•On choisit ensuite a2dans l’ensemble {0,...,8}et distinct de la deuxi`eme d´ecimale de f(2) ; donc
a=f(2).
•Plus g´en´eralement, on choisit la n-i`eme d´ecimale ande adans l’ensemble {0,...,8}et distincte de
la n-i`eme d´ecimale de f(n); donc a=f(n).
•Les d´ecimales de ane peuvent valoir 9, donc le d´eveloppement a=0,a
1a2... est le d´eveloppement
d´ecimal propre de a.Commea=f(n) pour tout nl’application fn’est pas surjective.
Remarque : d´eveloppement d´ecimal des nombres strictement n´egatifs. Pour les nombres r´eels
n´egatifs l’usage est d’´ecrire plutˆot x=−|x|o`u l’on d´eveloppe |x|dans son ´ecriture d´ecimale. Ainsi, le
nombre −πs’´ecrit −3,14159 ... plutˆot que (−4),85840 ...
1.2 Cas des nombres rationnels
Soit aun nombre rationnel positif. Notons a=p
qson ´ecriture irr´eductible,i.e. avec pet qdes nombres
entiers premiers entre eux. Nous allons ´etudier le d´eveloppement d´ecimal de a:nousd´emontrerons
qu’il est p´eriodique et ´etudierons sa p´eriode en fonction du d´enominateur q.
a) •Si les seuls diviseurs premiers de qsont 2 et 5, on ´ecrit q=2
k5�. Alors 10ma∈No`u m=
max(k, �), de sorte que aest un nombre d´ecimal (avec mchiffres apr`es la virgule).
•Inversement, si aest d´ecimal avec mchiffres apr`es la virgule, on a 10ma∈N,desorteque
q|10m(puisque p
qest l’´ecriture irr´eductible de 10ma
10m), puis que qest de la forme 2k5�avec
kmet �m.Enfin,siaposs`ede exactement mchiffres apr`es la virgule, 10m−1a∈ N, donc
m= max(k, �).
b) •Supposons que le d´enominateur qest premier avec 10 et q= 1. Notons p=dq +rla division
euclidienne de ppar qavec 1 rq−1. Notons que r= 0 puisque pet qsont premiers entre
eux et q>1.
Comme qet 10 sont premiers entre eux, la classe de 10 est un ´el´ement du groupe (Z/qZ)∗
des ´el´ements inversibles de Z/qZ. Notons kl’ordre de 10 dans ce groupe. Il en r´esulte que
10k≡1[q], donc qdivise 10k−1. Ecrivons alors 10k−1=bq et enfin
a=d+br
10k−1=d+br
+∞
n=1
10−nk.
Remarquons que br < bq =10
k−1. Notons br =
k
j=1
cj10k−json d´eveloppement d´ecimal
(autrement dit l’´ecriture d´ecimale de l’entier br est br =c1c2...c
k). On a alors a=d+
+∞
n=0
k
j=1
cj10−(nk+j).Led´eveloppementd´ecimaldeaest donc a=d+
+∞
j=1
cj10−jo`u l’on a
prolong´e les cjpar p´eriodicit´e, posant cj+nk =cj(pour n∈Net 1 jk). En d’autres
termes, le d´eveloppement d´ecimal de aest a=d, c1...c
kc1...c
k...;ilestp´eriodiqueapr`esla
virgule, et kest un multiple de sa p´eriode.
•Inversement, si le d´eveloppement d´ecimal d’un nombre r´eel aest p´eriodique de p´eriode �apr`es
la virgule, on a : a=d, c1...c
�c1...c
�...,c’est-`a-dire:
a=d+
+∞
j=1
cj10−j=d+
+∞
n=0
�
j=1
cj10−(n�+j)=d+�
j=1
cj10�−j+∞
n=1
10−n�.
Enfin a=d+u
10�−1o`u u=
�
j=1
cj10�−j, donc l’´ecriture irr´eductible de aest p
qo`u qest un
diviseur de 10�−1. En particulier 10 et qsont premiers entre eux et l’ordre de 10 dans le groupe
(Z/qZ)∗divise �.
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