Savoir résoudre une équation diophantienne - Exercice 2
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Question 1
Soit l'équation (E) : 7x−3y=1
Vérifier que le couple (1;2) 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 : 7×1−3×2=7−6=1 Il en résulte que le couple (1;2) est bien une solution de l’équation 7x−3y=1
Question 2
Déterminer toutes les solutions de l'équation (E) .
Correction
D’une part : nous savons que 7x−3y=1 D’autre part : nous avons démontré à la question 1 que : 7×1−3×2=1 Nous allons maintenant soustraire ces deux égalités, cela nous donne : 7x−3y−(7×1−3×2)=1−1 7x−3y−7×1+3×2=0 7x−7×1=3y−3×2 7(x−1)=3(y−2)
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 7 divise 3(y−2). Or on sait que 7 et 3 sont premiers entre eux donc, d’après le théorème de Gauss, 7 divise y−2. On peut donc dire que y−2=7k où k∈Z et donc que y=2+7k En remplaçant l'expression y=2+7k dans l'équation 7(x−1)=3(y−2) , il vient : 7(x−1)=3(2+7k−2) 7(x−1)=3×7k . On simplifier par 7, ce qui nous donne : x−1=3k Ainsi : x=3k+1 Nous venons de trouver le couple (x;y)=(3k+1;2+7k) et il faut vérifier si ce couple vérifie l'équation (E) . Ainsi : 7x−3y=7(3k+1)−3(2+7k) 7x−3y=7×3k+7×1−3×2−3×7k 7x−3y=7×1−3×2 7x−3y=7−6 7x−3y=1 On peut donc conclure que toutes les solutions de l'équation (E) sont : S={(3k+1;2+7k)} où k∈Z
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