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Niveau Maths sup
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une histoire de pgcd ...

Posté par
lyonnais
01-01-06 à 18:28

Bonjour à tous :

J'ai honte de poser cette question mais bon ...

Exercice :

Pour a et b appartenant à Z avec pgcd(a,b) = 1 déterminer : pgcd(a3-b3,(a-b)3)

Ce que j'ai fais :

Soit d un diviseur commun de a3-b3 et de (a-b)3

d|a3-b3
et                      
d|(a-b)3

d|(a-b)(a²+b²+ab)
et
d|(a-b)(a²+b²-2ab)

d|3a(a-b)

et je suis bloqué là ...

Pouvez-vous m'aider s'il vous plait ?

merci d'avance

Posté par
lyonnais
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 18:29

oups, faute de frappe en plus

d|3ab(a-b)

Posté par
kaiser Moderateur
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 19:27

Rebonsoir Lyonnais

Je te propose autre chose !
Comme tu l'as écrit, a^{3}-b^{3}=(a-b)(a^{2}+ab+b^{2})et (a-b)^{3}=(a-b)(a^{2}-2ab+b^{2)}
Ainsi, pgcd(a^{3}-b^{3},(a-b)^{3})=(a-b)pgcd(a^{2}+ab+b^{2},a^{2}-2ab+b^{2))

Supposons que a^{2}+ab+b^{2} et a^{2}-2ab+b^{2) ait un diviseur premier commun p.
Alors p divise donc leur somme, c'est-à-dire ab.
Or a et b sont premiers entre eux. On donc p divise a ou p divise b , mais pas les deux.
par exemple; p supposons que p divise a.
Alors p divise a^{2}+ab et donc p divise a^{2}+ab+b^{2}-(a^{2}+ab), donc p divise b² et donc p divise b (car p est premier) ce uqi est absurde car p ne doit pas diviser a et b en même temps.
On en déduit finalement que pgcd(a^{2}+ab+b^{2},a^{2}-2ab+b^{2))=1 et pgcd(a^{3}-b^{3},(a-b)^{3})=a-b.

Kaiser

Posté par
lyonnais
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 19:41

Ok merci beuacoup kaiser !



J'ai tout de même une question :

" Supposons que a^{2}+ab+b^{2} et a^{2}-2ab+b^{2} ait un diviseur premier commun p.
Alors p divise donc leur somme, c'est-à-dire ab "

Je ne comprends pas

Ne serais-ce pas plutôt :

p divise leur différence, donc p|3ab ?

Et si tel est le cas, comment prouve ton que p ne divise pas 3 ?

merci beaucoup pour ton aide en tout cas

Posté par
kaiser Moderateur
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 20:54

Désolé Lyonnais, c'est vrai, je me suis un peu trompé. je vais rattraper le coup.

on a bien p|3ab
Toutefois mon raisonnement selon lequel p ne divise ni a, ni b est encore valable. Ainsi, p|3 et 3 est premier avec a et premier avec b.
Comme 3 est premier, alors il est son seul diviseur premier, d'où p=3.
D'après le petit théorème de fermat, a²1[3] et b²[3].
Comme 3 divise a²+ab+b², alors ab1[3].
Finalement, je me rends compte que le résultat dépend un peu de a et b.

En effet, si a et b sont premiers avec 3 et que ab[1], le pgcd recherché est 3|a-b|(en effet, j'ai commis une autre erreur : le pgcd est toujours positif)
Dans le cas contraire, c'est |a-b|.

Remarque : dans le premier cas, la condition est équivalente au fait que a et b sont premiers avec 3 et 3 divise a-b.


Kaiser

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 21:12

Bonsoir lyonnais et kaiser;
Je crois qu'il faut discuter deux cas suivant que 3 divise ou ne divise pas a-b:
(*)Si 3 ne divise pas a-b alors les entiers x=\frac{a^3-b^3}{a-b}=a^2+ab+b^2 et y=\frac{(a-b)^3}{a-b}=a^2-2ab+b^2 sont premiers entres eux car si p est un diviseur premier commun à x et y il devrait diviser y-x=3ab,
si p\neq3 alors comme l'a vu kaiser p/a ou p/b et il divisera en fait les deux ce qui n'est pas possible vu que 3 ne divise pas a-b.
si p=3 alors modulo 3 on aurait a^2+ab+b^2=0 3 ne pouvant pas diviser a et b (premiers entre eux) ni diviser l'un sans diviser l'autre il n'en divise donc aucun et par Fermat on aurait 1+ab+1=0 ie ab=1 et donc que a=b=2 et donc que a-b=0 absurde.
On conclut dans ce cas que 3$\fbox{pgcd(a^3-b^3,(a-b)^3)=a-b}.
(*)Si 3 divise a-b:
il est facile de voir que 3 est un diviseur commun à x et y et en posant a=b+3k on a que \frac{x}{3}=b^2+3k(b+k) et \frac{y}{3}=3k^2 qui sont premiers entre eux vu que 3 ne peut pas diviser b et que b est premier avec k.
On conclut dans ce cas que 3$\fbox{pgcd(a^3-b^3,(a-b)^3)=3(a-b)}.

Sauf erreurs bien entendu


Posté par
lyonnais
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 21:36

Merci beucoup kaiser !!

C'est bon, j'ai compris. Je comprend mieux maintenant, parce que j'avais pris un exemple.

a = 8  et  b = 5

et je trouvais pgcd(...,...) = 9

ce qui se comprend maintenant puisque :

a congru 1 [3]
b congru 1 [3]
ab congru 1 [3]

Voila, merci encore pour ton aide

Posté par
kaiser Moderateur
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 21:38

Mais je t'en prie !

Posté par
lyonnais
re : une histoire de pgcd ... 01-01-06 à 21:41

Merci beaucoup  elhor_abdelali !

Je n'avais pas vu ta réponse désolé.

Avec vos 2 réponses conjuguées, je crois que j'ai tout compris maintenant !

A+
romain



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