divisibilité
dans Arithmétique
Bonsoir à tous, j'ai un petit soucis d'arithmétique : comment démontrer que si a² est divisible par p, alors a est divisible par p. Je voudrais le faire proprement, mais je n'y arrive pas. Merci beaucoup pour votre aide.
Réponses
-
1ère méthode : Si $p$ ne divise pas $a$, c'est qu'il est premier avec $a$ (puisque $p$ est premier). Il est donc également premier avec $a^2$, ce qui est absurde, puisque $p$ divise $a^2$.
2ème méthode : Dans les décompositions en facteurs premiers de $a$ et de $a^2$, les mêmes nombres premiers interviennent, seules leurs exposants changent. On voit donc qu'un nombre premier divise $a$ si et seulement si il divise $a^2$. -
Soit $a=p_{1}^{k_{1}}\times p_{2}^{k_{2}}\times ... \times p_{n}^{k_{n}}$ (au signe près) la décomposition de $a$ en un produit de nombres premiers. (unique).
Ainsi, $a^{2}=p_{1}^{2.k_{1}}\times p_{2}^{2.k_{2}}\times ... \times p_{n}^{2.k_{n}}$
Supposons que $p$ divise $a^{2}$, alors $p\in{p_{1};...;p_{n}}$, d'où l'assertion. -
Bonsoir,
Tu peux, par exemple, écrire la décomposition de $a$ et $a^{2}$ en produit de nombres premiers, ou encore utiliser le lemme d'Euclide.
Amicalement.
Olivier. -
Ou bien utiliser le "lemme d'Euclide" : si un nombre premier $p$ divise un produit $ab$, alors soit il divise $a$, soit il divise $b$.
{\it Preuve}. Supposons qu'il ne divise pas $a$. Alors $\mbox {pgcd}(p,a) = 1$ (voir ce qu'a dit Guego ci-dessus). Ainsi, on a $p \mid ab$ et $\mbox {pgcd}(p,a) = 1$, et le théorème de Gauss implique alors que $p \mid b$.
On utilise alors ce lemme avec $a=b$.
Rappelons aussi que ce résultat est une composante-clé du théorème fondamental de l'arithmétique ("tout entier $n \geqslant 2$ se décompose de manière unique, à l'ordre près, en produit de facteurs premiers"). Ainsi, utiliser ce dernier pour démontrer le lemme d'Euclide rappelle un peu l'histoire du serpent qui se mord la queue...Non ?
Borde. -
Ah !...Télescopage avec Olivier !
Borde. -
Salut Borde:
Donc Euclide connaissait le théorème de Gauss? J'ai regardé dans ton bouquin et aussi dans Hardy et Wright. . Vous utilisez tous Bachet, que Gauss pouvait connaître, mais pas Euclide. -
Oui, il y a une tricherie historique évidente, et c'est la raison pour laquelle j'ai mis des guillemets à "lemme d'Euclide" dans mon message ci-dessus. Tu auras noté que, dans mon bouquin, j'ai soigneusement éviter de marquer "lemme d'Euclide", me contentant d'un laconique "lemme".
<BR>
<BR>Ce "lemme d'Euclide", appelé aussi premier théorème d'Euclide, est démontré sans utiliser Gauss dans le petit livre de Tenenbaum et Mendès-France : <I>Les nombres premiers</I>, chez PUF ("Que sais-je ?"), page 14.
<BR>
<BR>Norbert Verdier pourrait certainement nous en dire plus ! A toi, Norbert !
<BR>
<BR>Borde.<BR> -
"Euclid's first theorem" chez H et W. Je regarderai demain dans mon "petit" Samuel (je ne sais plus s'il parle d'Euclide ou de Gauss).
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