PGCD, théorèmes de Bezout et Gauss

Exercices types : 11ère partie - Exercice 3

6 min
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Question 1

Soient xx et yy des entiers naturels non nuls tel que x<yx<y. Résoudre : {x+y=32PGCD(x;y)=8\left\{\begin{array}{ccc} {x+y} & {=} & {32} \\ {\text{PGCD}\left(x;y\right)} & {=} & {8} \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)=8\text{PGCD}\left(x;y\right)=8
    Cela signifie que xx est un multiple de 88 ou encore que (8x)\left(8{\rm }|x\right) qui se lit 88 divise xx. On peut donc dire qu'il existe un entier naturel kk tel que : x=8k\red{x=8k} .
    Cela signifie également que yy est un multiple de 88 ou encore que (8y)\left(8{\rm }|y\right) qui se lit 88 divise yy. On peut donc dire qu'il existe un entier naturel kk' tel que : y=8k\green{y=8k'} .
    Il vient alors que :
    {x+y=32PGCD(x;y)=8\left\{\begin{array}{ccc} {x+y} & {=} & {32} \\ {\text{PGCD}\left(x;y\right)} & {=} & {8} \end{array}\right. équivaut successivement à :
    {8k+8k=32PGCD(8k;8k)=8\left\{\begin{array}{ccc} {\red{8k}+ \green{8k'}} & {=} & {32} \\ {\text{PGCD}\left(\red{8k};\green{8k'}\right)} & {=} & {8} \end{array}\right.
    {8×(k+k)=328×PGCD(k;k)=8\left\{\begin{array}{ccc} {8\times\left(k+ k'\right)} & {=} & {32} \\ {8\times\text{PGCD}\left(k;k'\right)} & {=} & {8} \end{array}\right.
    {k+k=328PGCD(k;k)=88\left\{\begin{array}{ccc} {k+ k'} & {=} & {\frac{32}{8} } \\ {\text{PGCD}\left(k;k'\right)} & {=} & {\frac{8}{8} } \end{array}\right.
    {k+k=4PGCD(k;k)=1\left\{\begin{array}{ccc} {k+ k'} & {=} & {4} \\ {\text{PGCD}\left(k;k'\right)} & {=} & {1} \end{array}\right.
    Comme x<yx<y alors 8k<8k8k<8k' donc k<kk<k' . Le seul couple (k;k)\left(k;k'\right) vérifiant k+k=4k+k'=4 est alors : (1;3)\left(1;3\right) . On ne retient pas le couple (2;2)\left(2;2\right) car il faut que k<kk<k' .
    Finalement le couple solution est de la forme (x;y)=(8k;8k)\left(x;y\right)=\left(8k;8k'\right) . Ainsi :
    (8×1;8×3)\left(8\times 1;8\times 3\right)
    D'où : (8;24)\left(8;24\right)
    Le seule couple solution est alors :
    S={(8;24)}S=\left\{\left(8;24\right)\right\}