Fichier ‹‹ Livre 1 (Arithmétique)›› , 17/7/2002 -
Théorème Pour tout couple (a,b)d’entiers naturels aet bnon nuls dont d
est le PGCD, on dispose de l’égalité
div a∩div b=div d.
Démonstration • C’est clair d’aprèsladéfinition et le théorème précédent.
Exemple • Ainsi, le PGCD de 30 576 =24·3·72·13 et de 6 600 =23·3·52·11 est égal
à23·3=24. Les 60 diviseurs de 30 576 et les 48 diviseurs de 6 600 ont en commun les 8
diviseurs de 24, àsavoir 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12 et 24.
Remarque • Si l’on permet aux entiers aet bd’être négatifs et non nuls, rien ne change si l’on
définit alors le PGCD de aet de bcomme étant celui de |a|et de |b|, puisque les diviseurs
de net de −nsont les mêmes pour tout entier relatif n. Par contre, on imposera au PGCD
d’être toujours positif.
Par ailleurs, si l’on prend b=0 par exemple, l’ensemble des diviseurs de bétant N(ou Z)
toutentier,onvoitquel’intersection des ensembles de diviseurs de aet de 0 est l’ensemble
div a; il est donc normal de poser alors PGCD (a,0)=|a|et, de même, PGCD (0,b)=|b|.
Enfin le cas a=b=0 est tel que l’ensemble des diviseurs communs est N(ou Z) tout
entier. Il est donc normal, et cohérent avec ce qui précède, de poser PGCD (0,0)=0. Toutes
ces extensions seront tacitement admises dans ce qui suit. Il faut toutefois prendre garde à
ce que, dans ces nouvelles conditions, les expressions du PGCD àpartir des décompositions
en facteurs premiers et la remarque selon laquelle le PGCD est bien le ‹‹ plus grand›› diviseur
commun ne sont plus toujours exactes.
b. L’opérateur PGCD possède,enoutredesprécédentes, de nombreuses propriétés. Toutes
les suivantes sont également essentielles àconnaître.
Théorème Pour tout couple (a,b)d’entiers relatifs, on dispose des égalités
a∧b=b∧a,a∧a=a∧0=|a|,a∧1=1
et des relations
div a∩div b=div (a∧b), (a∧b)|a,(a∧b)|b.
Démonstration • C’est clair d’après les résultats et les extensions qui précèdent.
Théorème Pour tout couple (a,b)d’entiers relatifs, on dispose de l’égalité
(a−b)∧b=a∧b.
114 Mathématiques Arithmétique et nombres entiers