</math>
}}
 
'''Conséquence : ''' si <math>k\,</math> est un entier naturel non nul, diviseur commun à <math>a\,</math> et <math>b\,</math>, alors <math>pgcd\left (\frac{a}{k},\frac{b}{k}\right )=\frac{1}{k}\times pgcd(a,b).</math>
 
=== Extension du PGCD aux entiers relatifs ===
Ligne 91 :
{{Définition
| contenu =
<math>a\,</math> et <math>b\,</math> désignent deux entiers relatifs non nuls. Le PGCD de <math>a\,</math> et <math>b\,</math> est égal au PGCD de <math>|a|\,</math> et <math>|b|\,</math>, c'est-à-dire <math>pgcd(a,b)=pgcd(|a|,|b|).\,</math>
}}
 
Ligne 97 :
| contenu =
* <math>\forall k \in \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>
}}
 
Ligne 104 :
{{Définition
| contenu =
Dire que deux entiers relatifs non nuls <math>a\,</math> et <math>b\,</math> sont premiers entre eux signifie que <math>pgcd(a,b)=1.\,</math>
}}
 
{{Exemple
| contenu =
<math>35\,</math> et <math>26\,</math> sont premiers entre eux, car leur seul diviseur commun positif est 1.
}}
 
Ligne 116 :
<math>(a,b)\in \Z^{*2}</math>
 
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>.
}}
 
{{Démonstration
| contenu =
<math>d|a \Rightarrow \exists a'\in \Z</math> tel que <math>a=da'\,</math>. De même, <math>\exists b'\in \Z</math> tel que <math>b=db'\,</math>.
 
Donc : <math>d=pgcd(a,b)=pgcd(da',db')=d\times pgcd(a',b')</math>