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Mathématiques · Tronc Commun — Sciences Expérimentales

Arithmétique dans N

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

  • Divisibilité : Soient $a, b \in \mathbb{N}^*$. On dit que $b$ divise $a$ ($b|a$) s'il existe $k \in \mathbb{N}$ tel que $a = b \times k$.
  • Division euclidienne : Pour $a \in \mathbb{N}$ et $b \in \mathbb{N}^*$, il existe un unique couple $(q, r)$ tel que $a = bq + r$ avec $0 \leq r < b$.
  • Nombres premiers : Un nombre est premier s'il admet exactement deux diviseurs : 1 et lui-même. (Ex: 2, 3, 5, 7, 11...). 1 n'est pas premier.
  • Décomposition : Tout entier $n > 1$ s'écrit de manière unique : $n = p_1^{\alpha_1} \times p_2^{\alpha_2} \times \dots \times p_k^{\alpha_k}$.

Méthodes à maîtriser

  • Déterminer tous les diviseurs d'un nombre en utilisant sa décomposition.
  • Utiliser la décomposition pour trouver le PGCD (produit des facteurs communs avec le plus petit exposant) et le PPCM (produit de tous les facteurs avec le plus grand exposant).
  • Étudier la parité d'une expression (ex: $n(n+1)$ est toujours pair).

Exemples corrigés

  • Exemple 1 : Décomposer 60. $60 = 6 \times 10 = (2 \times 3) \times (2 \times 5) = 2^2 \times 3 \times 5$.
  • Exemple 2 : PGCD(60, 45). $60 = 2^2 \times 3 \times 5$ et $45 = 3^2 \times 5$. PGCD = $3^1 \times 5^1 = 15$.

Erreurs fréquentes

  • Oublier que 1 n'est pas un nombre premier.
  • Confondre PGCD (plus petit exposant) et PPCM (plus grand exposant).
  • Penser que si $a|bc$, alors $a|b$ ou $a|c$ (Faux, sauf si $a$ est premier).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Arithmétique dans N

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Quel est le nombre de diviseurs de 10 ?

❓ Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'un nombre premier ?

Un nombre premier est un entier naturel qui possède exactement deux diviseurs distincts : 1 et lui-même.

  1. Il ne doit pas être égal à 1.
  2. Il ne doit pas avoir d'autres diviseurs que 1 et lui-même.

💡 À retenir : Les premiers nombres premiers sont 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.

Kifach n3ref wach l3dad awali wla la ?

Bach t3ref wach l3dad $n$ awali:

  1. Ktb 3dad li kbar men 1 o sghar men $n$.
  2. Qsem $n$ 3la l2a3dad l2awaliya (2, 3, 5, 7...) li sghar men $\sqrt{n}$.
  3. Ila lqiti chi qisma baki dyalha 0, rah machi awali.
  4. Ila malqiti walo, rah awali.

💡 À retenir : Teste uniquement la divisibilité par les nombres premiers inférieurs à la racine carrée du nombre.

Quelle est la différence entre PGCD et PPCM ?
  1. Le PGCD (Plus Grand Commun Diviseur) est le plus grand nombre qui divise à la fois $a$ et $b$.
  2. Le PPCM (Plus Petit Commun Multiple) est le plus petit nombre qui est un multiple à la fois de $a$ et $b$.

💡 À retenir : PGCD utilise les facteurs communs avec le plus petit exposant ; PPCM utilise tous les facteurs avec le plus grand exposant.

Chno hiya lqisma l2iqlidiya ?

Hiya l3amaliya li kat3tina lkharij o lbaki dyal qismat joj a3dad.

  1. $a = b \times q + r$.
  2. $q$ houwa lkharij.
  3. $r$ houwa lbaki, khasso ykoun dima sghar men $b$ o kbar aw yساوي 0.

💡 À retenir : La condition $0 \leq r < b$ est obligatoire pour que la division soit euclidienne.

Est-ce que 0 est un nombre premier ?

Non, 0 n'est pas un nombre premier.

  1. Les nombres premiers sont des entiers naturels supérieurs ou égaux à 2.
  2. 0 possède une infinité de diviseurs (tous les entiers non nuls divisent 0).

💡 À retenir : Un nombre premier doit avoir exactement deux diviseurs.

Kifach n-décomposer chi 3dad kbir ?
  1. Bda bqisma 3la asghar 3dad awali (2).
  2. Ila l3dad maysmch 3la 2, doz l 3, men be3d 5, 7...
  3. Kteb l3dad 3la chkl jda2 dyal had l2a3dad.

💡 À retenir : Utilise la méthode de la barre verticale pour ne rien oublier.

Si a|b et b|c, est-ce que a|c ?

Oui, c'est la propriété de transitivité de la divisibilité.

  1. $a|b$ signifie $b = ak$.
  2. $b|c$ signifie $c = bm$.
  3. En remplaçant $b$, on obtient $c = (ak)m = a(km)$. Donc $a|c$.

💡 À retenir : La relation de divisibilité est transitive.

Comment montrer qu'un nombre est pair ?

Un nombre est pair s'il peut s'écrire sous la forme $2k$ où $k \in \mathbb{N}$.

  1. Si tu as une expression, essaie de factoriser par 2.
  2. Exemple : $2n + 4 = 2(n + 2)$, donc c'est pair.

💡 À retenir : Le produit de deux entiers consécutifs $n(n+1)$ est toujours pair.

Est-ce que 1 est un nombre premier ?

Non, 1 n'est pas un nombre premier.

  1. Par définition, un nombre premier doit avoir exactement deux diviseurs distincts.
  2. Le nombre 1 n'a qu'un seul diviseur : lui-même.

💡 À retenir : La définition impose d'avoir deux diviseurs, donc 1 est exclu.

Pourquoi on utilise la décomposition en facteurs premiers ?

C'est l'outil le plus puissant en arithmétique pour :

  1. Trouver facilement le PGCD et le PPCM.
  2. Compter le nombre de diviseurs d'un entier.
  3. Simplifier des fractions ou des racines carrées.

💡 À retenir : La décomposition est la "carte d'identité" d'un nombre.

Est-ce que le produit de deux nombres premiers est premier ?

Non, jamais.

  1. Si $p$ et $q$ sont premiers, le nombre $n = p \times q$ a au moins 4 diviseurs : 1, $p$, $q$ et $p \times q$.
  2. Un nombre premier ne doit avoir que 2 diviseurs.

💡 À retenir : Le produit de deux nombres premiers est un nombre composé.

Comment trouver le nombre de diviseurs d'un entier ?
  1. Décompose le nombre : $n = p_1^{\alpha_1} \times p_2^{\alpha_2} \dots$
  2. Ajoute 1 à chaque exposant : $(\alpha_1 + 1) \times (\alpha_2 + 1) \dots$
  3. Le résultat est le nombre total de diviseurs.

💡 À retenir : Exemple : $12 = 2^2 \times 3^1$. Nombre de diviseurs = $(2+1)(1+1) = 6$.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

  1. Décomposer le nombre 1260 en produit de facteurs premiers.
  2. Déterminer le PGCD(1260, 450).
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Exercice 2

Montrer que pour tout $n \in \mathbb{N}$, le nombre $A = n(n+1)(n+2)$ est divisible par 6.

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Exercice 3

Soit $n \in \mathbb{N}$. On pose $x = 2n+1$ et $y = 3n+2$. Montrer que $x$ et $y$ sont premiers entre eux (PGCD=1).

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