Algorithme d'Euclide, Algorithme des Soustractions et PGCD

Leçon 1 issue du chapitre Arithmétique

✅ Utiliser l’algorithme des soustractions successives pour calculer un PGCD.
✅ Utiliser l’algorithme d’Euclide pour calculer un PGCD.
Résoudre des petits problèmes de mathématiques en utilisant le PGCD.

Soient $latex a$ et $latex b$ des nombres entiers naturels non nuls.

 – Un diviseur commun de deux nombres $latex a$ et $latex b$ est un nombre qui divise les deux sans laisser de reste.

– Le PGCD de $latex a$ et $latex b$, noté $latex \text{PGCD}(a,b)$, est le plus grand de leurs diviseurs communs.

– Le PPCM de $latex a$ et $latex b$, noté $latex \text{PPCM}(a,b)$, est le plus petit multiple commun à $latex a$ et $latex b$.

Pour déterminer le $latex PGCD$ de deux nombres entiers naturels non nuls tels que $latex a>b$, on peut soit utiliser l’algorithme des soustractions successives, soit utiliser l’algorithme d’Euclide ou encore des divisions euclidiennes successives.

Principe :
– On compare les deux nombres donnés.
– À chaque étape, on soustrait le plus petit nombre du plus grand.
On répète ce processus avec les nouveaux résultats obtenus.
– Dès qu’on obtient un reste égal à 0, on arrête.
Le dernier nombre non nul trouvé est alors le $latex PGCD$ !

Exemple : Trouvons $latex \text{PGCD}(168,120)$ :

$latex 168 – 120 = 48$
$latex 120 – 48 = 72$
$latex 72 – 48 = 24$
$latex 48 – 24 = 24$
$latex 24 – 24 = 0$

Résultat : $latex \text{PGCD}(168,120) = 24$

Principe : On fait des divisions successives.
– À chaque étape, on divise le plus grand nombre par le plus petit et on retient uniquement le reste de la division.

– On recommence en divisant le diviseur précédent par ce reste.
– On répète ce processus jusqu’à obtenir un reste égal à 0.

Quand le reste est $latex 0$, c’est fini ! Le dernier reste non nul obtenu avant $latex 0$ est le $latex PGCD$.

Exemple : Trouvons $latex \text{PGCD}(375,2020)$ :

$latex 2020 = 5 \times 375 + 145$
$latex 375 = 2 \times 145 + 85$
$latex 145 = 1 \times 85 + 60$
$latex 85 = 1 \times 60 + 25$
$latex 60 = 2 \times 25 + 10$
$latex 25 = 2 \times 10 + 5$
$latex 10 = 2 \times 5 + 0$

Résultat : $latex \text{PGCD}(375,2020) = 5$

Remarques importantes :
– Si $latex b$ divise parfaitement $latex a$, alors $latex \text{PGCD}(a,b) = b$.
– Si $latex \text{PGCD}(a,b) = 1$, alors $latex a$ et $latex b$ sont premiers entre eux.
– On a toujours $latex \text{PGCD}(a,1) = 1$ pour n’importe quel $latex a$.