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Arithmétique — cours

4ème année (Bac) · section Informatique · mathématiques, programme officiel tunisien.

Le cours

Point de départ · 1

On effectue la division de −25-25 par 44. En écrivant −25=4×(−6)−1-25 = 4 \times (-6) - 1, le nombre −1-1 peut-il être le reste euclidien ?

Remarque

Une division euclidienne impose toujours que le reste soit un entier naturel : il doit obligatoirement être positif ou nul (r≥0r \ge 0).

Définition · 2

Théorème de la division euclidienne dans Z\mathbb{Z}

a=bq+ravec0≤r<∣b∣a = bq + r \quad \text{avec} \quad 0 \le r < |b|

a∈Zetb∈Z∗a \in \mathbb{Z} \quad \text{et} \quad b \in \mathbb{Z}^*

Il existe un unique couple d'entiers relatifs (q,r)(q, r) vérifiant ces deux conditions. L'entier qq est le quotient et l'entier rr est le reste.

Vocabulaire

  • dividende — aa
  • diviseur — bb
  • quotient — qq
  • reste — rr

Exemple travaillé · 3

Déterminer le quotient qq et le reste rr de la division euclidienne de −317-317 par 2121.

1

On pose la division euclidienne de 317317 par 2121 :

2
317=21×15+2317 = 21 \times 15 + 2
3

On multiplie chaque membre par −1-1 pour faire apparaître le dividende −317-317 :

4
−317=21×(−15)−2-317 = 21 \times (-15) - 2
5

Le nombre −2-2 est négatif : il ne peut pas être un reste euclidien. On retranche et on ajoute 2121 pour compenser :

6
−317=21×(−15)−21+(21−2)=21×(−16)+19-317 = 21 \times (-15) - 21 + (21 - 2) = 21 \times (-16) + 19
7

On vérifie l'encadrement réglementaire du reste :

8
0≤19<210 \le 19 < 21
9

Le quotient est q=−16q = -16 et le reste est r=19r = 19.

Exemple travaillé · 4

Déterminer le quotient qq et le reste rr de la division euclidienne de −671-671 par −6-6.

1

Le diviseur est b=−6b = -6. Le reste doit impérativement vérifier :

2
0≤r<∣−6∣  ⟺  0≤r<60 \le r < |-6| \iff 0 \le r < 6
3

On effectue d'abord la division euclidienne de 671671 par 66 :

4
671=6×111+5671 = 6 \times 111 + 5
5

On adapte les signes pour faire apparaître le diviseur −6-6 :

6
−671=(−6)×111−5-671 = (-6) \times 111 - 5
7

Le reste provisoire −5-5 est négatif. On retranche et on ajoute ∣−6∣=6|-6| = 6 :

8
−671=(−6)×111−6+(6−5)=(−6)×112+1-671 = (-6) \times 111 - 6 + (6 - 5) = (-6) \times 112 + 1
9

Comme 0≤1<60 \le 1 < 6, l'égalité traduit la division euclidienne : le quotient est q=112q = 112 et le reste est r=1r = 1.

Piège classique · 5

Pour diviser −45-45 par 77, un élève écrit : −45=7×(−6)−3-45 = 7 \times (-6) - 3. Il conclut que le quotient est −6-6 et le reste est −3-3. Cette réponse est-elle valide ?

Attention

Accepter r=−3r = -3 comme reste sous prétexte que l'égalité arithmétique 7×(−6)−3=−457 \times (-6) - 3 = -45 est exacte.

À la place : Un reste euclidien doit obligatoirement vérifier 0≤r<70 \le r < 7. Il faut écrire −45=7×(−7)+4-45 = 7 \times (-7) + 4 : le quotient est −7-7 et le reste est 44.

Vérification · 6

Détermine le quotient qq et le reste rr de la division euclidienne de −50-50 par 88.

Remarque

On a −50=8×(−7)+6-50 = 8 \times (-7) + 6. Le quotient est −7-7 et le reste est 66, car 0≤6<80 \le 6 < 8. L'écriture 8×(−6)−28 \times (-6) - 2 aurait donné un reste négatif, ce qui contredit le théorème.

Point de départ · 7

Quel est le PGCD de −24-24 et 5656 ?

Remarque

Le PGCD de deux entiers non nuls est le plus grand entier qui les divise tous les deux : c'est obligatoirement un entier naturel strictement positif. On a donc (−24)∧56=∣−24∣∧56=24∧56=8(-24) \wedge 56 = |-24| \wedge 56 = 24 \wedge 56 = 8.

Définition · 8

PGCD, PPCM et forme irréductible dans Z\mathbb{Z}

Soient aa et bb deux entiers relatifs non nuls. Le PGCD et le PPCM sont des entiers naturels strictement positifs calculés à partir des valeurs absolues :

a∧b=∣a∣∧∣b∣eta∨b=∣a∣∨∣b∣a \wedge b = |a| \wedge |b| \quad \text{et} \quad a \vee b = |a| \vee |b|

Le produit du PGCD et du PPCM est égal à la valeur absolue du produit des deux entiers :

(a∧b)×(a∨b)=∣ab∣(a \wedge b) \times (a \vee b) = |ab|

Si d=a∧bd = a \wedge b, il existe un unique couple d'entiers relatifs (a′,b′)(a', b') tel que :

a=da′etb=db′aveca′∧b′=1a = da' \quad \text{et} \quad b = db' \quad \text{avec} \quad a' \wedge b' = 1

Exemple travaillé · 9

Déterminer a∧ba \wedge b puis a∨ba \vee b pour a=123a = 123 et b=−82b = -82.

1

On utilise la valeur absolue pour se ramener à des entiers naturels :

2
123∧(−82)=123∧∣−82∣=123∧82123 \wedge (-82) = 123 \wedge |-82| = 123 \wedge 82
3

On effectue l'algorithme d'Euclide entre 123123 et 8282 :

4
123=82×1+41123 = 82 \times 1 + 41
5
82=41×2+082 = 41 \times 2 + 0
6

Le dernier reste non nul est 4141, donc a∧b=41a \wedge b = 41.

7

On calcule le PPCM par la relation fondamentale :

8
a∨b=∣ab∣a∧b=∣123×(−82)∣41=1008641=246a \vee b = \frac{|ab|}{a \wedge b} = \frac{|123 \times (-82)|}{41} = \frac{10086}{41} = 246

Définition · 10

Combinaisons linéaires et diviseurs communs

Tout diviseur commun à deux entiers divise toute combinaison linéaire de ces deux entiers :

d∣aetd∣b  ⟹  d∣(ua+vb)pour tous u,v∈Zd \mid a \quad \text{et} \quad d \mid b \implies d \mid (ua + vb) \quad \text{pour tous } u, v \in \mathbb{Z}

Comme le PGCD a∧ba \wedge b est un diviseur commun à aa et bb, il divise toute combinaison linéaire de aa et bb :

(a∧b)∣(ua+vb)(a \wedge b) \mid (ua + vb)

Exemple travaillé · 11

Soit n∈Nn \in \mathbb{N}. On pose a=2n+8a = 2n+8 et b=3n+15b = 3n+15. Montrer que a∧ba \wedge b divise 66.

1

Soit d=a∧bd = a \wedge b. Le nombre dd divise toute combinaison linéaire de aa et bb.

2

On choisit les coefficients u=3u = 3 et v=−2v = -2 pour éliminer le terme en nn :

3
3a−2b=3(2n+8)−2(3n+15)3a - 2b = 3(2n+8) - 2(3n+15)
4
3a−2b=(6n+24)−(6n+30)=−63a - 2b = (6n + 24) - (6n + 30) = -6
5

Puisque dd divise −6-6, dd divise nécessairement son opposé ∣−6∣=6|-6| = 6.

Piège classique · 12

On a établi que pour tout n∈Nn \in \mathbb{N}, le PGCD de a=2n+8a = 2n+8 et b=3n+15b = 3n+15 divise 66. Peut-on affirmer que (2n+8)∧(3n+15)=6(2n+8) \wedge (3n+15) = 6 pour tout entier nn ?

Attention

Affirmer que le PGCD est égal à 66 dès que la combinaison linéaire sans nn est égale à −6-6.

À la place : L'égalité 3a−2b=−63a - 2b = -6 prouve seulement que a∧ba \wedge b divise 66, donc a∧b∈{1;2;3;6}a \wedge b \in \{1 ; 2 ; 3 ; 6\}. Pour n=0n = 0, on a a=8a = 8 et b=15b = 15 : or 8∧15=1≠68 \wedge 15 = 1 \neq 6.

Vérification · 13

Soit n∈Nn \in \mathbb{N}. On pose u=n+1u = n+1 et v=n+9v = n+9. Quelle est la valeur maximale que peut prendre le PGCD u∧vu \wedge v ?

Remarque

On effectue la différence : v−u=(n+9)−(n+1)=8v - u = (n+9) - (n+1) = 8. Le PGCD u∧vu \wedge v divise donc 88. Les diviseurs positifs de 88 sont 1,2,41, 2, 4 et 88. La valeur maximale possible est donc 88 (atteinte par exemple pour n=7n = 7, car 8∧16=88 \wedge 16 = 8).

Point de départ · 14

Existe-t-il un couple d'entiers relatifs (x,y)(x, y) tel que 6x+9y=56x + 9y = 5 ?

Remarque

On peut factoriser le membre de gauche par 33 : 6x+9y=3(2x+3y)6x + 9y = 3(2x + 3y). Quel que soit le choix des entiers xx et yy, l'expression 6x+9y6x + 9y est un multiple de 33. Comme 33 ne divise pas 55, cette égalité est impossible dans Z\mathbb{Z}.

Définition · 15

Théorème de Bézout et condition de résolubilité

Deux entiers relatifs non nuls aa et bb sont premiers entre eux si et seulement s'il existe deux entiers relatifs uu et vv tels que :

au+bv=1au + bv = 1

Pour des entiers relatifs non nuls aa et bb et un entier cc, l'équation diophantienne linéaire ax+by=cax + by = c admet des solutions dans Z×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z} si et seulement si le PGCD de aa et bb divise cc :

(a∧b)∣c(a \wedge b) \mid c

Piège classique · 16

On considère l'équation 168x+20y=6168x + 20y = 6 d'inconnues x,y∈Zx, y \in \mathbb{Z}. Quelle étape doit-on impérativement réaliser avant de chercher une solution particulière ?

Attention

Lancer mécaniquement l'algorithme d'Euclide étendu sans vérifier si le second membre est divisible par le PGCD des coefficients.

À la place : On calcule d'abord le PGCD : 168=20×8+8168 = 20 \times 8 + 8, 20=8×2+420 = 8 \times 2 + 4, 8=4×2+08 = 4 \times 2 + 0, donc 168∧20=4168 \wedge 20 = 4. Or 44 ne divise pas 66. L'équation n'admet aucune solution dans Z×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z} (S=∅S = \emptyset), tout calcul de remontée est inutile.

Exemple travaillé · 17

Déterminer une solution particulière dans Z×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z} de l'équation 42x+5y=142x + 5y = 1.

1

On effectue les divisions euclidiennes successives de l'algorithme d'Euclide :

2
42=5×8+242 = 5 \times 8 + 2
3
5=2×2+15 = 2 \times 2 + 1
4

Le dernier reste non nul est 11, donc 42∧5=142 \wedge 5 = 1. L'équation admet des solutions entières.

5

On isole le reste 11 dans la dernière division :

6
1=5−2×21 = 5 - 2 \times 2
7

On remplace le reste précédent 2=42−5×82 = 42 - 5 \times 8 :

8
1=5−2×(42−5×8)1 = 5 - 2 \times (42 - 5 \times 8)
9
1=5−2×42+16×5=42×(−2)+5×171 = 5 - 2 \times 42 + 16 \times 5 = 42 \times (-2) + 5 \times 17
10

Le couple (x0,y0)=(−2,17)(x_0, y_0) = (-2, 17) est une solution particulière de l'équation.

Exemple travaillé · 18

Sachant que 42(−2)+5(17)=142(-2) + 5(17) = 1, déterminer une solution particulière de 42x+5y=342x + 5y = 3, puis une solution particulière de 168u+20v=4168u + 20v = 4.

1

Pour 42x+5y=342x + 5y = 3, on multiplie l'égalité de Bézout par le second membre 33 :

2
42×[(−2)×3]+5×[17×3]=1×342 \times [(-2) \times 3] + 5 \times [17 \times 3] = 1 \times 3
3
42×(−6)+5×51=342 \times (-6) + 5 \times 51 = 3
4

Le couple (x0,y0)=(−6,51)(x_0, y_0) = (-6, 51) est une solution particulière de 42x+5y=342x + 5y = 3.

5

Pour l'équation 168u+20v=4168u + 20v = 4, on simplifie chaque terme par 44 :

6
168u+20v=4  ⟺  4(42u+5v)=4×1  ⟺  42u+5v=1168u + 20v = 4 \iff 4(42u + 5v) = 4 \times 1 \iff 42u + 5v = 1
7

On reconnaît directement l'équation résolue à l'étape précédente : une solution particulière est (u0,v0)=(−2,17)(u_0, v_0) = (-2, 17).

Vérification · 19

On donne 35∧14=735 \wedge 14 = 7. Parmi les trois équations suivantes, laquelle admet des solutions entières dans Z×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z} ?

Remarque

Une équation 35x+14y=c35x + 14y = c admet des solutions entières si et seulement si 35∧1435 \wedge 14 divise cc, c'est-à-dire si 77 divise cc. Comme 77 divise 2121 (21=7×321 = 7 \times 3), l'équation 35x+14y=2135x + 14y = 21 admet des solutions. En revanche, 77 ne divise ni 2020 ni 2222.

Point de départ · 20

Le nombre 66 divise le produit 4×9=364 \times 9 = 36. Peut-on en déduire que 66 divise 44 ou que 66 divise 99 ?

Remarque

Non, car 66 ne divise ni 44 ni 99. Un entier peut parfaitement diviser un produit sans diviser aucun des facteurs. Pour garantir la transmission de la divisibilité à l'un des facteurs, une condition de coprimalité est indispensable : c'est l'objet du lemme de Gauss.

Définition · 21

Lemme de Gauss et divisibilité conjointe

Soient aa, bb et cc trois entiers relatifs non nuls. Si aa divise le produit bcbc et si aa est premier avec bb, alors aa divise nécessairement cc :

a∣bceta∧b=1  ⟹  a∣ca \mid bc \quad \text{et} \quad a \wedge b = 1 \implies a \mid c

Conséquence pour la divisibilité simultanée : si deux entiers divisent un même nombre et sont premiers entre eux, leur produit le divise également :

a∣c,b∣ceta∧b=1  ⟹  ab∣ca \mid c, \quad b \mid c \quad \text{et} \quad a \wedge b = 1 \implies ab \mid c

Piège classique · 22

Un entier relatif nn est divisible par 22 et par 2828. Peut-on en déduire que nn est nécessairement divisible par 2×28=562 \times 28 = 56 ?

Attention

Multiplier deux diviseurs sans vérifier au préalable qu'ils sont premiers entre eux.

À la place : La divisibilité par le produit abab exige impérativement la condition a∧b=1a \wedge b = 1. Ici, 2∧28=2≠12 \wedge 28 = 2 \neq 1. Le nombre 2828 est bien divisible par 22 et par 2828, mais n'est pas divisible par 5656.

Exemple travaillé · 23

On considère l'équation (E):5x−3y=2(E) : 5x - 3y = 2 dans Z×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z}. Sachant que (1,1)(1, 1) est une solution particulière de (E)(E), déterminer l'ensemble des solutions de (E)(E).

1

Le couple (x,y)(x, y) et la solution particulière (1,1)(1, 1) vérifient tous les deux l'équation :

2
5x−3y=2et5(1)−3(1)=25x - 3y = 2 \quad \text{et} \quad 5(1) - 3(1) = 2
3

Par soustraction membre à membre, on obtient l'égalité homogène :

4
5(x−1)−3(y−1)=0  ⟺  5(x−1)=3(y−1)5(x - 1) - 3(y - 1) = 0 \iff 5(x - 1) = 3(y - 1)
5

55 divise 3(y−1)3(y - 1). Comme 5∧3=15 \wedge 3 = 1, d'après le lemme de Gauss, 55 divise y−1y - 1. Il existe donc un entier k∈Zk \in \mathbb{Z} tel que :

6
y−1=5k  ⟹  y=5k+1y - 1 = 5k \implies y = 5k + 1
7

En remplaçant y−1y - 1 par 5k5k dans l'égalité 5(x−1)=3(y−1)5(x - 1) = 3(y - 1) :

8
5(x−1)=3(5k)  ⟹  x−1=3k  ⟹  x=3k+15(x - 1) = 3(5k) \implies x - 1 = 3k \implies x = 3k + 1
9

Réciproque : pour tout k∈Zk \in \mathbb{Z}, 5(3k+1)−3(5k+1)=15k+5−15k−3=25(3k+1) - 3(5k+1) = 15k + 5 - 15k - 3 = 2. L'ensemble des solutions est :

10
SZ×Z={(3k+1  ;  5k+1),  k∈Z}S_{\mathbb{Z} \times \mathbb{Z}} = \{(3k + 1 \; ; \; 5k + 1), \; k \in \mathbb{Z}\}

Exemple travaillé · 24

L'équation 7x−5y=17x - 5y = 1 a pour ensemble de solutions dans Z×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z} les couples (5k+3  ;  7k+4)(5k+3 \; ; \; 7k+4) avec k∈Zk \in \mathbb{Z}. Déterminer les couples (x,y)(x, y) d'entiers naturels solutions vérifiant x+y≤25x + y \le 25.

1

On traduit la condition d'appartenance à N\mathbb{N} (x≥0x \ge 0 et y≥0y \ge 0) :

2
5k+3≥0  ⟹  k≥−35et7k+4≥0  ⟹  k≥−475k + 3 \ge 0 \implies k \ge -\frac{3}{5} \quad \text{et} \quad 7k + 4 \ge 0 \implies k \ge -\frac{4}{7}
3

Puisque kk est un entier relatif, ces deux inégalités imposent k≥0k \ge 0.

4

On injecte les expressions de xx et yy dans la contrainte x+y≤25x + y \le 25 :

5
(5k+3)+(7k+4)≤25  ⟺  12k+7≤25  ⟺  12k≤18  ⟺  k≤1,5(5k + 3) + (7k + 4) \le 25 \iff 12k + 7 \le 25 \iff 12k \le 18 \iff k \le 1{,}5
6

Les entiers relatifs vérifiant 0≤k≤1,50 \le k \le 1{,}5 sont k=0k = 0 et k=1k = 1.

7

Pour k=0k = 0 : (x,y)=(3  ;  4)(x, y) = (3 \; ; \; 4). Pour k=1k = 1 : (x,y)=(8  ;  11)(x, y) = (8 \; ; \; 11). Les couples solutions sont (3  ;  4)(3 \; ; \; 4) et (8  ;  11)(8 \; ; \; 11).

Vérification · 25

On considère dans Z×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z} l'égalité 11(x−2)=13(y−1)11(x - 2) = 13(y - 1). Sachant que 11∧13=111 \wedge 13 = 1, quelle est l'expression générale de l'inconnue xx en fonction de k∈Zk \in \mathbb{Z} ?

Remarque

Comme 1111 divise 13(y−1)13(y - 1) et 11∧13=111 \wedge 13 = 1, le lemme de Gauss assure que 1111 divise y−1y - 1, donc y−1=11ky - 1 = 11k. En reportant : 11(x−2)=13(11k)  ⟺  x−2=13k11(x - 2) = 13(11k) \iff x - 2 = 13k, d'où x=13k+2x = 13k + 2.

Point de départ · 26

Les entiers 2323 et 88 ont tous les deux pour reste 33 dans la division euclidienne par 55. Leur différence 23−8=1523 - 8 = 15 est-elle un multiple de 55 ?

Remarque

Oui, car 23−8=15=5×323 - 8 = 15 = 5 \times 3. Deux entiers ont le même reste dans la division euclidienne par nn si et seulement si leur différence est un multiple de nn : c'est le principe fondamental de la relation de congruence.

Définition · 27

Relation de congruence et compatibilité opératoire

Soit n∈N∗n \in \mathbb{N}^*. Deux entiers relatifs aa et bb sont dits congrus modulo nn s'ils ont le même reste dans la division euclidienne par nn :

a≡b(modn)  ⟺  n∣(a−b)a \equiv b \pmod n \iff n \mid (a - b)

La congruence est compatible avec l'addition, la soustraction, la multiplication et les puissances entières :

a≡b(modn)  ⟹  ap≡bp(modn)pour tout p∈Na \equiv b \pmod n \implies a^p \equiv b^p \pmod n \quad \text{pour tout } p \in \mathbb{N}

Piège classique · 28

On a la relation 2x≡2×4(mod6)2x \equiv 2 \times 4 \pmod 6. Peut-on en déduire directement que x≡4(mod6)x \equiv 4 \pmod 6 ?

Attention

Simplifier par 22 des deux côtés en laissant le module 66 inchangé.

À la place : On ne peut simplifier ca≡cb(modn)ca \equiv cb \pmod n par cc en gardant le même module que si c∧n=1c \wedge n = 1. Ici, 2∧6=2≠12 \wedge 6 = 2 \neq 1. Par exemple, pour x=1x = 1, 2(1)=2≡8(mod6)2(1) = 2 \equiv 8 \pmod 6, alors que 1≢4(mod6)1 \not\equiv 4 \pmod 6.

Définition · 29

Règles de simplification dans les congruences

Pour simplifier un facteur cc non nul dans une congruence, deux situations se présentent selon son PGCD avec le module :

ca≡cb(modn)etc∧n=1  ⟹  a≡b(modn)ca \equiv cb \pmod n \quad \text{et} \quad c \wedge n = 1 \implies a \equiv b \pmod n

Si le facteur cc divise également le module nn, la simplification impose de réduire conjointement le module :

ca≡cb(modn)  ⟺  a≡b(modnc∧n)ca \equiv cb \pmod n \iff a \equiv b \pmod{\frac{n}{c \wedge n}}

Exemple travaillé · 30

Résoudre dans Z\mathbb{Z} l'équation de congruence : 9x≡15(mod24)9x \equiv 15 \pmod{24}.

1

On cherche le PGCD des coefficients et du module : 9∧24=39 \wedge 24 = 3. Comme 33 divise 1515, l'équation admet des solutions.

2

On applique la règle de simplification en divisant chaque membre et le module par 33 :

3
9x≡15(mod24)  ⟺  3x≡5(mod8)9x \equiv 15 \pmod{24} \iff 3x \equiv 5 \pmod 8
4

On cherche un inverse de 33 modulo 88 : on remarque que 3×3=9≡1(mod8)3 \times 3 = 9 \equiv 1 \pmod 8.

5

On multiplie les deux membres par 33 (puisque 3∧8=13 \wedge 8 = 1) :

6
3×(3x)≡3×5(mod8)  ⟺  x≡15≡7(mod8)3 \times (3x) \equiv 3 \times 5 \pmod 8 \iff x \equiv 15 \equiv 7 \pmod 8
7

L'ensemble des solutions dans Z\mathbb{Z} est constitué des entiers de la forme x=8k+7x = 8k + 7 avec k∈Zk \in \mathbb{Z}.

Exemple travaillé · 31

Déterminer le reste de la division euclidienne de 310003^{1000} par 77.

1

On calcule les puissances successives de 33 modulo 77 pour déterminer la période des restes :

2
31≡3,32≡2,33≡6≡−1,36=(33)2≡(−1)2≡1(mod7)3^1 \equiv 3, \quad 3^2 \equiv 2, \quad 3^3 \equiv 6 \equiv -1, \quad 3^6 = (3^3)^2 \equiv (-1)^2 \equiv 1 \pmod 7
3

Puisque 36≡1(mod7)3^6 \equiv 1 \pmod 7, les restes se répètent avec une période de 66 : pour tout n∈Nn \in \mathbb{N}, 3n+6≡3n(mod7)3^{n+6} \equiv 3^n \pmod 7.

4

On effectue la division euclidienne de l'exposant 10001000 par la période 66 :

5
1000=6×166+41000 = 6 \times 166 + 4
6

On décompose la puissance à l'aide de cette division :

7
31000=(36)166×34≡1166×34≡81(mod7)3^{1000} = (3^6)^{166} \times 3^4 \equiv 1^{166} \times 3^4 \equiv 81 \pmod 7
8

Comme 81=7×11+481 = 7 \times 11 + 4, on a 81≡4(mod7)81 \equiv 4 \pmod 7. Le reste de la division euclidienne de 310003^{1000} par 77 est donc 44.

Vérification · 32

On donne 23≡1(mod7)2^3 \equiv 1 \pmod 7. Quel est le reste de la division euclidienne de 220092^{2009} par 77 ?

Remarque

On effectue la division de l'exposant par la période 33 : 2009=3×669+22009 = 3 \times 669 + 2. On a donc 22009=(23)669×22≡1669×4≡4(mod7)2^{2009} = (2^3)^{669} \times 2^2 \equiv 1^{669} \times 4 \equiv 4 \pmod 7. Comme 0≤4<70 \le 4 < 7, le reste est 44.

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