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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 12 — Arithmétique dans ℤ\mathbb{Z} · Nombres premiers

Exercice 32

Démonstration

Soit aa et bb deux entiers naturels non nuls premiers entre eux, tels que abab soit un carré parfait. Montrer que aa et bb sont deux carrés parfaits. Le résultat subsiste-t-il sans l'hypothèse a∧b=1a \wedge b = 1 ?

Corrigé

Pour tout nombre premier pp, la proposition 10 donne vp(a)+vp(b)=vp(ab)v_{p}(a) + v_{p}(b) = v_{p}(ab), qui est pair puisque abab est un carré. Comme a∧b=1a \wedge b = 1, l'une des deux valuations est nulle (proposition 10 (iii)), donc l'autre est paire. Ainsi toutes les valuations de aa et de bb sont paires, et a=∏ppvp(a)=(∏ppvp(a)/2)2et de meˆme pour b\boxed{a = \prod_{p} p^{v_{p}(a)} = \Big(\prod_{p} p^{v_{p}(a)/2}\Big)^{2} \quad \text{et de même pour } b} Sans l'hypothèse, le résultat est faux : 2×8=162 \times 8 = 16 est un carré, mais ni 22 ni 88 n'en est un. L'exercice 64 généralisera ce raisonnement aux puissances nn-ièmes.

Dans l'édifice

Thèmes

nombres premiers, pgcd et algorithme d'euclide, bézout, décomposition en facteurs premiers

Notions

nombre premier, PGCD

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