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ExerciceMaths expertes, chapitre 4 — Congruences · Pour aller plus loin

Exercice 32

Démonstration

a) Décomposer 27302730 en facteurs premiers.

b) Montrer que, pour tout nombre premier pp divisant 27302730, p−1p-1 divise 1212.

c) Montrer que, pour tout x∈ℤx\in\mathbb{Z}, on a x13≡x  [2730]x^{13}\equiv x\;[2730].

Source : poly « Mathématiques : du lycée aux CPGE scientifiques » (LLG / H4), n° 544 (coquille corrigée : x^13 ≡ x et non n)

Corrigé

a) 2730=2×1365=2×3×455=2×3×5×7×132730=2\times 1365=2\times 3\times 455=\boxed{2\times 3\times 5\times 7\times 13}.

b) Les nombres p−1p-1 valent 11, 22, 44, 66 et 1212, qui divisent tous 1212.

c) Soit pp l'un de ces nombres premiers. Si pp divise xx, alors x13≡0≡x  [p]x^{13}\equiv 0\equiv x\;[p]. Sinon, xp−1≡1  [p]x^{p-1}\equiv 1\;[p] d'après Fermat, et comme 12=(p−1)m12=(p-1)m avec mm entier, x12=(xp−1)m≡1x^{12}=\left(x^{p-1}\right)^{m}\equiv 1, d'où x13≡x  [p]x^{13}\equiv x\;[p]. Ainsi les cinq nombres premiers distincts 22, 33, 55, 77, 1313 divisent x13−xx^{13}-x, donc leur produit aussi (lemme d'Euclide appliqué de proche en proche) : x13≡x  [2730]\boxed{x^{13}\equiv x\;[2730]}.

L'énoncé original du poly écrit « x13≡n  [2730]x^{13}\equiv n\;[2730] », ce qui est une coquille.

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