PGCD, théorèmes de Bezout et Gauss

Exercices types : 11ère partie - Exercice 1

8 min
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Question 1

Soient xx et yy des entiers naturels non nuls. Résoudre : {xy=864PGCD(x;y)=12\left\{\begin{array}{ccc} {xy} & {=} & {864} \\ {\text{PGCD}\left(x;y\right)} & {=} & {12} \end{array}\right.

Correction
  • Soient aa et bb deux entiers relatifs non nuls.
  • Soit k\blue{k} un entier naturel non nul .
  • Alors : PGCD(k×a;k×b)=k×PGCD(a;b)\text{PGCD}\left(\blue{k}\times a;\blue{k}\times b\right)=\blue{k}\times \text{PGCD}\left(a;b\right)
  • Nous savons que PGCD(x;y)=12\text{PGCD}\left(x;y\right)=12
    Cela signifie que xx est un multiple de 1212 ou encore que (12x)\left(12{\rm }|x\right) qui se lit 1212 divise xx. On peut donc dire qu'il existe un entier naturel kk tel que : x=12k\red{x=12k} .
    Cela signifie également que yy est un multiple de 1212 ou encore que (12y)\left(12{\rm }|y\right) qui se lit 1212 divise yy. On peut donc dire qu'il existe un entier naturel kk' tel que : y=12k\green{y=12k'} .
    Il vient alors que :
    {xy=864PGCD(x;y)=12\left\{\begin{array}{ccc} {xy} & {=} & {864} \\ {\text{PGCD}\left(x;y\right)} & {=} & {12} \end{array}\right. équivaut successivement à :
    {12k×12k=864PGCD(12k;12k)=12\left\{\begin{array}{ccc} {\red{12k}\times \green{12k'}} & {=} & {864} \\ {\text{PGCD}\left(\red{12k};\green{12k'}\right)} & {=} & {12} \end{array}\right.
    {144k×k=86412×PGCD(k;k)=12\left\{\begin{array}{ccc} {144k\times k'} & {=} & {864} \\ {12\times\text{PGCD}\left(k;k'\right)} & {=} & {12} \end{array}\right.
    {k×k=864144PGCD(k;k)=1212\left\{\begin{array}{ccc} {k\times k'} & {=} & {\frac{864}{144} } \\ {\text{PGCD}\left(k;k'\right)} & {=} & {\frac{12}{12} } \end{array}\right.
    {k×k=6PGCD(k;k)=1\left\{\begin{array}{ccc} {k\times k'} & {=} & {6} \\ {\text{PGCD}\left(k;k'\right)} & {=} & {1} \end{array}\right.
    Il en résulte donc que kk et kk' sont des diviseurs\red{\text{diviseurs}} de 66 et premier entre eux\red{\text{premier entre eux}}.
    La liste des diviseurs de 66 est alors D(6)={1;2;3;6}D\left(6\right)=\left\{1;2;3;6\right\} . Nous allons noter tous les couples (k;k)\left(k;k'\right) possibles vérifiant {k×k=6PGCD(k;k)=1\left\{\begin{array}{ccc} {k\times k'} & {=} & {6} \\ {\text{PGCD}\left(k;k'\right)} & {=} & {1} \end{array}\right. . On a alors :
    (1;6)\left(1;6\right) ou\pink{\text{ou}} (6;1)\left(6;1\right) ou\pink{\text{ou}} (2;3)\left(2;3\right) ou\pink{\text{ou}} (3;2)\left(3;2\right)
    Finalement les couples solutions sont de la forme (x;y)=(12k;12k)\left(x;y\right)=\left(12k;12k'\right) . Ainsi :
    (12×1;12×6)\left(12\times 1;12\times 6\right) ou\pink{\text{ou}} (12×6;12×1)\left(12\times 6;12\times 1\right) ou\pink{\text{ou}} (12×2;12×3)\left(12\times 2;12\times 3\right) ou\pink{\text{ou}} (12×3;12×2)\left(12\times 3;12\times 2\right)
    On écrit alors :
    S={(12;72),(72;22),(24;36),(36;24)}S=\left\{\left(12;72\right),\left(72;22\right),\left(24;36\right),\left(36;24\right)\right\}