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Pcgd et racines de l’unité

Posté par
clement31249
14-02-24 à 18:02

Bonjour, je bloque sur cette exercice:
Soient m et n deux éléments de N*
Montrer que : Um inter Un = Ud
Où d est le pgcd de m et n
Et U l'ensemble des nombres complexes de module 1

Posté par
Zormuche
re : Pcgd et racines de l’unité 14-02-24 à 18:15

Bonsoir

C'est quoi Um et Un ? par hasard ce ne serait pas les ensembles respectifs des racines complexes m-ièmes et n-ièmes de l'unité ?

Posté par
clement31249
PGCD et racines de l’unité 14-02-24 à 18:17

Bonjour, je bloque sur cet exercice :
Soient m et n deux éléments de N*
Montrer que Um inter Un = Ud
Où d est le pgcd de m et n
Et U l'ensemble des nombres complexes de module 1

*** message déplacé ***

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 14-02-24 à 18:27

Oui exactement

Posté par
lake
re : Pcgd et racines de l’unité 14-02-24 à 18:30

Bonsoir,
Le multipost n'est pas vraiment recommandé sur l' https://

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Pcgd et racines de l’unité 14-02-24 à 18:43

Bonjour,
@clement31249,

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?


attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q30 - J'ai été averti ou banni, pourquoi, et que faire ?

Posté par
carpediem
re : Pcgd et racines de l’unité 14-02-24 à 19:12

salut

quand même en math expertes il serait bon de prendre des initiatives !!

que signifient les propositions :

a/  z \in U_m
b/  z \in U_n
c/  d = pgcd (m, n)

Posté par
Zormuche
re : Pcgd et racines de l’unité 14-02-24 à 19:13

Soit x un élément de Um inter Un. Alors  x^m=x^n=1
On voudrait montrer que x^d=1 . Connais-tu l'algorithme des différences ou l'algorithme d'Euclide ?
Que vaut  x^{m-n}  ?

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 14-02-24 à 20:28

on a vu en cours l'algorithme d'Euclide mais je ne vois pas le rapport dans cet exercice.
d'autre part,x^{m-n}= \frac{x^m}{x^n}
mais, pour que x^d = 1 il faut que d = 0 ?

Posté par
Zormuche
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 01:24

L'algorithme d'Euclide peut être utilisé pour montrer que x^d=1. Non, il ne faut pas que d soit nul pour avoir x^d=1 car x est un nombre complexe. C'est le principe des racines de l'unité.

Prenons l'algorithme d'Euclide alors

On note q et r le reste et le quotient de la division euclidienne de m par n. On a alors m=qn+r. Que dire que x^r ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 07:23

carpediem @ 14-02-2024 à 19:12

salut

quand même en math expertes il serait bon de prendre des initiatives !!

que signifient les propositions :

a/ z \in U_m
b/ z \in U_n

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 09:31

avec l'algorithme d'Euclide, on a
m=qn+r
n=q _{1}r + r_{1}
r_{n-1}= q_{n-1}r_{n-2}+r_n
on a donc PGCD(m,n) = r_n
sachant que PGCD(m,n) = d
on a x^d = x^{r_{n}}

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 09:44

on peut dire que
x^r=x^{m-nq}
x^r=\frac{x^{m}}{x^{qn}}

Posté par
carpediem
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 10:04

on raisonne avec des lettres donc l'algorithme d'Euclide n'est pas intéressant car il est purement thorique

je répète :

carpediem @ 14-02-2024 à 19:12

que signifient les propositions :

a/  z \in U_m
b/  z \in U_n
c/  d = pgcd (m, n)

et je rajoute que signifie "(montrer que) U_m \cap U_n = U_d  ?

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 10:12

a/z^m=1
b/z^n=1
c/ cela signifie que d divise n et d divise m
pour montrer que deux ensembles sont égaux il faut montrer que
U_n \bigcap{U_m} \subset U_d et U_d \subset U_n \bigcap{U_m}

Posté par
Zormuche
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 12:44

carpediem je ne vois pas en quoi il est purement théorique, C'est un résultat connu que sa convergence en temps fini vers le pgcd, et ça marche plutôt bien ici

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 12:55

cependant je n'arrive toujours pas à aboutir à quelque chose
en posant m = qn + r

Posté par
Zormuche
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 15:38

Mon idée était d'appliquer l'algorithme d'Euclide en remarquant qu'à chaque étape, x élevé à la puissance du reste vaut toujours 1. Comme l'algorithme d'Euclide converge en temps fini vers le pgcd, on aura bien x^d = 1 à la fin

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 15:52

Juste en passant :

Citation :
c/ cela signifie que d divise n et d divise m
Ceci ne caractérise pas le pgcd.
2 divise 36 et 2 divise 18 ; mais 2 n'est pas le pgcd de 36 et 42.

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:33

comment faire alors avec la méthode de carpediem ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:44

Commence par démontrer ceci que tu as écrit à 10h12 :
U_d \subset U_n \bigcap{U_m}

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:48

Pas besoin d'algorithme pour cette inclusion.
Il suffit de traduire d divise n d'une part, et d divise m d'autre part.

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:48

pour montrer que U_d\subset U_n\bigcap{U_m}
soit x un élement de U_d
x^d=1

on sait que d = PGCD(m,n)
donc m = kd et n = k'd   avec (k,k') dans Z²
on a x^d= 1 donc x^d^k=1^k donc x^m=1 on fait de la même manière pour n
et on a x^n=1 et x^m=1
donc x \in U_m et x \in U_n
donc U_d\subset U_n\bigcap{U_m}

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:50

pour l'autre inclusion je bloque

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:51

Et bien voila !
Pour l'inclusion inverse, connais-tu l'identité de Bezout ?

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:53

on a vu que si pgcd(a,b) =1 alors il existe un couple u,v dans Z² tel que ua + vb = 1

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 16:58

et aussi on a vu
pgcd(a,b) = d implique que d divise a et d divise b et il existe un couple u,v dans Z² tel que ua + vb = d

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 17:20

soit x un élément de U_m\bigcap{U_n}
on a x^m=1 et x^n= 1
Or PGCD(m,n) = d \Leftrightarrow il existe des entiers u et v tels que um + vn = d
donc x^d=x^{um+vn}=(x^m)^u\times(x^n)^v
x^d=1^u\times1^v=1
donc x\inU_d
donc U_m\bigcap{U_n}\subset U_d

Posté par
clement31249
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 17:22

clement31249 @ 15-02-2024 à 17:20

soit x un élément de U_m\bigcap{U_n}
on a x^m=1 et x^n= 1
Or PGCD(m,n) = d \Leftrightarrow il existe des entiers u et v tels que um + vn = d
donc x^d=x^{um+vn}=(x^m)^u\times(x^n)^v
x^d=1^u\times1^v=1
donc x\in U_d
donc U_m\bigcap{U_n}\subset U_d

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 17:24

C'est tout bon !

Posté par
Zormuche
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 18:33

J'avais oublié cette identité effectivement c'est plus concis comme ça

Posté par
carpediem
re : Pcgd et racines de l’unité 15-02-24 à 19:52

Zormuche : voila ce à quoi je pensais exactement :

clement31249 @ 15-02-2024 à 16:58

et aussi on a vu
pgcd(a,b) = d implique que d divise a et d divise b et il existe un couple u,v dans Z² tel que ua + vb = d
mais il aurait été bon de ne pas rester coller à la formule et de mettre m et n à la place de a et b directement ...



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