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Diviseur

Le mot “diviseur” a deux significations en mathĂ©matiques. Une division est effectuĂ©e Ă  partir d’un “dividende” et d’un “diviseur”, et une fois l’opĂ©ration terminĂ©e, le produit du “quotient” par le diviseur augmentĂ© du “reste” est Ă©gal au dividende. En arithmĂ©tique, un “diviseur” d'un entier n est un entier dont n est un multiple. Plus formellement, si d et n sont deux entiers, d est un diviseur de n seulement s'il existe un entier k tel que dk = n. Ainsi 2 est un diviseur de 10 car 2 × 5 = 10.

Les diviseurs de 10 représentés à l'aide de réglettes Cuisenaire: 1, 2, 5 et 10

La notion de diviseur est liée à celle de multiple, car si d divise n alors n est un multiple de d, et à la notion de divisibilité.

Le nom vient de l'opération arithmétique de division : si a, b sont des entiers avec b non nul, et si c = a/b est un entier, alors a est le dividende, b le diviseur et c le quotient.

Ensemble des diviseurs d'un entier

Si l'entier n est nul, tout entier divise n.

Si l'entier n est non nul, il possĂšde des diviseurs positifs et nĂ©gatifs, mais pas de diviseur nul. Si d est un diviseur de n alors –d est aussi un diviseur de n. Ces observations expliquent pourquoi on ne s’intĂ©resse souvent qu'aux diviseurs positifs d'un entier positif. Par la suite, on se placera dans cette situation.

Diagramme de Hasse des diviseurs de 60 : une arĂȘte entre deux sommets indique que l'Ă©lĂ©ment le plus bas est un diviseur de l'Ă©lĂ©ment le plus haut.

Ainsi l'ensemble des diviseurs (positifs) de 10 est {1, 2, 5, 10} et celui de 60 est {1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60}.

Si d est un diviseur de n, tout diviseur de d est aussi un diviseur de n. Cette propriĂ©tĂ© induit une sorte de hiĂ©rarchie parmi les diviseurs d'un entier qui peut ĂȘtre visualisĂ©e sous forme d'un diagramme de Hasse.

Si n est Ă©gal Ă  1, n ne possĂšde qu'un seul diviseur : 1.

Tout entier n strictement supĂ©rieur Ă  1 possĂšde au moins deux diviseurs 1 et n qui sont appelĂ©s ses diviseurs triviaux. Un diviseur de n diffĂ©rent de n est un diviseur strict de n (ou partie aliquote — le terme diviseur propre est utilisĂ© comme synonyme tantĂŽt de diviseur strict, tantĂŽt de diviseur non trivial). Un entier n qui possĂšde exactement deux diviseurs est appelĂ© un nombre premier. Un nombre premier diviseur de n est appelĂ© un diviseur premier de n.

Le thĂ©orĂšme fondamental de l'arithmĂ©tique Ă©nonce que tout entier strictement supĂ©rieur Ă  1 s'Ă©crit de maniĂšre unique sous forme d'un produit de puissances de nombres premiers qui sont ses diviseurs premiers. Cette dĂ©composition en facteurs premiers permet d'Ă©numĂ©rer tous les diviseurs de l'entier. Si oĂč les pi sont des nombres premiers distincts et les αi des exposants entiers strictement positifs, alors, d est un diviseur de n si et seulement s’il existe des entiers ÎČi compris au sens large entre 0 et αi tels que

Ainsi la décomposition de 60 est et 10 est un diviseur de 60 car il peut s'écrire

Fonctions liées à l'ensemble des diviseurs

Il existe des fonctions d'un entier n créées à partir de l'ensemble de ses diviseurs. Les plus classiques sont les fonctions « nombre de diviseurs » et « somme des diviseurs ».

La fonction « nombre de diviseurs » donne le nombre d(n) des diviseurs de n. Ainsi d(10) = 4, d(36) = 9 et d(60) = 12. La décomposition en facteurs premiers de n permet de donner une valeur explicite à cette fonction. Si la décomposition de n est alors

Les fonctions « somme des diviseurs » et « somme des diviseurs stricts » interviennent dans l'étude des nombres parfaits, nombres abondants, nombres déficients ou nombres amiables, ainsi que dans les suites aliquotes.

Elles font partie de la famille des fonctions "somme des puissances des diviseurs".

Diviseur dans un anneau

La dĂ©finition de diviseur se gĂ©nĂ©ralise Ă  un anneau commutatif : si a et b sont deux Ă©lĂ©ments d'un anneau A, b divise a si et seulement s’il existe un Ă©lĂ©ment c de A tel que a = bc[1].

Une attention spĂ©ciale doit ĂȘtre portĂ©e sur la notion de diviseur de zĂ©ro. Selon la dĂ©finition prĂ©cĂ©dente, tout Ă©lĂ©ment de A divise 0A (Ă©lĂ©ment neutre de l'addition dans l'anneau A) car a × 0A = 0A. Cependant, dans un anneau non intĂšgre, il existe des Ă©lĂ©ments de A, non nuls, b et c tels que bc = 0A. Ces Ă©lĂ©ments sont appelĂ©s des diviseurs de zĂ©ro dans A.

Notes et références

  1. Aviva Szpirglas, AlgĂšbre L3 : Cours complet avec 400 tests et exercices corrigĂ©s [dĂ©tail de l’édition], partie IV, chap.9, I.5, p. 462.

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