Théorème de Bézout

À propos de cette leçon

Terminale, mathématiques expertes › PGCD, Bézout et Gauss

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Théorème de Bézout

PGCD, Bézout et Gauss. PGCD, algorithme d'Euclide, Bézout, Gauss, équation diophantienne, chiffrement

Échauffement

Trois questions rapides sur des leçons déjà vues.

Découvrir

On a 3×2+5×(−1)=13 \times 2 + 5 \times (-1) = 1. Que peut-on dire de 3 et 5 ?

  1. Ils sont premiers entre eux
  2. Ils ont 2 pour diviseur commun

L'idée clé

Le théorème relie PGCD et combinaisons linéaires.

Bézout : aa et bb sont premiers entre eux si et seulement s'il existe des entiers uu et vv tels que au+bv=1au + bv = 1.

Plus généralement, il existe uu et vv tels que au+bv=PGCD(a;b)au + bv = \mathrm{PGCD}(a ; b).

Exemple corrigé

Trouve un couple (u;v)(u ; v) tel que 7u+3v=17u + 3v = 1.

7=3×2+17 = 3 \times 2 + 1
Euclide.
1=7×1+3×(−2)1 = 7 \times 1 + 3 \times (-2)
On isole 1.
(u;v)=(1;−2)(u ; v) = (1 ; -2)
On lit.

À toi, guidé

À toi : avec 5u+2v=15u + 2v = 1 et u=1u = 1, que vaut vv ?

−2-2
5 + 2v = 1.

Entraînement ★

  1. On a 9×1+4×v=19 \times 1 + 4 \times v = 1. Que vaut vv ?
  2. On a 7×1+3×v=17 \times 1 + 3 \times v = 1. Que vaut vv ?
  3. On a 11×1+5×v=111 \times 1 + 5 \times v = 1. Que vaut vv ?

Attention !

Entraînement ★★

  1. Existe-t-il des entiers uu et vv tels que 12u+24v=112u + 24v = 1 ?
    1. Non, car le PGCD n'est pas 1
    2. Oui, toujours
    3. Oui, avec u=v=1u = v = 1
  2. Existe-t-il des entiers uu et vv tels que 10u+20v=110u + 20v = 1 ?
    1. Non, car le PGCD n'est pas 1
    2. Oui, toujours
    3. Oui, avec u=v=1u = v = 1
  1. Avec u=1u = 1 et v=−2v = -2, que vaut (5)u+2v(5)u + 2v ?
  1. Selon le théorème de Bézout, que signifie l'existence d'entiers uu, vv tels que au+bv=1au + bv = 1 ?
    1. aa et bb sont premiers entre eux
    2. aa divise bb
    3. aa et bb sont des nombres premiers

Bilan

Trois questions pour vérifier que c'est acquis.

  1. On a 9×1+4×v=19 \times 1 + 4 \times v = 1. Que vaut vv ?
  2. On a 7×1+3×v=17 \times 1 + 3 \times v = 1. Que vaut vv ?
  3. On a 11×1+5×v=111 \times 1 + 5 \times v = 1. Que vaut vv ?

Fiche résumé

Bézout

  • au+bv=1  ⟺  PGCD(a;b)=1au + bv = 1 \iff \mathrm{PGCD}(a ; b) = 1.
  • On remonte l'algorithme d'Euclide.

Attention : le couple (u;v)(u ; v) n'est pas unique.

CC BY-SA 4.0