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Maths expertes — Arithmétique

Arithmétique : congruences et applications

Congruences modulo n, propriétés, petit théorème de Fermat, applications à la cryptographie

Résumé synthétiqueFiche en 5 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub

Résumé

Les congruences sont l'arithmétique de l'horloge : sur un cadran, $14\,\text{h}$ et $2\,\text{h}$ pointent au même endroit, car ils ont le même reste modulo $12$. De même, $a \equiv b\ [n]$ signifie que $a$ et $b$ ont le même reste dans la division par $n$, c'est-à-dire que $n$ divise $a - b$. La force de cet outil : il est compatible avec l'addition, la multiplication et les puissances, ce qui permet de calculer le reste de nombres gigantesques sans jamais les écrire. Le petit théorème de Fermat ($a^{p-1} \equiv 1\ [p]$ si $p$ est premier) accélère encore ces calculs. Ces idées, autrefois purement théoriques, font tourner aujourd'hui le chiffrement RSA qui protège nos communications.

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Questions fréquentes

Les points clés à retenir sur Arithmétique : congruences et applications, extraits du quiz de révision.

À quoi $17$ est-il congru modulo $5$ ?
Réponse :
$2$
$17 = 3 \times 5 + 2$, donc le reste est $2$ : $17 \equiv 2\ [5]$.
Si $a \equiv 3\ [7]$ et $b \equiv 5\ [7]$, alors $ab \equiv\ ?\ [7]$
Réponse :
$1$
$ab \equiv 3 \times 5 = 15 \equiv 1\ [7]$ (car $15 = 2 \times 7 + 1$).
Le reste de $2^{10}$ dans la division par $7$ est :
Réponse :
$2$
Par Fermat, $2^6 \equiv 1\ [7]$. Donc $2^{10} = 2^6 \times 2^4 \equiv 16 \equiv 2\ [7]$.
Le critère de divisibilité par $9$ repose sur le fait que :
Réponse :
$10 \equiv 1\ [9]$
$10 \equiv 1\ [9]$, donc $10^k \equiv 1\ [9]$ : un nombre est congru à la somme de ses chiffres modulo $9$.