Division euclidienne : énoncé (Maths expertes)
Division euclidienne
Soient $a \in \mathbb{Z}$ et $b \in \mathbb{N}^*$. Il existe un unique couple $(q ; r)$ d'entiers tel que $$a = bq + r \quad \text{et} \quad 0 \leqslant r < b.$$ $q$ est le quotient et $r$ le reste de la division euclidienne de $a$ par $b$.
Démonstration : Division euclidienne
Preuve de l'existence et de l'unicité
Existence. Soit $q = \lfloor a/b \rfloor$ la partie entière de $a/b$ : c'est l'unique entier tel que $q \leqslant \frac{a}{b} < q+1$. Comme $b > 0$, on multiplie par $b$ : $bq \leqslant a < bq + b$. On pose $r = a - bq$. Alors $0 \leqslant r < b$ et $a = bq + r$.
Unicité. Supposons $a = bq + r = bq' + r'$ avec $0 \leqslant r < b$ et $0 \leqslant r' < b$. Alors $b(q - q') = r' - r$. Or $-b < r' - r < b$, et $r'-r$ est un multiple de $b$. Le seul multiple de $b$ strictement compris entre $-b$ et $b$ est $0$. Donc $r = r'$, puis $b(q-q') = 0$ avec $b \neq 0$, donc $q = q'$.
Deux divisions euclidiennes
- Division de $2026$ par $7$ : $7 \times 289 = 2023$, donc $2026 = 7 \times 289 + 3$ avec $0 \leqslant 3 < 7$. Quotient $289$, reste $3$.
- Division de $-17$ par $5$ : $-17 = 5 \times (-4) + 3$ avec $0 \leqslant 3 < 5$. Quotient $-4$, reste $3$.
Le reste est toujours positif
L'égalité $-17 = 5 \times (-3) - 2$ est vraie, mais ce n'est pas la division euclidienne : le reste doit vérifier $0 \leqslant r < b$. Pour un dividende négatif, le quotient est « un cran plus bas » que ce que l'on croit.
Restes possibles
Dans la division par $b$, il y a exactement $b$ restes possibles : $0, 1, \dots, b-1$. Tout entier s'écrit donc sous l'une des formes $bk$, $bk+1$, …, $bk + (b-1)$ avec $k \in \mathbb{Z}$. Par exemple, tout entier est de la forme $2k$ ou $2k+1$, ou encore $3k$, $3k+1$ ou $3k+2$.
S’entraîner
- Divisions euclidiennes et restes
- Reste d'une grande puissance
- Une divisibilité pour tout entier naturel
- Petit théorème de Fermat : un reste et une divisibilité
- Un chiffrement affine