Pour les candidats ayant suivi l’enseignement de spécialité

 

Pour tout couple d’entiers relatifs non nuls Mathplace quicklatex.com-dc4b1f1fa79a03f0534751e68713423c_l3 Exercice 3* - 5 points  , on note pgcdMathplace quicklatex.com-dc4b1f1fa79a03f0534751e68713423c_l3 Exercice 3* - 5 points  le plus grand diviseur commun de Mathplace quicklatex.com-139813192e94b132893033c54bbdb71c_l3 Exercice 3* - 5 points  et Mathplace quicklatex.com-c7328f846d793fdd97d12ad66a3ebf64_l3 Exercice 3* - 5 points  .

Le plan est muni d’un repère Mathplace quicklatex.com-32818a154668d3be7c3c84e0337ccf33_l3 Exercice 3* - 5 points  .

1. Exemple. Soit Mathplace quicklatex.com-9c0a658a7f6cfdc70073930c5d41395d_l3 Exercice 3* - 5 points  la droite d’équation Mathplace quicklatex.com-c4e7a360bc3303d32b9ea5ebd1718935_l3 Exercice 3* - 5 points  .

a. Montrer que si Mathplace quicklatex.com-f273c5c82b8cf3355d8cc82f4a4764a2_l3 Exercice 3* - 5 points  est un couple d’entiers relatifs alors l’entier Mathplace quicklatex.com-a436d48047755233b4ffc24e323ecc07_l3 Exercice 3* - 5 points  est divisible par Mathplace quicklatex.com-9ae0b1ba308d3d984a581b616108c5f7_l3 Exercice 3* - 5 points  .

b. Existe-il au moins un point de la droite Mathplace quicklatex.com-9c0a658a7f6cfdc70073930c5d41395d_l3 Exercice 3* - 5 points  dont les coordonnées sont deux entiers relatifs ? Justifier.

 

Généralisation

On considère désormais une droite Mathplace quicklatex.com-f5c4058c5c8f22c6efd9f7ecd04efcbe_l3 Exercice 3* - 5 points  d’équation Mathplace quicklatex.com-dc7fb29dd55bb94096872128eb8728c2_l3 Exercice 3* - 5 points  Mathplace quicklatex.com-b2312ae43523136a0c46f229b3e50e9d_l3 Exercice 3* - 5 points  et Mathplace quicklatex.com-9ea028e65e75e44c796141a4f081ef9a_l3 Exercice 3* - 5 points  sont des entiers relatifs non nuls tels que pgcdMathplace quicklatex.com-e75f67afd6cb26559e5eb2db05e381c5_l3 Exercice 3* - 5 points  .

Ainsi, les coefficients de l’équation Mathplace quicklatex.com-560ba648c02fe7f85ca3019615238544_l3 Exercice 3* - 5 points  sont des fractions irréductibles et on dit que Mathplace quicklatex.com-f5c4058c5c8f22c6efd9f7ecd04efcbe_l3 Exercice 3* - 5 points  est une droite rationnelle.

Le but de l’exercice est de déterminer une condition nécessaire et suffisante sur Mathplace quicklatex.com-b2312ae43523136a0c46f229b3e50e9d_l3 Exercice 3* - 5 points  et Mathplace quicklatex.com-9ea028e65e75e44c796141a4f081ef9a_l3 Exercice 3* - 5 points  pour qu’une droite rationnelle Mathplace quicklatex.com-f5c4058c5c8f22c6efd9f7ecd04efcbe_l3 Exercice 3* - 5 points  comporte au moins un point dont les coordonnées sont deux entiers relatifs.

2. On suppose ici que la droite Mathplace quicklatex.com-f5c4058c5c8f22c6efd9f7ecd04efcbe_l3 Exercice 3* - 5 points  comporte un point de coordonnées Mathplace quicklatex.com-e718dfd83ca7ac9f9ed29b95b5f2fe3a_l3 Exercice 3* - 5 points  Mathplace quicklatex.com-af22d039d2e5528176f1ac1eb8633683_l3 Exercice 3* - 5 points  et Mathplace quicklatex.com-07943a08392c9a116e8262a236de1da6_l3 Exercice 3* - 5 points  sont des entiers relatifs.

a. En remarquant que le nombre Mathplace quicklatex.com-7c7edc7683448ffbb1df938c196a03f9_l3 Exercice 3* - 5 points  est un entier relatif, démontrer que Mathplace quicklatex.com-9ea028e65e75e44c796141a4f081ef9a_l3 Exercice 3* - 5 points  divise le produit Mathplace quicklatex.com-b71050464a333a7ce6d0433acf951e8f_l3 Exercice 3* - 5 points  .

b. En déduire que Mathplace quicklatex.com-9ea028e65e75e44c796141a4f081ef9a_l3 Exercice 3* - 5 points  divise Mathplace quicklatex.com-68ba7a600f8e289112c690562378fca5_l3 Exercice 3* - 5 points  .

3. Réciproquement, on suppose que Mathplace quicklatex.com-9ea028e65e75e44c796141a4f081ef9a_l3 Exercice 3* - 5 points  divise Mathplace quicklatex.com-68ba7a600f8e289112c690562378fca5_l3 Exercice 3* - 5 points  , et on souhaite trouver un couple Mathplace quicklatex.com-e718dfd83ca7ac9f9ed29b95b5f2fe3a_l3 Exercice 3* - 5 points  d’entiers relatifs tels que
Mathplace quicklatex.com-97cb6f9fe07b57600188902e3471fe7a_l3 Exercice 3* - 5 points  .

a. On pose Mathplace quicklatex.com-91211ae6c2556da4d226f3a97514619b_l3 Exercice 3* - 5 points  , où Mathplace quicklatex.com-fad011d2f54777e5075845eec860f796_l3 Exercice 3* - 5 points  est un entier relatif non nul. Démontrer qu’on peut trouver deux entiers relatifs Mathplace quicklatex.com-0e4fc50a68c8f0b8872378196e0c9dd5_l3 Exercice 3* - 5 points  et Mathplace quicklatex.com-8b2f2429787ee658f1af2f5bfe345fe7_l3 Exercice 3* - 5 points  tels que Mathplace quicklatex.com-2b42185a8fadbfd17309f8002de0595e_l3 Exercice 3* - 5 points  .

b. En déduire qu’il existe un couple Mathplace quicklatex.com-e718dfd83ca7ac9f9ed29b95b5f2fe3a_l3 Exercice 3* - 5 points  d’entiers relatifs tels que Mathplace quicklatex.com-e2dd0fbf718a235699c6001196f72df9_l3 Exercice 3* - 5 points  .

4. Soit Mathplace quicklatex.com-f5c4058c5c8f22c6efd9f7ecd04efcbe_l3 Exercice 3* - 5 points  la droite d’équation $y = \dfrac{3}{8} x – \dfrac{7}{