Corrigé DS n° 1
Exercice 1 15 points
Partie A
cf cours 2 points
Partie B
1. a. 1 point Si nest impair, n4l’est aussi, donc n4+1 est pair.
Si nest pair, n4l’est aussi, donc n4+1 est impair.
b. 1 point Soit nun entier supérieur ou égal à 2.
– Si n≡0 mod 3, n4≡0 mod 3, A(n)≡1 mod 3.
– Si n≡1 mod 3, n4≡1 mod 3, A(n)≡2 mod 3.
– Si n≡2 mod 3, n4≡1 mod 3, A(n)≡2 mod 3.
Donc, quel que soit l’entier n>2, A(n) n’est pas un multiple de 3.
c. 1 point Soit dun diviseur de A(n) . Soit k un diviseur commun à n et d . Alors , k
divise A(n) et n et donc k divise A(n)−n×n3=1 . Donc k = 1 et on peut en déduire
que d et n sont premiers entre eux .
d. 1 point Soit dun diviseur de A(n). On a alors : n4+1≡0 mod d.
D’où : n4≡ −1 mod d, et donc : n8≡1 mod d.
Donc, pour tout entier ddiviseur de A(n) :
n8≡1 mod d.
2. a. 2 points Soit kun entier tel que nk≡1 mod d.
Effectuons la division euclidienne de kpar s(l’existence de sest assurée d’après
1.d) :
Il existe un unique couple d’entiers (q,r) tel que k=sq +ravec 0 6r<s.
D’où : nk=(ns)q×nr. Or : ns≡1 mod d. Donc : (ns)q≡1 mod d.
Et comme nk≡1 mod d, il en résulte : nr≡1 mod d.
Or r<set sest le plus petit entier naturel non nul ayant cette propriété. Donc
r=0 et donc sdivise k.
b. 1 point On a vu au 1.d que : n8≡1 mod d. Donc d’après a,sest un diviseur
de k=8.
c. 2 points D’après 1.c, l’entier dest premier avec n. Si, de plus, dest premier, alors
il découle du petit théorème de Fermat que :
nd−1≡1 mod d.
Comme d>2 (car premier) alors k=d−1 est un entier naturel non nul. D’où,
d’après a,sdivise k, i.e. sdivise d−1.
On a donc montré que :
Si dest un diviseur premier de A(n), alors sest un diviseur de d−1.