ملخص Arithmétique dans ℕ — الجذع المشترك العلمي (خيار فرنسية)

ملخص «Arithmétique dans ℕ» لتلاميذ الجذع المشترك العلمي (خيار فرنسية) بالفرنسية والعربية: Multiples et diviseurs - Parité - Critères de divisibilité - Nombres premiers - Décomposition - PGCD et PPCM. Résumé Arithmétique dans ℕ — Tronc commun scientifique (BIOF).

📖 حل فـ MathsClick (الورقة بخط اليد، بالعربية والفرنسية)

Multiples et diviseurs

Définition Définition

Soient $a$ et $b$ deux entiers naturels. On dit que **$b$ divise $a$** s'il existe $k\in\mathbb{N}$ tel que $a=k\times b$.

On note $b\mid a$ : $b$ est un diviseur de $a$ et $a$ est un multiple de $b$.

>> Exemple : $60=4\times15$, donc $4\mid60$ et $15\mid60$.

Propriété Propriétés

  • $1$ divise tout entier naturel ; tout entier naturel divise $0$.
  • Si $a\mid b$ et $b\mid c$, alors $a\mid c$.
  • Si $d\mid a$ et $d\mid b$, alors $d\mid(a+b)$ et $d\mid(a-b)$ (avec $a\geq b$).

Parité

Formules Formules

$n$ pair $\Leftrightarrow n=2k$ ; $n$ impair $\Leftrightarrow n=2k+1$ ($k\in\mathbb{N}$)

  • Le produit de deux entiers consécutifs $n(n+1)$ est toujours pair.
  • $n$ et $n^2$ ont la même parité.

| + | pair | impair |

| pair | pair | impair |

| impair | impair | pair |

| × | pair | impair |

| pair | pair | pair |

| impair | pair | impair |

Critères de divisibilité

| Divisible par | si |

| 2 | le chiffre des unités est 0, 2, 4, 6 ou 8 |

| 3 | la somme des chiffres est divisible par 3 |

| 4 | le nombre formé par les deux derniers chiffres est divisible par 4 |

| 5 | le chiffre des unités est 0 ou 5 |

| 9 | la somme des chiffres est divisible par 9 |

| 10 | le chiffre des unités est 0 |

Nombres premiers

Définition Définition

Un entier naturel $p$ est premier s'il admet exactement deux diviseurs : $1$ et $p$.

>> Les premiers nombres premiers : $2$ ; $3$ ; $5$ ; $7$ ; $11$ ; $13$ ; $17$ ; $19$ ; $23$ ; $29$ ; $31$ ; $37$ …

Méthode Méthode : reconnaître un nombre premier

On teste la division de $n$ par les nombres premiers $p$ tels que $p^2\leq n$. Si aucun ne divise $n$, alors $n$ est premier.

>> Exemple : $127$ ; on teste $2$, $3$, $5$, $7$, $11$ ($11^2=121\leq127$) : aucun ne divise $127$, il est premier.

Décomposition en produit de facteurs premiers

Théorème Théorème

Tout entier naturel $n\geq2$ s'écrit de façon unique comme produit de nombres premiers.

Exemple Méthode : on divise par $2$, puis $3$, puis $5$, … jusqu'à obtenir $1$

~ladder 360

Formules Conséquences

Si $n=p^{\alpha}\times q^{\beta}\times r^{\gamma}$, le nombre de diviseurs de $n$ est $(\alpha+1)(\beta+1)(\gamma+1)$.

  • $n$ est un carré parfait $\Leftrightarrow$ tous les exposants de sa décomposition sont pairs.

>> Exemple : $360=2^3\times3^2\times5$ a $(3+1)(2+1)(1+1)=24$ diviseurs.

PGCD et PPCM

Définition Définitions

  • Le PGCD de $a$ et $b$ est le plus grand de leurs diviseurs communs.
  • Le PPCM de $a$ et $b$ est le plus petit de leurs multiples communs non nuls.

Méthode Méthode avec les décompositions

  • PGCD : produit des facteurs communs, chacun avec le plus petit exposant.
  • PPCM : produit de tous les facteurs, chacun avec le plus grand exposant.

>> $84=2^2\times3\times7$ et $180=2^2\times3^2\times5$ : $\mathrm{PGCD}=2^2\times3=12$ et $\mathrm{PPCM}=2^2\times3^2\times5\times7=1260$.

Propriété Propriétés

[!] $\mathrm{PGCD}(a;b)\times\mathrm{PPCM}(a;b)=a\times b$

  • $a$ et $b$ sont premiers entre eux si $\mathrm{PGCD}(a;b)=1$.
  • Pour rendre $\dfrac{a}{b}$ irréductible, on divise $a$ et $b$ par leur PGCD.

À retenir À retenir

  • $b\mid a\Leftrightarrow a=k\times b$ avec $k\in\mathbb{N}$.
  • $n(n+1)$ est toujours pair.
  • Premier : exactement deux diviseurs. Tester jusqu'à $p^2\leq n$.
  • PGCD : communs, plus petit exposant. PPCM : tous, plus grand exposant.

Erreur fréquente Erreurs fréquentes

  • $1$ n'est pas un nombre premier ($1$ n'a qu'un seul diviseur).
  • $9\mid n\Rightarrow3\mid n$, mais $3\mid n$ ne donne pas $9\mid n$.
  • Ne pas confondre « $b$ divise $a$ » ($b\mid a$) et « $a$ divisé par $b$ » ($\dfrac{a}{b}$).

Astuce Astuce

Pour montrer qu'une expression est un multiple de $m$, on factorise pour faire apparaître $m$ : $5^{n+2}-5^n=5^n(25-1)=24\times5^n$.

النسخة العربية

المضاعفات والقواسم

تعريف تعريف

ليكن $a$ و $b$ عددين صحيحين طبيعيين. نقول إن **$b$ يقسم $a$** إذا وُجد $k\in\mathbb{N}$ بحيث $a=k\times b$.

نكتب $b\mid a$ : $b$ قاسم للعدد $a$ و $a$ مضاعف للعدد $b$.

>> مثال : $60=4\times15$، إذن $4\mid60$ و $15\mid60$.

خاصية خاصيات

  • $1$ يقسم كل عدد صحيح طبيعي ؛ وكل عدد صحيح طبيعي يقسم $0$.
  • إذا كان $a\mid b$ و $b\mid c$، فإن $a\mid c$.
  • إذا كان $d\mid a$ و $d\mid b$، فإن $d\mid(a+b)$ و $d\mid(a-b)$ (مع $a\geq b$).

الزوجية

صيغ صيغ

$n$ زوجي $\Leftrightarrow n=2k$ ؛ $n$ فردي $\Leftrightarrow n=2k+1$ ($k\in\mathbb{N}$)

  • جداء عددين صحيحين متتابعين $n(n+1)$ زوجي دائماً.
  • للعددين $n$ و $n^2$ نفس الزوجية.

| + | زوجي | فردي |

| زوجي | زوجي | فردي |

| فردي | فردي | زوجي |

| × | زوجي | فردي |

| زوجي | زوجي | زوجي |

| فردي | زوجي | فردي |

معايير القسمة

| يقبل القسمة على | إذا كان |

| 2 | رقم وحداته 0 أو 2 أو 4 أو 6 أو 8 |

| 3 | مجموع أرقامه يقبل القسمة على 3 |

| 4 | العدد المكوّن من رقميه الأخيرين يقبل القسمة على 4 |

| 5 | رقم وحداته 0 أو 5 |

| 9 | مجموع أرقامه يقبل القسمة على 9 |

| 10 | رقم وحداته 0 |

الأعداد الأولية

تعريف تعريف

يكون عدد صحيح طبيعي $p$ أولياً إذا كان يقبل بالضبط قاسمين : $1$ و $p$.

>> الأعداد الأولية الأولى : $2$ ; $3$ ; $5$ ; $7$ ; $11$ ; $13$ ; $17$ ; $19$ ; $23$ ; $29$ ; $31$ ; $37$ …

طريقة طريقة : التعرف على عدد أولي

نختبر قسمة $n$ على الأعداد الأولية $p$ بحيث $p^2\leq n$. إذا لم يقسمه أي منها، فإن $n$ أولي.

>> مثال : $127$ ؛ نختبر $2$ و $3$ و $5$ و $7$ و $11$ ($11^2=121\leq127$) : لا أحد منها يقسم $127$، إذن هو أولي.

التفكيك إلى جداء عوامل أولية

مبرهنة مبرهنة

كل عدد صحيح طبيعي $n\geq2$ يُكتب بكيفية وحيدة على شكل جداء أعداد أولية.

مثال طريقة : نقسم على $2$، ثم $3$، ثم $5$، … حتى نحصل على $1$

~ladder 360

صيغ نتائج

إذا كان $n=p^{\alpha}\times q^{\beta}\times r^{\gamma}$، فإن عدد قواسم $n$ هو $(\alpha+1)(\beta+1)(\gamma+1)$.

  • $n$ مربع كامل $\Leftrightarrow$ جميع الأسس في تفكيكه زوجية.

>> مثال : $360=2^3\times3^2\times5$ له $(3+1)(2+1)(1+1)=24$ قاسماً.

PGCD و PPCM

تعريف تعريفان

  • PGCD للعددين $a$ و $b$ هو أكبر قواسمهما المشتركة.
  • PPCM للعددين $a$ و $b$ هو أصغر مضاعفاتهما المشتركة غير المنعدمة.

طريقة طريقة باستعمال التفكيك

  • PGCD : جداء العوامل المشتركة، كل واحد منها بـأصغر أس.
  • PPCM : جداء كل العوامل، كل واحد منها بـأكبر أس.

>> $84=2^2\times3\times7$ و $180=2^2\times3^2\times5$ : $\mathrm{PGCD}=2^2\times3=12$ و $\mathrm{PPCM}=2^2\times3^2\times5\times7=1260$.

خاصية خاصيات

[!] $\mathrm{PGCD}(a;b)\times\mathrm{PPCM}(a;b)=a\times b$

  • يكون $a$ و $b$ أوليين فيما بينهما إذا كان $\mathrm{PGCD}(a;b)=1$.
  • لجعل $\dfrac{a}{b}$ غير قابل للاختزال، نقسم $a$ و $b$ على PGCD لهما.

للحفظ أحفظ

  • $b\mid a\Leftrightarrow a=k\times b$ حيث $k\in\mathbb{N}$.
  • $n(n+1)$ زوجي دائماً.
  • العدد الأولي : له قاسمان بالضبط. نختبر حتى $p^2\leq n$.
  • PGCD : المشتركة بأصغر أس. PPCM : الكل بأكبر أس.

خطأ شائع أخطاء شائعة

  • $1$ ليس عدداً أولياً (له قاسم واحد فقط).
  • $9\mid n\Rightarrow3\mid n$، لكن $3\mid n$ لا يعطي $9\mid n$.
  • لا نخلط بين «$b$ يقسم $a$» ($b\mid a$) و«$a$ مقسوم على $b$» ($\dfrac{a}{b}$).

نصيحة نصيحة

لنبيّن أن تعبيراً مضاعف للعدد $m$، نعمّل لإظهار $m$ : $5^{n+2}-5^n=5^n(25-1)=24\times5^n$.

فنفس الدرس

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