Maintenant, la surjectivité de f.
Soit p un diviseur de mn.
On pose d=pgcd(p,n) et d'=pgcd(p,m) et on va montrer que dd'=p.
Par définition de d et d', d et d' divisent p.
Et comme d et d' divisent respectivement n et m qui sont premiers entre eux, alors d et d' sont premiers entre eux, d'où dd' divise p.
Ainsi, il existe un entier naturel k tel que p=kdd'.
Montrons que k=1.
Supposons par l'absurde que k est supérieur ou égal à 2. On en déduit que k admet un diviseur premier q.
Comme q divise k, alors q divise p, et comme p divise mn, alors q divise mn.
Or comme q est premier, alors q divise m ou q divise n (d'après le lemme d'Euclide), mais pas les deux.
Par exemple, q divise m (et donc q est premier avec n)
qd divise kd (car q divise k), alors qd divise p, donc qd divise mn.
Or q et d sont premiers avec n, donc qd aussi, et donc d'après le théorème de gauss, qd m.
or qd divise aussi p, donc qd divise pgcd(p,m)=d, ce qui est absurde car qd>d (car d est au moins égal à 2),d'où k=1 et on a bien p=f(d,d'), d'où la surjectivité de f.
Désolé, mais je n'ai utilisé nulle part le théorème de Bezout.