TS-spe Contrôle : PGCD, Bézout, Gauss
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Contrôle : PGCD, Bézout, Gauss
E 1 .. correction
1. On se propose, dans cette question, de déterminer tous les entiers relatifs N
tels que
N5 (13)
N1 (17)
(a) Vérifier que 239 est solution de ce système.
(b) Soit Nun entier relatif solution de ce système.
Démontrer que Npeut s'écrire sous la forme N=1+17x=5+13yxet y
sont deux entiers relatifs vérifiant la relation 17x13y=4.
(c) Résoudre l'équation 17x13y=4xet ysont des entiers relatifs.
(d) En déduire qu'il existe un entier relatif ktel que N=18 +221k.
(e) Démontrer l'équivalence entre N18 (221) et
N5 (13)
N1 (17)
.
2. Dans cette question, toute trace de recherche, même incomplète, ou d'initiative,
même infructueuse, sera prise en compte dans l'évaluation.
Existe-t-il un entier naturel ltel que 10l18 (221) ?
E 2 .. correction
1. Montrer que deux entiers naturels consécutifs non nuls sont premiers entre eux.
2. Soit nun entier naturel non nul. Montrer que si on prend n+1entiers compris
entre 1et 2nil y en a toujours deux qui sont premiers entre eux.
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Correction
E 1 .. énoncé
1. (a) 239 =13 ×18 +5donc 239 5 (13)
239 =17 ×14 +1donc 239 1 (17)
Donc 239 est solution du système.
(b) N5 (13) signifie : il existe ytel que N=13y+5;
De même N1 (17) signifie : il existe xtel que N=17x+1.
Toute solution Ndu système peut donc s'écrire de deux façons :
13y+5ou 17x+1et 13y+5=17x+1.
Or 13y+5=17x+1équivaut à 17x13y=4, avec (x;y)2.
(c) Le couple (1 ; 1) est une solution évidente : 17 ×113 ×1=4.
17x13y=417x13y(17 ×113 ×1)=44
17(x1) 13(y1) =0
17(x1) =13(y1)
On en déduit alors :
17 étant premier avec 13 , il divise, d'après le théorème de Gauss, (y1) ;
il existe donc ktel que y1=17k, c'est à dire tel que y=17k+1;
de la même manière, il existe ktel que x=13k+1.
Réciproquement, déterminons pour quelles valeurs de ket kxet ysont solu-
tions.
17 (13k+1)13 (17k+1)=0k=k
Les couples solutions s'écrivent sous la forme (13k+1 ; 17k+1), k.
(d) Si Nest solution du système alors il existe (x;y)=(13k+1 ; 17k+1), k,
tel que N=17y+1=13y+5, c'est à dire tel que N=17(13k+1) +1=
221k+17 +1=221k+18 ,k.
(e) On a déjà démontré ci-dessus que
N5 (13)
N1 (17)
N18 (221).
Réciproquement :
Si N18 (221) alors il existe ktel que N=221k+18 .
Or 221k+18 5 (13) donc N5(13).
De la même manière, si N18 (221) alors N1(17).
2. On a vu que 1018 (221) =
105 (13)
101 (17)
Or
1001 (13)
101≡ −3 (13)
1029 (13)
103≡ −1 (13)
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1043 (13)
1054 (13)
1061 (13)
Pour tout , il existe un couple d'entiers naturels qet 0r<6tel que
=6q+r. On a alors 10=(106)q×10r10r(13).
On en déduit que dans la division par 13, tous les nombres 10ont donc comme
reste : 3 ; 1 ; 1 ; 3 ; 4 ; 9 , mais jamais 5.
Conclusion : il n'existe pas d'entier tel que 1018 (221) .
E 2 .. énoncé
1. 1×(n+1)+(1)×n=1, donc d'après le théorème de Bézout net n+1sont
premiers entre eux.
2. Si on prend n+1entiers compris entre 1et 2nalors il y en a au moins deux
qui sont consécutifs et qui sont donc premiers entre eux.
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