« Approfondissements de lycée/Arithmétique modulaire » : différence entre les versions

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Ligne 172 :
 
Nous formons un tableau à deux colonnes où le plus grand des deux nombres est sur la droite comme ce qui suit
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<th>plus petit</th> <th>plus grand</th>
! plus petit
</tr>
! plus grand
<tr>
|-----
<td>21</td> <td>49</td>
| 21 || 49
</tr>
|}
</table>
 
Nous calculons maintenant 49 (mod 21) qui est 7 et nous le plaçons dans la deuxième ligne de la colonne ''plus petit'', et nous plaçons 21 dans la colonne ''plus grand''.
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<th>plus petit</th> <th>plus grand</th>
! plus petit
</tr>
! plus grand
<tr>
|-----
<td>21</td> <td>49</td>
| 21 || 49
</tr>
|-----
<tr>
| 7 || 21
<td>7</td> <td>21</td>
|}
</tr>
</table>
 
Exécutons la même action sur la deuxième ligne pour produire la troisième ligne.
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<th>plus petit</th> <th>plus grand</th>
! plus petit
</tr>
! plus grand
<tr>
|-----
<td>21</td> <td>49</td>
| 21 || 49
</tr>
|-----
<tr>
| 7 || 21
<td>7</td> <td>21</td>
|-----
</tr>
| 0 || '''7'''
<tr>
|}
<td>0</td> <td>'''7'''</td>
</tr>
</table>
 
Quand nous voyons apparaître le nombre 0 dans la colonne ''plus petit'', nous savons alors que le nombre correspondant dans la colonne d'à coté est le PGDC des deux nombres avec lesquels nous avons démarré, i.e. 7 est le PGDC de 21 et 49. Cet ''algorithme'' est appelé l'algorithme d'Euclide.
Ligne 215 ⟶ 212 :
:Trouver le PGDC de 31 et 101
 
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<th>plus petit</th> <th>plus grand</th>
! plus petit
</tr>
! plus grand
<tr>
|-----
<td>31</td> <td>101</td>
| 31 || 101
</tr>
|-----
<tr>
| 8 || 31
<td>8</td> <td>31</td>
|-----
</tr>
| 7 <tr>|| 8
|-----
<td>7</td> <td>8</td>
| 1 </tr>|| 7
|-----
<tr>
| 0 || '''1'''
<td>1</td> <td>7</td>
|}
</tr>
<tr>
<td>0</td> <td>'''1'''</td>
</tr>
</table>
 
'''Exemple 3'''
:Trouver le PGDC de 132 et 200
 
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<th>plus petit</th> <th>plus grand</th>
! plus petit
</tr>
! plus grand
<tr>
|-----
<td>132</td> <td>200</td>
| 132 || 200
</tr>
|-----
<tr>
| 68 || 132
<td>68</td> <td>132</td>
|-----
</tr>
| 64 || 68
<tr>
|-----
<td>64</td> <td>68</td>
| 4 </tr>|| 64
|-----
<tr>
| 0 || '''4'''
<td>4</td> <td>64</td>
|}
</tr>
<tr>
<td>0</td> <td>'''4'''</td>
</tr>
</table>
 
'''Souvenez-vous'''
Ligne 403 ⟶ 392 :
Appliquons l'algorithme d'Euclide sur les deux nombres, mais nous aimerions plus de détails; plus précisément, nous voulons rajouter une colonne appelée QP pour faire apparaître le quotient partiel. Le quotient partiel est juste un terme technique pour "Combien de ''n'' vont dans ''m''" c.a.d. Le quotient partiel de 19 par 3 est 6, le quotient partiel de 21 par 4 est 5 et, en dernier exemple le quotient partiel de 49 par 7 est 7.
 
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<th>Plus petit</th> <th>Plus grand</th> <th>QP</th>
! Plus petit
</tr>
! Plus grand
<tr>
! QP
<td>216</td> <td>811</td> <th>3</th>
|-----
</tr>
| 216 || 811
<tr>
! 3
<td>163</td> <td></td> <th></th>
|-----
</tr>
| 163 ||
</table>
!
|}
 
La table indique que trois 211 vont dans 811 avec un reste de 163, ou symboliquement :
Ligne 419 ⟶ 410 :
 
Continuons :
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<th>Plus petit</th> <th>Plus grand</th> <th>QP</th>
! Plus petit
</tr>
! Plus grand
<tr>
! QP
<td>216</td> <td>811</td> <th>3</th>
|-----
</tr>
| 216 || 811
<tr>
! 3
<td>163</td> <td>216</td> <th>1</th>
|-----
</tr>
| 163 || 216
<tr>
! 1
<td>53</td> <td>163</td> <th>3</th>
|-----
</tr>
| 53 || 163
<tr>
! 3
<td>4</td> <td>53</td> <th>13</th>
|-----
</tr>
| 4 || 53
<tr>
! 13
<td>1</td> <td>4</td> <th>4</th>
|-----
</tr>
| 1 || 4
<tr>
! 4
<td>0</td> <td>1</td> <th></th>
|-----
</tr>
| 0 || 1
</table>
!
|}
 
Maintenant, nous formons ce que l'on appelle la "table magique" qui ressemble à ceci initialement
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<td></td> <td></td>
| ||
</tr>
|-----
<tr>
| 0 || 1
<td>0</th> <td>1</td>
|-----
</tr>
| 1 <tr>|| 0
|}
<td>1</th> <td>0</td>
</tr>
</table>
 
Maintenant, nous écrivons le quotient partiel sur la première ligne :
 
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<td></td> <td></td> <th>3</th> <th>1</th> <th>3</th> <th>13</th> <th>4</th>
| ||
</tr>
! 3
<tr>
! 1
<td>0</th> <td>1</td>
! 3
</tr>
! 13
<tr>
! 4
<td>1</th> <td>0</td>
|-----
</tr>
| 0 || 1
</table>
|-----
| 1 || 0
|}
 
Nous établissons la table en accord avec la règle suivante :
Ligne 474 ⟶ 468 :
Cela paraît plus compliqué qu'il est. Illustrons-le en produisant une colonne :
 
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<td></td> <td></td> <th>3</th> <th>1</th> <th>3</th> <th>13</th> <th>4</th>
| ||
</tr>
! 3
<tr>
! 1
<td>0</th> <td>1</td> <td>3</td>
! 3
</tr>
! 13
<tr>
! 4
<td>1</th> <td>0</td> <td>1</td>
|-----
</tr>
| 0 || 1 || 3
</table>
|-----
| 1 || 0 || 1
|}
 
Nous plaçons un 3 dans la deuxième ligne parceque 3 = 3 x 1 + 0. Nous plaçons un 1 dans la troisième ligne parceque 1 = 3 x 0 + 1.
 
Nous remplirons la table sans interruption :
 
<table border="1" cellpadding="2">
{| border="1" cellpadding="2"
<tr>
|-----
<td></td> <td></td> <th>3</th> <th>1</th> <th>3</th> <th>13</th> <th>4</th>
| ||
</tr>
! 3
<tr>
! 1
<td>0</th> <td>1</td> <td>3</td> <td>4</td> <td>15</td> <td>199</td> <td>811</td>
! 3
</tr>
! 13
<tr>
! 4
<td>1</th> <td>0</td> <td>1</td><td>1</td><td>4</td><td>53</td><td>216</td>
|-----
</tr>
| 0 || 1 || 3 || 4 || 15 || 199 || 811
</table>
|-----
| 1 || 0 || 1 || 1 || 4 || 53 || 216
|}
 
Ainsi :