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Niveau terminale
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congruences

Posté par
Dje6971
18-05-20 à 16:28

Bonjour,
après avoir cherché assez longuement, je n'arrive pas sans ma calculatrice à prouver que: 2^27 est congru à 15 modulo [29]. Ma calculatrice en mode division euclidienne me donne bien un reste égal à 15 mais je n'y arrive pas par le calcul.

La méthode consistant à trouver: 2^k = 1 [29] ne me donne rien...

Merci d'avance pour vos contributions.

Posté par
lake
re : congruences 18-05-20 à 16:42

Bonjour,

Le petit théorème de Fermat indique que:

2^{28}\equiv 1\;\;[29]

donc que 2\times 2^{27}=29k+1 avec k entier impair.

Posté par
Dje6971
re : congruences 18-05-20 à 16:59

Oui d'abord merci pour votre réponse,  je suis d'accord mais je pense que cela prouve juste que l'inverse de 2 est 2^27 dans Z/29 Z. Cela ne prouve pas que 2^27 = 15?  

Posté par
Raptor
re : congruences 18-05-20 à 17:01

Bonjour,

??? l'inverse de 2 modulo 29 est le nombre x tel que 2x congru à 1 modulo 29 soit x=15

Posté par
Dje6971
re : congruences 18-05-20 à 17:17

Oui totalement d'accord mais le but de l'exercice n'est pas de trouver l'inverse de 2 c'est de prouver que 2^27 est congru à 15 modulo 29

Posté par
Raptor
re : congruences 18-05-20 à 17:21

Bon ok mais ton exercice veut qu'on passe par quelle façon de faire ?

Posté par
Dje6971
re : congruences 18-05-20 à 17:54

Prouvez que 2^27 est congru à 15 modulo 29...

Posté par
mathafou Moderateur
re : congruences 18-05-20 à 18:00

Bonjour,

ce qui a été prouvé dans la discussion
à condition de savoir lire ces égalités correctement.

on sait que 2 * 2^27 congru à 1

et que de façon totalement évidente 2 * 15 congru à 1

exercice terminé.

Posté par
Raptor
re : congruences 18-05-20 à 18:04

Avec une calculette on peux y arriver mais sans cela va etre chaud.

Posté par
lake
re : congruences 18-05-20 à 18:25

Citation :
donc que 2\times 2^{27}=29k+1 avec k entier nécessairement impair.


En conséquence, il existe k'entier tel que k=2k'+1

Posté par
mathafou Moderateur
re : congruences 18-05-20 à 18:34

?? vu que c'est terminé, j'insiste !

si on refuse ou ne connait pas le petit théorème de Fermat, calculer 2^27 mod 29 à la calculette n'est pas "chaud" mais nécessite juste d'être un peu malin

2^27 = 2 * 2^26 = 2 * (2^13)^2 = 2 * ( 2 * 2^12) ^2 = 2 * ( 2 * (2^6)^2) ^2

on peut continuer jusqu'au bout (à 2 tout court) ou s'arrêter là parce que 2^6 = 64 congru à 6

on remonte alors 2^12 congru à 6^2 congru à 7
2^13 congru à 2 * 7 = 14
etc
jusqu'à 2^27, seulement deux multiplications modulo 29 plus loin

on ne traite jamais aucun nombre > 29^2 = 841

et uniquement de l'ordre de 2 fois le logarithme en base 2 de 29 soit une dizaine de multiplications ou carrés modulos 29 enchainées à la calculette
(et encore, en partant de 2 au lieu de 2^6 "connu")

Posté par
mathafou Moderateur
re : congruences 18-05-20 à 18:36

** le logarithme en base 2 de 27 (c'est exposant 27 qu'on veut calculer)

Posté par
carpediem
re : congruences 18-05-20 à 19:00

salut

le calcul mental est un impératif quand on fait de l'arithmétique ... et les puissances de 2 sont un classique ...

2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 2048 4096 8192 16385 sont des classiques et stimulent la mémoire

vu que 2 * 15 = 30 = 1 [29] on peut donc s'arrêter à 16 et on a alors :

2^4 = 16 = 15 + 1 => 2^5 = 3 => (2^5)^2 = 2^{10} = 9 $ et $ (2^5)^3 = 2^{15} = 27 = -2 => 2^{25} = -18 => 2^{26} = 2(-15 - 3) = -7 => 2^{27} = -14 = 15

Posté par
mathafou Moderateur
re : congruences 18-05-20 à 19:12

ou sans aucun calcul du tout en lisant correctement ce qui a déja été fait

petit théorème de Fermat :   2^{28} \equiv 1 [29]

2\times {\red 2^{27}} \equiv 1 [29]
or   2 \times {\red 15} = 30 \equiv 1 [29]   (évident)

donc   227   est "la même chose " que   15 modulo 29
et c'est TERMINE

si on veut pinailler
on a, des deux égalité précédntes soustraites membre à membre :

2\left(2^{27} - 15\right) \equiv 0 [29]
et comme 2 est premier avec 29

2^{27} - 15 \equiv 0 [29]

Posté par
mathafou Moderateur
re : congruences 18-05-20 à 19:24

ne pas confondre :

calculer   2^27 modulo 29   (on ne sait rien du tout du résultat à moins de le conjecturer soi-même)

et

prouver que 2^27 ≡ 15 modulo 29   (le résultat attendu est donné dans l'énoncé)

ce n'est pas du tout le même exo !!

c'est du même genre que :
factoriser x² - 12 x + 35
et
montrer que x² - 12 x + 35 = (x-5)(x-7), bien plus facile car il suffit juste de développer (x-5)(x-7) !!

Posté par
carpediem
re : congruences 18-05-20 à 20:31

le petit théorème de Fermat n'est pas un exigible de terminale ... bien que (très) souvent vu en exo évidemment ...

d'autre part en apprentissage tel qu'en terminale l'objectif n'est fort probablement pas de sortir l'artillerie lourde mais d'apprendre ... en manipulant ...




Citation :
2\left(2^{27} - 15\right) \equiv 0 [29]
et comme 2 est premier avec 29  je préfère multiplier par 15 à nouveau ... (apprendre et manipuler les règles élémentaires de collège sur les égalités ...)

2^{27} - 15 \equiv 0 [29]


il me semble que dans la finalité tes deux exo sont le même puisque la seule preuve (sans le théorème de Fermat bien sûr) est d'effectuer explicitement un calcul donnant le résultat ... qu'il soit donné ou non ...

et mon intervention n'est qu'une alternative à la (classique) méthode que tu proposes ... en utilisant judicieusement la relation 2 * 15 = 1

Posté par
Dje6971
re : congruences 18-05-20 à 20:45

Merci beaucoup pour toutes vos réponses très détaillées!!

Posté par
carpediem
re : congruences 18-05-20 à 20:57

de rien

Posté par
mathafou Moderateur
re : congruences 18-05-20 à 21:01

le petit théorème de Fermat n'a pas soulevé un tollé lorsqu'il a été cité à 16:42 !!

je disais uniquement que tout avait deja été dit dans la discussion et qu'il suffisait juste d'en comprendre les implications.

il est de toute façon certain qu'il n'y a pas que une seule façon de faire un exo !!



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