📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Division euclidienne : Pour $a \in \mathbb{Z}$ et $b \in \mathbb{N}^*$, il existe un unique couple $(q, r)$ tel que $a = bq + r$ avec $0 \leq r < b$.
- Congruence : $a \equiv b [n] \iff n | (a-b)$. Propriétés : compatibilité avec l'addition, la multiplication et la puissance.
- PGCD et PPCM : $d = \text{pgcd}(a, b)$ est le plus grand diviseur commun. $a \cdot b = \text{pgcd}(a, b) \cdot \text{ppcm}(a, b)$.
- Théorème de Bézout : $\text{pgcd}(a, b) = 1 \iff \exists (u, v) \in \mathbb{Z}^2, au + bv = 1$.
- Théorème de Gauss : Si $a | bc$ et $\text{pgcd}(a, b) = 1$, alors $a | c$.
- Petit théorème de Fermat : Si $p$ est premier et $p \nmid a$, alors $a^{p-1} \equiv 1 [p]$.
Méthodes à maîtriser
- Déterminer le PGCD par l'algorithme d'Euclide.
- Résoudre une équation diophantienne $ax + by = c$ (utiliser Bézout).
- Résoudre une congruence $ax \equiv b [n]$ (utiliser l'inverse modulaire).
- Utiliser la décomposition en facteurs premiers pour trouver les diviseurs.
Exemples corrigés
- PGCD : $\text{pgcd}(126, 45) : 126 = 2 \times 45 + 36 ; 45 = 1 \times 36 + 9 ; 36 = 4 \times 9 + 0$. Donc $\text{pgcd} = 9$.
- Congruence : Calculer $3^{100} [7]$. $3^1 \equiv 3, 3^2 \equiv 2, 3^3 \equiv 6 \equiv -1 [7]$. Donc $3^6 \equiv 1 [7]$. $100 = 6 \times 16 + 4$. $3^{100} \equiv (3^6)^{16} \times 3^4 \equiv 1^{16} \times 81 \equiv 4 [7]$.
Erreurs fréquentes
- Oublier la condition $0 \leq r < b$ dans la division euclidienne.
- Croire que $a \equiv b [n] \implies a^k \equiv b^k [n]$ est vrai mais que la réciproque est fausse.
- Confondre PGCD et PPCM.
- Ne pas vérifier si $\text{pgcd}(a, n) = 1$ avant d'utiliser l'inverse modulaire.