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TERMINALE — MATHS EXPERTES
Fiche N° 08Chapitre 8 — Nombres premiers
Primalité, décomposition, théorème de Fermat
Chapitre 8 — Nombres premiers
12 EXERCICES
★
Niveau 1 — FondamentauxEx. 1 à 3
Ex.1Tester la primalité★4 pts
n est premier si aucun entier ≤ √n ne le divise
Déterminer si ces nombres sont premiers.
- 97
- 143
- 289
Réponse
Ex.2Décomposition en facteurs premiers★4 pts
Décomposer en produit de facteurs premiers.
- 360
- 1 764
- 10 000
Réponse
Ex.3Infinité des nombres premiers★4 pts
Preuve d'Euclide : supposer qu'il n'existe qu'un nombre fini de premiers p₁,...,pₙ.
- Former N = p₁×p₂×...×pₙ + 1.
- Montrer que N n'est divisible par aucun pᵢ.
- Contradiction ?
Réponse
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Fiche N° 08Chapitre 8 — Nombres premiers
Fiche N° 08
★★
Niveau 2 — IntermédiaireEx. 4 à 6
Ex.4PGCD et décomposition★4 pts
a=2³×3²×5 et b=2×3³×7.
- Calculer PGCD(a,b) par les décompositions.
- Calculer PPCM(a,b).
- Vérifier a×b = PGCD×PPCM.
Réponse
Ex.5Théorème de Fermat★★4 pts
p premier et p∤a → ap−1 ≡ 1 [p]
- Vérifier 26 ≡ 1 [7].
- Calculer 3100 [7].
- Calculer 512 [13].
Réponse
Ex.6Crible d'Ératosthène★★4 pts
Trouver tous les nombres premiers jusqu'à 50 par le crible.
- Lister 2 à 50, barrer les multiples de 2, 3, 5, 7.
- Pourquoi s'arrêter à 7 ? (√50 ≈ 7,07)
- Combien de premiers y a-t-il ?
Réponse
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Fiche N° 08Chapitre 8 — Nombres premiers
Fiche N° 08
★★
Niveau 2 — IntermédiaireEx. 7 à 9
Ex.7Nombres de Mersenne★★4 pts
Les nombres de Mersenne sont 2
p−1 (p premier).
- Calculer M₂, M₃, M₅, M₇.
- Lesquels sont premiers ?
- M₁₁ = 2047 = 23×89. Est-il premier ?
Réponse
Ex.8RSA — principe★★4 pts
En cryptographie RSA : choisir p=5, q=7, n=35, e=5, d=5 (ed≡1[24]).
- Chiffrer m=2 : c=me [n].
- Déchiffrer : m=cd [n].
- Vérifier qu'on retrouve m=2.
Réponse
Ex.9Puissances et congruences★★★4 pts
Calculer 17
100 [25].
- Chercher la période de 17k [25].
- 171, 172, 174 [25].
- Décomposer 100 en puissances de 2.
Réponse
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Fiche N° 08Chapitre 8 — Nombres premiers
Fiche N° 08
★★★
Niveau 3 — Type BAC ExpertesEx. 10 à 12
Ex.10Nombre de diviseurs★★★4 pts
Si n = p₁
a₁×...×pₖ
aₖ, alors nb de diviseurs = (a₁+1)×...×(aₖ+1).
- Combien de diviseurs a 360 ?
- Trouver un entier ayant exactement 12 diviseurs.
Réponse
Ex.11Congruence et modulo puissance de premier★★★4 pts
Calculer 7
100 [49].
- 72 = 49 ≡ 0 [49]. Conclusion ?
- Exprimer 7100 en fonction de 49.
Réponse
Ex.12★ Défi BAC Expertes★★★5 pts
Montrer que si 2
n−1 est premier, alors n est premier.
- Supposer n=ab avec 1a−1 divise 2n−1.
- Conclure par l'absurde.
Réponse
✦ Auto-évaluation
Mon score : _____ / 49 pts
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LYCÉE — MATHS EXPERTES
✦ CORRIGÉ
Ch8 — Nombres premiers
✦ Corrigé — Ch8 — Nombres premiers
ACCÈS LIBRE — Ex. 1 à 6
★
Niveau 1 — Fondamentaux
Ex. 1 à 3
Ex.1
Définition et crible d'Ératosthène
★
Cribler pour trouver les premiers ≤50
→ Éliminer les multiples de 2, 3, 5, 7
→ Les non éliminés sont premiers
= 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47
Ex.2
Décomposition unique
★
Théorème fondamental de l'arithmétique
→ Tout entier >1 se décompose de façon unique
→ en produit de facteurs premiers
= Ex: 360=2³×3²×5
Ex.3
Infinité des nombres premiers
★
Preuve d'Euclide par l'absurde
→ Supposer p₁,...,pₙ tous les premiers
→ N=p₁×...×pₙ+1 n'est divisible par aucun pᵢ
→ Donc N est premier ou a un facteur premier non listé
= Contradiction → infini de premiers
★★
Niveau 2 — Intermédiaire
Ex. 4 à 6
Ex.4
Test de primalité
★★
Tester jusqu'à √n
→ Si aucun premier ≤√n ne divise n → premier
→ Ex: n=97 · √97≈9,8 · tester 2,3,5,7
= 97 est premier
Ex.5
PGCD et premiers
★★
PGCD via décomposition
→ Décomposer les deux nombres
→ Prendre le min de chaque puissance
= Produit des facteurs communs au plus bas degré
Ex.6
Congruences et nombres premiers
★★
Petit théorème de Fermat
→ aᵖ≡a [p] pour p premier
→ Si p∤a : aᵖ⁻¹≡1 [p]
= Utile pour calculer des puissances modulo p
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✦ CORRIGÉ
Ch8 — Nombres premiers
✦ Corrigé — Ch8 — Nombres premiers
🔒 PREMIUM — Ex. 7 à 12
★★
Niveau 2 — suite
Ex. 7 à 9
Ex.7
Exercice 7
🔒 Correction disponible en version Premium — mathsotop.netlify.app
Ex.8
Exercice 8
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Ex.9
Exercice 9
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★★★
Niveau 3 — Type Brevet/BAC
Ex. 10 à 12
Ex.10
Exercice 10
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Ex.11
Exercice 11
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Ex.12
Exercice 12
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