Nombres entiers - Collège Jules Verne

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Niveau 1
Niveau 3
Objectifs de cycle
Utiliser la division euclidienne
Effectuer une division euclidienne tests n° 1 et 2
Multiples, diviseurs et critères de divisibilité tests n° 3 et 4
Utiliser les nombres premiers
Reconnaître un nombre premier test n° 5
Décomposer un nombre en produit de nombres premiers test n° 6
Rendre une fraction irréductible test n° 7
• Les nombres entiers sont les premiers nombres vus issus de la vie quotidienne.
• À l'issue de la scolarité obligatoire, les élèves revoient ces nombres et les étudient
à partir de la division euclidienne et des notions de multiples, diviseurs et critères
de divisibilité.
• La notion de nombre premier est introduite pour simplifier une fraction.
• Des problèmes et des démonstrations sur les nombres premiers mettent en lumière
la complexité de ces nombres a priori bien connus.
A5
Nombres entiers

2
2
2
Activité Vers la division euclidienne
1. Écris les vingt premiers multiples de 24.
2. Sans poser d'opération, déduis-en le résultat de la division de :
a. 264 par 24 b. 408 par 24 c. 456 par 24
d. Qu'ont ces divisions en commun ?
Déduis-en une égalité entre le quotient, le dividende et le diviseur.
3. Sans poser d'opération, détermine le quotient et le reste de chaque division :
a. 365 par 24 b. 400 par 24 c. 164 par 24
d. Déduis-en une égalité entre le quotient, le dividende, le diviseur et le reste.
4. On considère la division euclidienne de 12 602 par 24.
a. Donne un ordre de grandeur du résultat.
b. À l'aide de la calculatrice et sans te servir de la touche Division, donne
un encadrement du quotient à la centaine, à la dizaine puis à l'unité.
Activité La division euclidienne avec un tableur
1. Avec ta calculatrice
a. Détermine le quotient et le reste dans la division euclidienne de 834 par 37.
Explique comment tu procèdes.
b. Ta calculatrice possède-t-elle une fonction qui te permet de les trouver
directement ?
2. Avec un tableur
a. Ouvre une feuille de calcul et reproduis la feuille suivante.
A B C D
1Dividende Diviseur Quotient Reste
2834 37
3
b. Dans la cellule C2, écris =QUOTIENT(A2;B2). Que constates-tu ?
c. Dans la cellule D2, écris une formule permettant de calculer le reste à partir
des cellules précédentes. Compare le résultat obtenu avec celui
de la question 1.
d. Une formule du tableur permet de calculer le reste directement. Dans la
cellule D3, écris =MOD(A2;B2). Vérifie que les résultats en D2 et D3 sont
bien égaux.
e. Sans réécrire d'autres formules, utilise ton fichier tableur pour déterminer
le quotient et le reste dans la division euclidienne de 427 par 34.
Écris l'égalité obtenue.
N OMBRES ENTIERS • A5
2
Activités de découverte
1
70

3
3
3
Activité Recherche de diviseurs
1. À l'aide des critères de divisibilité
a. Le nombre 630 est-il divisible par 2 ? Par 5 ? Par 10 ? Justifie.
b. Effectue la division euclidienne de 630 par 3. Que remarques-tu ?
Qu'en déduis-tu ?
c. Arnaud énonce la règle suivante : « Un nombre est divisible par 3
si son chiffre des unités est 3, 6 ou 9. » Qu'en penses-tu ?
d. Dans un tableau, écris la liste des multiples de 3 jusqu'à 100.
Comment les reconnaître sans calcul ?
Énonce alors une règle qui permet de déterminer si un nombre est divisible
par 3. Vérifie avec le nombre 630.
e. Reprends la question d. pour les diviseurs 9 et 4. Vérifie avec le nombre 630.
a. 630 a-t-il d'autres diviseurs faciles à déterminer ?
2. Avec ta calculatrice
a. Détermine si 17 est un diviseur de 731 puis si 19 est un diviseur de 647.
Justifie.
b. Parmi les nombres de 1 à 20, quels sont les diviseurs de 546 ? Peux-tu
appliquer la même technique pour déterminer tous les diviseurs de 546 ?
Quel est l'inconvénient de cette technique ?
3. Avec un tableur
a. En A1, entre « =546 » et recopie vers le bas jusqu'à la ligne 546.
En B1, entre « 1 » et étend la cellule vers le bas jusqu'à 546.
b. Quelle formule dois-tu écrire en C1 pour calculer le reste de la division
euclidienne de 546 par 1 ? Étends cette formule vers le bas.
Déduis-en tous les diviseurs de 546.
c. Utilise ta feuille de calcul pour déterminer tous les diviseurs de 368, 616
et 833.
Activité Nombres premiers
1. Découverte des nombres premiers
a. Décompose chaque nombre suivant en produit de deux de ses diviseurs
propres (c'est à dire ni 1 ni lui-même) : 28 ; 49 ; 105 ; 169. Y a-t-il plusieurs
possibilités ?
b. Trouve des nombres qu'on ne peut pas décomposer en produits de deux
diviseurs propres. Ces nombres sont appelés nombres premiers.
c. Donne la liste des nombres premiers compris entre 1 et 100.
2. Un nombre est-il premier ?
Pour vérifier si N est premier, on le divise par tous les nombres premiers dans
l'ordre croissant jusqu'à ce que :
- le quotient obtenu soit plus petit que le diviseur, N est alors premier.
- l'on trouve un diviseur de N, alors N n'est pas premier.
Les nombres suivants sont-ils premiers : 223 ? 117 ? 337 ? 667 ?
3. Décomposition en facteurs premiers
a. Décompose 180 en produit de diviseurs qui sont tous premiers.
Est-ce que tous tes camarades ont trouvé le même résultat ?
b. Même question avec 450, 792, 429.
N OMBRES ENTIERS • A5
3
4
71

4
4
4
1
1
2
2
Entraîne-toi à
Entraîne-toi à
Utiliser la division euclidienne
Définition
On considère un entier naturel a et un entier naturel non nul b.
Effectuer la division euclidienne de a par b, c'est trouver les deux entiers
naturels q et r tels que : a = b × q  r avec r  b où q est le quotient
(entier) et r le reste de la division euclidienne.
» Remarque : Le couple (q ; r) est unique.
Effectuer une division euclidienne
 Énoncé
•Effectue la division euclidienne de 183
par 12.
•278 = 6 × 45  8 : quelle(s) division(s)
euclidienne(s) cette égalité
représente-t-elle ?
Correction
• On peut donc écrire :
183 = 12 × 15 + 3
avec 3  12.
•8  45 mais 8  6 donc l'égalité représente
la division euclidienne de 278 par 45 mais
ne peut pas représenter celle de 278 par 6.
Définitions
Quand le reste de la division euclidienne est nul, on dit que :
b divise a ou que b est un diviseur de a ou que
a est un multiple de b ou que a est divisible par b.
» Exemples : 1 274 = 49 × 26 + 0. 49 et 26 divisent 1 274. On dit alors que :
•1 274 est divisible par 49 (et par 26) ;
•49 est un diviseur de 1 274 (et 26 aussi) ;
•1 274 est donc un multiple de 49 (et de 26).
Règles de divisibilité
•Un nombre entier est divisible par 2 si son chiffre des unités est 0, 2, 4, 6 ou 8.
•Un nombre entier est divisible par 5 si son chiffre des unités est 0 ou 5.
•Un nombre entier est divisible par 3 si la somme de ses « chiffres *»
est un multiple de 3.
* Il s'agit des nombres représentés par chacun des chiffres
Utiliser les nombres premiers
Définition
Un nombre premier est un nombre qui n'a que deux diviseurs : 1 et lui-même.
» Remarque : 1 n'est pas premier
» Exemple
Voici la liste des 10 premiers nombres premiers : 2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11 ; 13 ; 17 ; 19 ; 23 ; 29.
Propriété
Tout nombre entier peut se décomposer de manière unique sous la forme
d'un produit de nombres premiers.
N OMBRES ENTIERS • A5
b
q
a
r
12
1
381
63 5
3
Cours et méthodes
72

5
5
5
Niveau
3
Entraîne-toi à
Entraîne-toi à
Entraîne-toi à
Entraîne-toi à
Niveau
1
Effectuer une décomposition en facteurs premiers
 Énoncé
Décompose en produit de facteurs premiers le
nombre 4680.
Correction
4 680 est pair, donc divisible par 2.
4680 ÷ 2 = 2340 ; nombre pair, divisible par 2
2340 ÷ 2 = 1170 ; nombre pair, divisible par 2
1170 ÷ 2 = 585 ; fini par 5, divisible par 5
585 ÷ 5 = 117 ; 1 + 1 + 7 = 9, divisible par 3
117 ÷ 3 = 39 ; 3 + 9 = 12, divisible par 3
39 ÷ 3 = 13 ; nombre premier
La décomposition de 4 680 est donc :
4 680 = 23 × 32 × 5 × 13
Définition
Une fraction est irréductible lorsque son numérateur et son dénominateur
ont 1 pour seul diviseur commun.
Rendre une fraction irréductible
 Énoncé
Rends la fraction
280
448
irréductible.
Correction
On commence par décomposer 280 et 448
en facteurs premiers.
280 = 23 × 7 × 5 et 448 = 26 × 7
280
448
=
2
3
×5×7
2
6
×7
=
5
23
=
5
8
qui est irréductible
car 5 et 8 n'ont que 1 comme diviseur
commun.
1 Effectue les divisions euclidiennes suivantes : 354 par 16 et 6 384 par 84.
2 851 = 19 × 43  34. Sans effectuer de division, donne le quotient et le reste de la division
euclidienne de 851 par 43 puis ceux de la division euclidienne de 851 par 19.
3 Trouve toutes les possibilités pour le chiffre manquant #, sachant que 3 et 4 divisent le
nombre 2 0#4.
4 Établis la liste des diviseurs des entiers suivants : 60, 43 et 36.
5 Les nombres suivants sont -ils premiers ? 23 ; 79 ; 91
6 Décompose 276 et 161 en facteurs premiers.
7 Rends les fractions
48
60
et
276
161
irréductibles.
N OMBRES ENTIERS • A5
Je me teste
73