L'Arithmétique dans N Partie 1 : Cours, PGCD, PPCM et Quiz | Tronc Commun

Cours complet d'arithmétique pour Tronc Commun : multiples, diviseurs, PGCD, PPCM et nombres premiers. Testez vos connaissances avec notre quiz intera
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L'Arithmétique dans \(\mathbb{N}\) (Partie 1) : Cours et Exercices - Tronc Commun

Ce cours est destiné aux élèves du Tronc Commun (Option française et internationale). Il aborde les fondements de l'arithmétique dans l'ensemble des entiers naturels \(\mathbb{N}\), incluant les multiples, les diviseurs, la parité, les critères de divisibilité, ainsi que les notions clés de PGCD, de PPCM et de nombres premiers.

1. Multiples et Diviseurs dans \(\mathbb{N}\)

Définition :
Soient \(a\) et \(b\) deux entiers naturels (\(b \neq 0\)).
  • On dit que \(b\) est un diviseur de \(a\) (et que \(a\) est un multiple de \(b\)) s'il existe un entier naturel \(k\) tel que : \(a = b \times k\).
  • On note l'ensemble des diviseurs de \(a\) par \(\mathcal{D}(a)\) et l'ensemble des multiples de \(b\) par \(\mathcal{M}(b)\).
Exemple :
Les diviseurs de \(12\) sont \(\mathcal{D}(12) = \{1, 2, 3, 4, 6, 12\}\). Les multiples de \(4\) sont \(\mathcal{M}(4) = \{0, 4, 8, 12, 16, \dots\}\).

2. Nombres pairs et nombres impairs

Propriétés fondamentales :
  • Un entier naturel \(n\) est pair s'il existe un entier \(k\) tel que : \(n = 2k\).
  • Un entier naturel \(n\) est impair s'il existe un entier \(k\) tel que : \(n = 2k + 1\).
  • La somme de deux nombres de même parité est paire. La somme de deux nombres de parité différente est impaire.
  • Le produit de deux nombres pairs est pair, et le produit de deux nombres impairs est impair.

3. Critères de divisibilité

Diviseur Critère de divisibilité
Par 2 Le chiffre des unités est pair (\(0, 2, 4, 6, 8\)).
Par 3 (ou 9) La somme des chiffres du nombre est un multiple de \(3\) (ou de \(9\)).
Par 5 Le chiffre des unités est \(0\) ou \(5\).
Par 11 La différence entre la somme des chiffres de rangs pairs et celle des rangs impairs est un multiple de \(11\).

4. Nombres premiers

Définition :
Un entier naturel \(p\) est dit premier s'il possède exactement deux diviseurs distincts : \(1\) et lui-même.
Exemples :
Les premiers nombres premiers sont : \(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, \dots\)
Remarque : Le nombre \(1\) n'est pas premier (il n'a qu'un seul diviseur). Le nombre \(2\) est le seul nombre premier pair.

5. PGCD et PPCM de deux entiers naturels

Plus Grand Commun Diviseur (PGCD) et Plus Petit Commun Multiple (PPCM) :
  • Le PGCD de deux entiers \(a\) et \(b\) (noté \(\text{PGCD}(a,b)\) ou \(a \land b\)) est le plus grand entier qui divise à la fois \(a\) et \(b\).
  • Le PPCM de deux entiers \(a\) et \(b\) (noté \(\text{PPCM}(a,b)\) ou \(a \lor b\)) est le plus petit entier non nul qui est un multiple commun de \(a\) et \(b\).
  • Propriété fondamentale : Pour tous entiers non nuls \(a\) et \(b\), on a : \(\text{PGCD}(a,b) \times \text{PPCM}(a,b) = a \times b\).

6. Nombres premiers entre eux

Définition :
Deux entiers naturels \(a\) et \(b\) sont dits premiers entre eux si leur plus grand commun diviseur est égal à \(1\), c'est-à-dire : \(\text{PGCD}(a,b) = 1\).

Quiz d'évaluation : Arithmétique (Tronc Commun)

Testez vos connaissances sur l'arithmétique dans \(\mathbb{N}\) et obtenez une fiche de bilan personnalisée.

1. Le nombre 1 est-il un nombre premier ?

2. Quel est le seul nombre premier pair ?

3. Le nombre 517 est-il divisible par 3 ?

4. Si \(n\) est un entier naturel impair, alors \(n^2\) est :

5. Quel est le PGCD de 24 et 36 ?

6. Quel est le PPCM de 4 et 6 ?

7. Deux entiers \(a\) et \(b\) sont premiers entre eux si :

8. Le nombre 97 est-il un nombre premier ?

9. Soit \(a\) et \(b\) deux entiers non nuls. On a toujours :

10. La somme de deux entiers impairs est :

Bilan d'Évaluation - Arithmétique (Tronc Commun)

Conclusion & En savoir plus

L'arithmétique dans \(\mathbb{N}\) constitue un pilier fondamental pour le raisonnement mathématique au cycle secondaire qualifiant. Pour approfondir vos cours, préparer vos contrôles continus et accéder à des séries d'exercices corrigés conformes au programme du Ministère de l'Éducation Nationale, n'hésitez pas à consulter les ressources de Bac en Poche.

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