jeudi 17 octobre 2024

congruences

 

Notions de congruences

Pour la suite, vous aurez besoin de comprendre ce qu’est une congruence. Voici les indispensables.

Si a et b sont deux nombres entiers, avec a > b, la division euclidienne de a par b s’écrit:

a=bq+r,0r<b.

On dira alors que a est congru à r modulo b, et on écrira:

armodb.
C’est ça une congruence.

Un résultat important est le suivant: si k est un entier naturel,

armodbakrkmodb.
Nous nous en servirons pour le critère de divisibilité par 3 et 9.

Un autre résultat important est que : si a < b et si b = a + r, alors:

armodb.
Par exemple,
10=111
donc:
101mod11.
Nous nous en servirons pour établir le critère de divisibilité par 11.

Congruences et critère de divisibilité par 3

Commençons par un critère connu depuis le collège:

Un nombre est divisible par 3 quand la somme de ses chiffres l’est aussi.

Critère de divisibilité par 3

Notons:

N=k=0nxk×10k
c’est-à-dire:
N=xn×10n+xn1×10n1+cdots+10x1+x0.
Par exemple,
148=100+40+8=1×102+4×101+8×100.

Nous savons que:

10=3×3+1
et donc que:
101mod3
et donc que pour tout entier naturel k:
10k1mod3.

Ainsi,

Nk=0nxkmod3,
autrement dit:
Nxn+xn1++x1+x0mod3.

On a alors:

N divisible par 3N0mod3xn+xn1++x1+x00mod3
ce qui signifie que N est divisible par 3 si et seulement si la somme de ses chiffres l’est aussi.

Au passage, on remarquera que remplacer « 3 » par « 9 » ne change rien à la démonstration, ce qui signifie le résultat suivant:



Un nombre est divisible par 9 si la somme de ses chiffres l’est aussi.

Congruences et critère de divisibilité par 11

Les notations sont les mêmes que précédemment.

Nous savons que:

101mod11

donc nous pouvons écrire:

Nk=0nxk×(1)kmod11k pairxk+k impair(1)xkmod11k pairxkk impairxkmod11

Ainsi,

N divisible par 11N0mod11k pairxkk impairxk0mod11

Cela peut paraître compliqué au prime abord, mais c’est très simple au final. Regardons sur un exemple. Soit:

N=5025449.

Le critère de divisibilité que nous venons de trouver suggère d’ajouter tous les chiffres de rangs pairs (notons P cette somme) et tout ceux de rangs impairs (notons I cette somme).

P=9+4+2+5=20I=4+5+0=9

PI=209=110mod11 donc N0mod11, et donc N est divisible par 11.

Congruences et critère de divisibilité - Mathweb.fr - Par 3, 11, 13, 7 et... 17?



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Merci pour vos remarques sur ce domaine ,complexe en compréhension, qui heurte nos habitudes : (chiffre et nombre et base de numération) :