Multiples, diviseurs, nombres pairs et impairs

Définition, méthode pas à pas, exemple corrigé et exercice type contrôle de Seconde.

Maths Seconde Lecture : 5 min Programme officiel 2019

Un multiple d'un nombre entier $a$ est un nombre entier $b$ tel qu'il existe un entier $k$ vérifiant $b = k \times a$.
Un diviseur d'un nombre entier $b$ est un nombre entier $a$ tel qu'il existe un entier $k$ vérifiant $b = k \times a$. On dit alors que $b$ est divisible par $a$.
Un nombre entier est pair s'il est un multiple de $2$, c'est-à-dire s'il peut s'écrire sous la forme $2k$ où $k$ est un entier.
Un nombre entier est impair s'il n'est pas pair, c'est-à-dire s'il peut s'écrire sous la forme $2k+1$ où $k$ est un entier.

Bon réflexe : Pour démontrer une propriété sur les nombres pairs et impairs, utilise toujours les définitions formelles $2k$ et $2k+1$.
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Vérifier si un nombre est multiple ou diviseur

Pour vérifier si un entier $b$ est un multiple de $a$ (ou si $a$ est un diviseur de $b$), on effectue la division euclidienne de $b$ par $a$. Si le reste est $0$, alors $b$ est un multiple de $a$ et $a$ est un diviseur de $b$. Sinon, ce n'est pas le cas.

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Identifier un nombre pair ou impair

Un nombre entier est pair si son chiffre des unités est $0, 2, 4, 6$ ou $8$. Il est impair si son chiffre des unités est $1, 3, 5, 7$ ou $9$. On peut aussi vérifier s'il est de la forme $2k$ (pair) ou $2k+1$ (impair) en effectuant la division par $2$.

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Démontrer des propriétés sur les nombres pairs/impairs

Pour démontrer une propriété générale (par exemple, la somme de deux nombres pairs est paire), on utilise les définitions formelles : on représente un nombre pair par $2k$ et un nombre impair par $2k+1$, où $k$ est un entier. On effectue ensuite les opérations algébriques et on vérifie si le résultat est de la forme $2K$ (pair) ou $2K+1$ (impair) pour un certain entier $K$.

Démontrer que le produit de deux nombres impairs est un nombre impair.
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Définir les nombres impairs
Soient deux nombres impairs $a$ et $b$.
Par définition, il existe des entiers $k_1$ et $k_2$ tels que $a = 2k_1+1$ et $b = 2k_2+1$.
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Calculer le produit
On calcule le produit $a \times b$:
$$a \times b = (2k_1+1)(2k_2+1)$$
$$a \times b = 4k_1k_2 + 2k_1 + 2k_2 + 1$$
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Mettre en évidence la forme $2K+1$
On factorise par $2$ les trois premiers termes :
$$a \times b = 2(2k_1k_2 + k_1 + k_2) + 1$$
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Conclure sur la parité du produit
Posons $K = 2k_1k_2 + k_1 + k_2$. Puisque $k_1$ et $k_2$ sont des entiers, $K$ est aussi un entier.
Donc, $a \times b = 2K+1$.
Le produit de deux nombres impairs est de la forme $2K+1$, il est donc impair.
  1. Ne pas utiliser des variables différentes pour des entiers différents (par exemple, écrire $2k+1$ et $2k+1$ pour deux nombres impairs distincts, au lieu de $2k_1+1$ et $2k_2+1$).
  2. Oublier que $k$ doit être un entier dans les définitions de pair ($2k$) et impair ($2k+1$).
  3. Tenter de démontrer une propriété générale avec un seul exemple numérique (par exemple, $3 \times 5 = 15$ est impair, donc le produit de deux impairs est impair). Un exemple ne prouve rien, il faut une démonstration générale.
Soit $n$ un entier naturel.
  1. Déterminer si $123$ est un multiple de $3$. Justifier.
  2. Démontrer que la somme d'un nombre pair et d'un nombre impair est un nombre impair.
  3. Montrer que le nombre $A = (2n+1)^2 - 1$ est un multiple de $4$.
  1. Pour déterminer si $123$ est un multiple de $3$, on effectue la division euclidienne de $123$ par $3$.
    $$123 \div 3 = 41$$
    Le reste de la division est $0$. Donc $123$ est un multiple de $3$.
  2. Soient un nombre pair $P$ et un nombre impair $I$.
    Par définition, il existe un entier $k_1$ tel que $P = 2k_1$.
    Par définition, il existe un entier $k_2$ tel que $I = 2k_2+1$.
    Calculons leur somme :
    $$P+I = 2k_1 + (2k_2+1)$$
    $$P+I = 2k_1 + 2k_2 + 1$$
    $$P+I = 2(k_1+k_2) + 1$$
    Posons $K = k_1+k_2$. Puisque $k_1$ et $k_2$ sont des entiers, $K$ est aussi un entier.
    Donc, $P+I = 2K+1$. La somme d'un nombre pair et d'un nombre impair est un nombre impair.
  3. On développe l'expression $A = (2n+1)^2 - 1$ :
    $$A = ((2n)^2 + 2 \times 2n \times 1 + 1^2) - 1$$
    $$A = (4n^2 + 4n + 1) - 1$$
    $$A = 4n^2 + 4n$$
    On peut factoriser par $4$ :
    $$A = 4(n^2+n)$$
    Posons $K = n^2+n$. Puisque $n$ est un entier naturel, $n^2$ est un entier et $n^2+n$ est un entier.
    Donc, $A = 4K$. Par définition, $A$ est un multiple de $4$.

Questions fréquentes

Est-ce que $0$ est un nombre pair ?
Oui, $0$ est un nombre pair. Par définition, un nombre pair s'écrit sous la forme $2k$ où $k$ est un entier. Pour $k=0$, on a $2 \times 0 = 0$. Donc $0$ est bien un nombre pair.
Comment savoir si un nombre est premier ?
Un nombre premier est un entier naturel qui possède exactement deux diviseurs distincts : $1$ et lui-même. Pour vérifier si un nombre est premier, on teste sa divisibilité par tous les nombres premiers inférieurs ou égaux à sa racine carrée. S'il n'est divisible par aucun d'eux, alors il est premier. Cette notion est abordée plus en détail en Troisième et en Première.
Les nombres négatifs peuvent-ils être pairs ou impairs ?
Oui, la définition s'étend aux nombres entiers relatifs. Par exemple, $-6$ est pair car $-6 = 2 \times (-3)$ (avec $k=-3$ un entier). De même, $-5$ est impair car $-5 = 2 \times (-3) + 1$ (avec $k=-3$ un entier).
Quelle est la différence entre un multiple et un diviseur ?
Si $a$ est un diviseur de $b$, alors $b$ est un multiple de $a$. C'est une relation réciproque. Par exemple, $3$ est un diviseur de $12$, et $12$ est un multiple de $3$. On dit aussi que $12$ est divisible par $3$.

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