Congruences
1. **Énoncé du problème 1 :** Déterminer quelle congruence est correcte parmi les options données.
2. **Analyse de chaque option :**
- Option A : $$648 \equiv 19 \pmod{17}$$
Calculons $$648 \mod 17$$ : $$17 \times 38 = 646$$, reste $$648 - 646 = 2$$, donc $$648 \equiv 2 \pmod{17}$$, pas 19.
- Option B : $$648 \equiv -2 \pmod{17}$$
$$-2 \equiv 15 \pmod{17}$$ car $$17 - 2 = 15$$, mais $$648 \equiv 2$$, donc non.
- Option C : $$668 \equiv 2 \pmod{37}$$
Calculons $$668 \mod 37$$ : $$37 \times 18 = 666$$, reste $$2$$, donc vrai.
- Option D : $$628 \equiv -1 \pmod{37}$$
$$-1 \equiv 36 \pmod{37}$$, calculons $$628 \mod 37$$ : $$37 \times 17 = 629$$, reste $$-1$$ ou $$36$$, donc vrai aussi.
3. **Conclusion problème 1 :** Options C et D sont correctes, mais généralement on choisit la forme positive, donc Option C est la meilleure.
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4. **Énoncé du problème 2 :** Soit $$a$$ un entier tel que $$3a \equiv 6 \pmod{9}$$. Trouver $$a$$ modulo 3 ou 9.
5. **Résolution :**
$$3a \equiv 6 \pmod{9}$$
Divisons par 3 (possible car 3 divise 9) : $$a \equiv 2 \pmod{3}$$
6. **Options :**
- A : $$a \equiv 2 \pmod{3}$$ correct.
- B : $$a \equiv 2 \pmod{9}$$ pas forcément vrai.
- C : $$2a \equiv 4 \pmod{6}$$ non équivalent.
- D : $$a^2 \equiv 4 \pmod{9}$$ non donné.
7. **Conclusion problème 2 :** Option A est correcte.
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8. **Énoncé problème 3 :** Le carré de tout nombre pair est congru à 4 modulo 8.
9. **Vérification :**
Soit $$n=2k$$ pair.
$$n^2 = (2k)^2 = 4k^2$$
Modulo 8, si $$k$$ est pair, $$4k^2 \equiv 0$$, si $$k$$ est impair, $$4k^2 \equiv 4$$.
Donc ce n'est pas toujours 4 modulo 8.
10. **Conclusion problème 3 :** Faux.
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11. **Énoncé problème 4 :** $$35^{43} \equiv 1 \pmod{6}$$ ?
12. **Calcul :**
$$35 \equiv 5 \pmod{6}$$
$$5^{43} \equiv (-1)^{43} = -1 \equiv 5 \pmod{6}$$
Donc non égal à 1.
13. **Conclusion problème 4 :** Faux.
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14. **Énoncé problème 5 :** $$371^{238} \equiv 1 \pmod{5}$$ ?
15. **Calcul :**
$$371 \equiv 1 \pmod{5}$$
Donc $$371^{238} \equiv 1^{238} = 1 \pmod{5}$$
16. **Conclusion problème 5 :** Vrai.
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17. **Énoncé problème 6 :** Si $$p$$ est premier et $$a \geq 2$$ entier, alors $$a^{p-1} - 1$$ est divisible par $$p$$.
18. **Ceci est le petit théorème de Fermat, donc vrai.**
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19. **Énoncé problème 7 :** Trouver le reste de la division euclidienne de $$371^{238}$$ par 5.
20. **Calcul :**
$$371 \equiv 1 \pmod{5}$$
Donc $$371^{238} \equiv 1^{238} = 1 \pmod{5}$$
21. **Réponse :** 1
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22. **Énoncé problème 8 :** Le système $$\begin{cases} n \equiv 1 \pmod{5} \\ n \equiv 1 \pmod{3} \end{cases}$$ admet-il une unique solution en entiers ?
23. **Analyse :**
Les modules 5 et 3 sont premiers entre eux.
Par le théorème chinois des restes, il existe une unique solution modulo $$15$$.
24. **Conclusion problème 8 :** Vrai.
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25. **Énoncé problème 9 :** Pour tout entier naturel $$n$$, trouver le reste de $$7^{2n+1} + 5^{2n+1}$$ modulo 12.
26. **Calcul :**
Calculons $$7^{2n+1} \pmod{12}$$ et $$5^{2n+1} \pmod{12}$$.
- $$7^1 = 7$$, $$7^2 = 49 \equiv 1$$, donc $$7^{2n} \equiv 1$$, donc $$7^{2n+1} = 7^{2n} \times 7 \equiv 1 \times 7 = 7$$.
- $$5^1 = 5$$, $$5^2 = 25 \equiv 1$$, donc $$5^{2n} \equiv 1$$, donc $$5^{2n+1} = 5^{2n} \times 5 \equiv 1 \times 5 = 5$$.
Donc somme $$7 + 5 = 12 \equiv 0 \pmod{12}$$.
27. **Réponse :** 0
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28. **Énoncé problème 10 :** Solutions générales de $$3x \equiv 7 \pmod{8}$$.
29. **Résolution :**
Trouvons l'inverse de 3 modulo 8.
$$3 \times 3 = 9 \equiv 1 \pmod{8}$$
Donc inverse de 3 est 3.
Donc $$x \equiv 3 \times 7 = 21 \equiv 5 \pmod{8}$$.
30. **Solutions générales :** $$x = 5 + 8l, l \in \mathbb{Z}$$.
31. **Options :**
- A : $$3 + 8l$$ non.
- B : $$21 + 8l$$ équivaut à $$5 + 8l$$ modulo 8, car $$21 \equiv 5$$.
- C : $$3 + 21l$$ non.
32. **Conclusion problème 10 :** Option B est correcte.