Savoir résoudre une équation diophantienne - Exercice 3
10 min
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Question 1
Soit l'équation (E) : 12x+7y=5
Vérifier que le couple (1;−1) est une solution de l’équation (E) .
Correction
Cette question est juste une formalité, il nous faut remplacer x par 1 et y par 2 et vérifier que l'on obtient bien 1. Ainsi : 12×1+7×(−1)=12−7=5 Il en résulte que le couple (1;−1) est bien une solution de l’équation 12x+7y=5
Question 2
Déterminer toutes les solutions de l'équation (E) .
Correction
D’une part : nous savons que 12x+7y=5 D’autre part : nous avons démontré à la question 1 que : 12×1+7×(−1)=5 Nous allons maintenant soustraire ces deux égalités, cela nous donne : 12x+7y−(12×1+7×(−1))=5−5 12x+7y−12×1−7×(−1)=0 12x+7y−12×1+7×1=0 12x−12×1=−7×1−7y 12(x−1)=7(−1−y)
Théorème de Gauss
Soient a, b et c trois entiers relatifs non nuls. Si a divise le produit b×c et si a et b sont premiers entre eux alors a divise c.
Donc 12 divise 7(−1−y). Or on sait que 12 et 7 sont premiers entre eux donc, d’après le théorème de Gauss, 12 divise (−1−y). On peut donc dire que −1−y=12k où k∈Z et donc que y=−1−12k En remplaçant l'expression y=−1−12k dans l'équation 12(x−1)=7(−1−y) , il vient : 12(x−1)=7(−1−(−1−12k)) 12(x−1)=7(−1+1+12k) 12(x−1)=7×12k . On simplifier par 12, ce qui nous donne : x−1=7k Ainsi : x=7k+1 Nous venons de trouver le couple (x;y)=(7k+1;−1−12k) et il faut vérifier si ce couple vérifie l'équation (E) . Ainsi : 12x+7y=12(7k+1)+7(−1−12k) 12x+7y=12×7k+12×1+7×(−1)+7×(−12k) 12x+7y=12×1+7×(−1) 12x+7y=12−7 12x+7y=5 On peut donc conclure que toutes les solutions de l'équation (E) sont : S={(7k+1;−1−12k)} où k∈Z
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