a=b mod n versus a mod n = b

Bonjour,
Y a-t-il une différence entre dire "a = b modulo n" et "a modulo n = b" ?

Par exemple :
  • a = b modulo n signifie que a et b ont pour différence un multiple de n,
  • a modulo n = b contiendrait alors une condition supplémentaire : b appartient à {0, 1, …, n-1}
Est-ce exact ?
Merci
Philippe

Réponses

  • Seule la première égalité a un sens.

    La seconde ne veut absolument rien dire.
  • Donc "a modulo n = b" ne se dit pas ?
  • Bonjour.

    A priori, il ne s'agit même pas d'une égalité (il fut un temps où on utilisait le symbole $\equiv$); cependant, il vaut mieux que le symbole porte sur les nombres et que le "modulo", qui change le sens du symbole soit avant ou après :
    modulo 5, 12=17
    12=17 [5]

    " "a modulo n = b" fait porter l'égalité entre n et b, donc il est sain de l'éviter.

    Cordialement.

    NB : Tout est possible si on se fait bien comprendre. " Si ".
  • Phil-ok:

    $a$ modulo $n$ ne désigne pas un nombre précis mais une infinité d'entiers
    Tu décides autoritairement que parmi cette infinité de nombres il faut prendre comme représentant celui qui est compris entre $0$ et $n-1$ mais sache que parfois ce choix de représentant n'est pas pertinent et qu'il vaut mieux, par exemple, faire le choix de prendre un nombre négatif qui est congru à $a$ modulo $n$ comme représentant de tous ces nombres.

    Pour illustrer mon propos donne une formule pour le reste de $(4n-1)^m$ dans la division euclidienne par $n$ avec $m,n$ des entiers strictement plus grands que $1$.

    PS:
    On ne fait pas des calculs en convoquant tous ces nombres à la fois mais en prenant un représentant bien choisi suivant l'exercice à résoudre de ces nombres parce que dans les calculs qui nous intéressent dans ce domaine-là le résultat est même qu'on prenne un nombre de cet ensemble plutôt qu'un autre nombre de ce même ensemble.
    (dans le cas d'espèce, ce sont tous les entiers qui sont congrus à $a$ modulo $n$ c'est dire tous les entiers dont la différence est exactement divisible par $n$)
  • Merci,
    Bien compris.
    • Donc si je veut mettre en évidence l'égalité entre un nombre et son representant dans l'anneau, le mieux est d'écrire 17=2 [5]. C'est bien ça ?
    • Par ailleurs, si on écrit : a - b [5], l'opération "-" est-elle celle de Z ou de celle de l'anneau Z/nZ ?
      Si c'est celle de l'anneau, peut on alors dire que l'on passe d'une opération dans Z/nZ à une opération dans Z en ajoutant le terme m*n à cette opération ?
    P.S. Merci d'avance de ne pas me répondre, comme cela m'arrive souvent sur ce forum (que je trouve fabuleux), que ce que j'écris n'a "aucun sens" ou "ne veut rien dire". Je cherche juste à comprendre grâce à vous, en posant les questions avec mes moyens, et en ne maîtrisant que trop peu les définitions mathématiques.

    Philippe
  • Merci Gérard et Fin de Partie

    En plus de mes deux questions précédentes, j'ajoute du coup la suivante : raisonner modulo consiste à assimiler des objets différents à une propriété commune. C'est ça ?
  • L'opération est celle dans Z. Si on confond chaque classe avec un de ses représentant, on calcule sur les classes, donc on n'a plus besoin d'écrire le "modulo" :
    1+1=0 est tout à fait correct si on écrit dans Z/(2Z).

    Cordialement.

    Nb : Dire qu'une écriture n'a aucun sens est normal en maths, ça ne dit rien sur l'auteur de l'écriture.
  • Phil-Ok:

    Quand tu écris:

    $a\equiv b \mod {n}$

    En écrivant cela, il ne faut pas perdre de vue le fait que tu écris en fait qu'un nombre est divisible par $n$.
    Ce nombre c'est $a-b$
    Mais si tu remplaces $a$ par $a-n$ par $a+2n$ et plus généralement par $a+kn$ avec $k$ un entier on a respectivement:

    $a-n\equiv b \mod {n}$
    $a+2n\equiv b \mod {n}$
    $a+2kn\equiv b \mod {n}$


    Parce que:
    $(a-n)-b=(a-b)-n$ et on sait que $a-b$ est divisible par $n$ donc $(a-b)-n$ est aussi divisible par $n$
    (Si on a: $a-b=u\times n$ avec $u$ un entier alors $(a-b)-n=(u-1)n$ et est donc bien divisible par $n$)

    On peut faire le même raisonnement avec $(a+2n)-b$ et $(a+2kn)-b$

    Ce qui fait que lorsque tu écris:

    $a\equiv b \mod {n}$

    plus généralement, en fait, tu exprimes le fait que la différence d'un nombre infini de couples d'entiers sont divisibles par $n$
    (chaque élément du couple ne diffère du "même" élément d'un autre couple que d'un multiple de $n$).
  • On peut dire aussi qu'il s'agit d'une égalité d'ensembles (d'une infinité d'entiers comme cela a été dit).
    On définit une addition entre deux ensembles et une multiplication entre deux ensembles.
    En mettant des barres au dessus des nombres, on se rappelle qu'il s'agit de l'ensemble dont le nombre est contenu.

    Cette vision permet peut-être de comprendre la portée de ce que l'on fait.

    Modulo 5, par exemple. : x=4 signifie {..., x-10, x-5, x, x+5, x+10,...} = {..., -6, -1, 4, 9, 14, ...}.

    C'est mal écrit à cause des pointillés, bien sûr.
  • Merci pour toutes ces explications
    Philippe
  • Pour dire les choses plus abstraitement.

    Soit $n>1$ un entier.

    On peut partitionner $\mathbb{Z}$ en $n$ sous-ensembles.

    Que signifie partitionner dans ce contexte?
    1) Chaque élément de $\mathbb{Z}$ appartient à l'un de ces $n$ sous-ensembles.
    2) Aucun de ces sous-ensemble n'est vide.
    3) Deux de ces sous-ensembles distincts n'ont aucun élément en commun.

    Dans notre cas d'espèce, deux éléments de $\mathbb{Z}$ sont dans le même sous-ensemble (on dit classe dans ce contexte) si leur différence est divisible exactement par $n$.
    Tu peux vérifier que les points 1) 2) 3) sont vérifiés.

    On peut "naturellement" se poser la question suivante:
    $\mathbb{Z}$ est muni d'une addition, que se passe-t-il quand on additionne deux éléments de la même classe (cf pour la définition ci-dessus), de deux classes distinctes?

    On sait que le résultat va appartenir à une classe mais ce n'est pas un renseignement très précieux en soi.

    Mais on a un résultat étonnant.
    Si tu additionnes deux éléments éléments appartenant à des classes distinctes (ou pas), si tu remplaces l'un ou l'autre de ces entiers par un autre entier issu de la même classe leur somme va appartenir à la même classe.

    Exemple:

    on prend $n=10$ (c'est facile de diviser par $10$)

    On considère deux entiers $2$ et $7$.

    $2+7=9$

    $-8$ est dans la même classe que $2$. En effet, $-8-2=-10$ et ce nombre est bien divisible par $10$.
    $-3$ est dans la même classe que $7$. En effet, $7-(-3)=10$ et ce nombre est bien divisible par $10$.

    $(-8)+(-3)=-11$

    Et tu peux vérifier que $-11$ et $9$ sont dans la même classe.

    On a ainsi l'ensemble des $10$ classes de $\mathbb{Z}$ (deux éléments sont dans la même classe si leur différence est divisible par $10$)qui peut être muni d'une addition issue de l'addition ordinaire des entiers.
    (on a une structure de groupe commutatif sur l'ensemble constitué de ces 10 classes).

    PS:
    1)Dans ce contexte, on s'en cogne que $6+5=11$ ce qui est important est dans quelle classe est $11$

    2) Quel rôle joue les restes possibles $0,1,...,9$ dans la division euclidienne par $10$?
    Ces nombres appartiennent à des classes distinctes, à ce titre, ils constituent un système de représentants des $10$ classes précédentes.

    3) Par exemple, la classe de $1$ modulo $10$ est l'ensemble des nombres de la forme $1+10k$ avec $k$ un entier quelconque.
  • Merci beaucoup d'avoir pris le temps de faire une explication si claire.
    Pour être certain d'avoir bien compris, peut-on faire une analogie avec l'objet vecteur ?
    • si je raisonne "modulo n", je ne m'intéresse qu'à une propriété des élements de Z : leur reste dans la division Euclidienne par n. Tous les objets ayant la même propriété sont identiques et leurs autres propriétés sont sans effet dans mon analyse.
    • si je raisonne "vecteur", je m'intéresse à une direction, et sens et une norme. Peu importe les autres propriétés (origine etc.).
    Philippe
  • gerard0 écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?5,1276583,1276611#msg-1276611
    [Inutile de recopier un message présent sur le forum. Un lien suffit. AD]
    Bonjour,

    Je m'étais bien fait à l'idée d'écrire, sur les conseils de Gérard : modulo 5, 12=17 ou bien 12=17 [5].
    C'est l'égalité qui est modulo et donc on écrit le modulo au début ou à la fin.
    Mais je bute sur une nouveauté (pour moi) : pgcd(a, c) = pgcd (a [c], c).
    Ici, si je comprends bien, [c] a une place bien particulière. C'est ça ?

    Merci
  • Je ne sais pas dans quelle référence tu as vu écrit "pgcd(a,c)=pgcd(a [c],c)", mais je te conseille de brûler la référence en question. Cela ne veut absolument rien dire, même si je devine ce que l'auteur (qui devrait être pendu et noyé après avoir été écartelé) a voulu écrire.

    En jouant aux devinettes , puis en écrivant en mathématiques correctes, on a la chose suivante: pour tous $a,c,k\in\mathbb{Z}$, on a $pgcd(a+kc,c)=pgcd(a,c)$.

    Tout ça pour faire l'économie de quelques signes,pffff....
  • A moins que l'auteur ait défini précédemment a[c] comme désignant le reste de a dans la division euclidienne par c. Mais alors il ne s'agit pas de modulo.

    Cordialement.
  • @gerard0: tu as raison, je me suis emporté un peu vite.
  • J'ai lu ça ici :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Algorithme_d'Euclide
    Explications arithmétiques

    On considère que pgcd(a,0) = a et que pour b différent de 0 pgcd(a,b) = pgcd(b, a mod b). On progresse dans l'algorithme en diminuant à chaque étape les nombres considérés par calcul du modulo.

    Maintenant, c'est peut-être moi qui interprète mal ce qui est écrit.

    Philippe
  • Effectivement,

    dans ce cas, a mod b désigne, comme le font les informaticiens, le reste. mais il ne faut pas confondre avec la question initiale : a mod b = c dit que c est le reste (en particulier c est compris entre 0 et b), alors que a=c mod b n'impose aucune condition sur a et c que le fait que a-c est un multiple de b.
    En général, les matheux n'emploient que rarement cette notation (risque de confusion), essentiellement dans des présentations par algorithme.

    Cordialement.
  • Parler de modulo dans la fonction PGCD( . ; . ) induit un mélange des genres.
    L'argument devient un ensemble et non un entier, puis le "=" n'a plus le même sens et on devine le bazars dans certaines têtes, ensuite. Voire les choses fausses écrites, par "abus de notation" (je pense à l'ensemble image, aux accolades etc. dans le membre de droite de l'égalité).
  • Ce n'est pas ce que tu as écrit! Dans ton message, tu as écrit "pgcd(a,c)=pgcd(a [c],c)".

    "a mod b" est une notation (pas très heureuse selon moi) souvent employée dans les algorithmes pour désigner le reste de la division euclidienne de $a$ par $b$. Tu as donc mal interprété.

    De toute façon, vu que tu as l'air de débuter avec ces histoires de modulo, il faut que tu réfléchisses systématiquement à la signification de ce que tu écris. Tu aurais vu alors que "a [c]" n'a aucun sens mathématique,mais alors, pour le coup vraiment aucun! La notation [c] n'est qu'un raccourci pour désigner la relation d'équivalence "être congrus modulo $c$". Une relation d'équivalence s'applique à deux arguments. Tu vois bien qu'il manque un argument dans " a [c]", non ?
  • Merci à vous

    Mais du coup, en lisant la dernière réponse de Gégé, et en relisant ma toute première question (de ce message), ne disons-nous pas un peu la même chose ?

    Philippe
  • Non! Parce que tu as écrit a modulo n =b (qui n'a aucun sens !) , et pas a mod n =b.

    Je le répète "a mod b" est une notation utilisée en informatique, à proscrire, vu la confusion quelle engendre.

    Pour rajouter à la confusion, je te donne les deux notations mathématiques standards pour ces histoires de modulo:

    $a \equiv b \ [n]$ ou $a \equiv b \mod n$", qui signifient toutes les deux la même chose, à savoir que a-b est un multiple de $n$. Dans la seconde notation, le $ \mod {}$ n'a pas le sens "informatique" avec lequel tu confonds.

    Le problème est le télescopage des notations qui ont des significations différentes selon le contexte...
  • Bonsoir,
    En relisant cette discussion, je constate, Gérard, que je vous ai appelé "Gégé". C'est un reflexe dû à un très bon ami portant le même prénom.
    Toutes mes excuses pour ce qui a pu vous sembler de la familiarité.
    Bonne soirée,
    Philippe
  • Je n'y avais pas fait attention. Je suis généralement dans un cadre amical quand j'interviens dans ce forum.

    Cordialement.
  • Tant mieux !
    Bonne soirée
  • Bonjour,

    A - Je tente de résumer. Merci à vous de corriger ce qui est faux :
    1. La notation standard est $a \equiv b \ [n]$ ou $a \equiv b \mod n$
    2. La notation a mod n est utilisée par certains pour désigner le reste de la division euclidienne de a par n
    3. Pour inviter les confusions, on privilégie les notations "a = b [n]" ou "modulo n, a = b"
    4. a = b [n] <=> a-b=kn
    5. Utiliser [n] avec la fonction PGCD n'est pas correct car cette fonction n'est pas définie dans l'anneau $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$. En revanche on dira : pour tous $a,c,k\in\mathbb{Z}$, on a $pgcd(a+kc,c)=pgcd(a,c)$

    B - Question : merci par avance d'indiquer la notation la plus conforme pour désigner :
    1. le reste de la division euclidienne de a par n considéré en tant que nombre,
    2. le reste de la division euclidienne de a par n considéré en tant que représentant d'une classe de $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$ : une barre horizontale ?

    Merci.
    Bonne journée,
    Philippe
  • Bonjour.

    Il n'y a pas de notation "la plus conforme", il y a des notation habituelles (éprouvées), des notations locales (à ne mas sortir de leur contexte) et des notations qui prêtent à confusion. Comme dans ton cas, il n'y a pas de notation habituelle, rien ne t'interdit d'en définir un au besoin : "j'appelle r(a,n) le reste de la division euclidienne de l'entier a par l'entier n".
    Pour des classes, on utilise généralement $\bar a$ ou $\dot a$.

    Cordialement.
  • Merci
    Pour les points du A, sont-ils corrects ?
  • Ben ... dans la mesure où tu reprends ce qui a été vu précédemment, pourquoi voudrais-tu que je dise non ?
  • Comme tu l'as remarqué, je me fais souvent retoquer en raison de mon manque de maîtrise du sujet (par exemple, je lis "mod" quelque part, puis j'écris sur ce forum que j'ai lu "modulo" car je ne suis par au courant que c'est différent).

    Le simple fait de savoir si j'ai correctement recensé les réponses qui m'ont été faites est donc important pour moi.

    Philippe
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