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(1) On va montrer que 147 divise 34n−1 si et seulement si n≡13 mod 147.
Les entiers 147 et 34 n’ayant pas de facteur premier commun, on a
Pgcd(147,34) = 1.On commence par remarquer que 147 divise 34n−1 si
et seulement si il existe m∈Ztel que 34n−1 = 147m, c’est `a dire si et
seulement si il existe une relation de Bezout entre 147 et 34 de la forme
147m+ 34n= 1. Le calcul des relations de Bezout entre 147 peut ˆetre
effectu´e `a l’aide de l’algorithme d’Euclide ´etendu d´ecrit dans la solution
de l’exercice 2.
147 = 4 ∗34 + 11
34 = 3 ∗11 + 1
La seconde ´egalit´e donne une relation de Bezout entre 34 et 11. En rem-
pla¸cant 11 par 147 −4∗34 dans cette seconde ´egalit´e, on constate que
−3∗147 + 13 ∗34 = 1 est une relation de Bezout entre 147 et 34. Nous
allons d´ecrire deux m´ethodes pour d´eduire tous les ntels que 147 divise
34n−1.
Premi`ere m´ethode : on a 34n−1≡0 mod 147 si et seulement si
34n≡1 mod 147. Comme −3∗147+13∗34 = 1, la multiplication par 34
est un automorphisme de Z/147Zd’inverse la multiplication par 13. Plus
g´en´eralement, nous verrons dans l’exercice suivant que la multiplication
par 34 est un automorphisme de tout groupe cyclique d’ordre fini premier
`a 34. En d’autre termes, pour tout entier non a [n]147 = [13 ∗34n]147.
En particulier, [34n]147 = [1]147 si et seulement si [n]147 = [13 ∗34n]147 =
[13]147.
Seconde m´ethode : Pour d´eduire de l’´egalit´e −3∗147 + 13 ∗34 = 1
toutes les relations de Bezout entre 147 et 34, on remarque que l’on a
147m+ 34n= 1 si seulement si 34(n−13) + 147(m+ 3) = 0. Comme 147
and 34 sont premiers entre eux, l’´egalit´e 34(n−13) + 147(m+ 3) = 0 est
possible 1si et seulement si il existe un entier ktel que n= 13 + 147ket
m=−3 + 34k.
(2) La multiplication par un nombre entier dans Z/20Zet plus g´en´eralement
dans un groupe cyclique est un homomorphisme de groupe. Cette affir-
mation est une cons´equence de la distributivit´e de la multiplication par
rapport `a l’addition. Comme Z/20Zest un ensemble fini, une application
de Z/20Zdans lui-mˆeme est bijective si et seulement si elle est injective.
Ainsi pour pour montrer que fest un automorphisme de groupe, il suffit
de montrer que ker(f) = {[0]20}.
1une mani`ere simple de le prouver consiste ˜
A utiliser le Lemme d´ecrit dans la seconde
question