Prépa, 1re année › Arithmétique dans $\mathbb{Z}$ › Algorithme d'Euclide
Algorithme d'Euclide : méthode (MPSI)
Méthode
Algorithme d'Euclide
Pour calculer $a \wedge b$ avec $a, b \in \mathbb{N}$ et $b \neq 0$ :
- Poser $r_0 = a$, $r_1 = b$.
- Tant que $r_k \neq 0$, effectuer la division euclidienne $r_{k-1} = q_k r_k + r_{k+1}$ avec $0 \leqslant r_{k+1} < r_k$.
- Le PGCD est le dernier reste non nul.
Justification : la suite des restes est une suite strictement décroissante d'entiers naturels, donc elle atteint $0$ en un nombre fini d'étapes. Par le lemme, $r_{k-1} \wedge r_k = r_k \wedge r_{k+1}$ à chaque étape ; si $r_N \neq 0$ et $r_{N+1} = 0$, alors $a \wedge b = r_N \wedge 0 = r_N$.
Exemple
Calcul de $1071 \wedge 462$
$$\begin{aligned} 1071 &= 2 \times 462 + 147 \\\\ 462 &= 3 \times 147 + 21 \\\\ 147 &= 7 \times 21 + 0 \end{aligned}$$ Le dernier reste non nul est $21$, donc $1071 \wedge 462 = 21$.
S’entraîner
- PGCD, coefficients de Bézout et PPCM de 4199 et 1729
- Équation diophantienne $323x + 391y = c$
- PGCD de deux nombres de la forme $2^k - 1$
- Un principe de chiffrement à clé publique (type CCINP)
- Théorème de Wilson et carrés congrus à $-1$ (type Mines-Ponts)