Congruences et théorèmes de Fermat-Euler
1. Congruences
a≡b(modn) si n∣(a−b).
Propriétés (relation d'équivalence compatible avec les opérations) :
- a≡b et c≡d ⇒ a+c≡b+d et ac≡bd(modn)
- a≡b et d∣n ⇒ a≡b(modd)
- pgcd(c,n)=1 et ac≡bc(modn) ⇒ a≡b(modn) (simplification)
2. Anneau Z/nZ
L'anneau des classes de résidus modulo n est Z/nZ={0ˉ,1ˉ,…,n−1}.
Z/nZ est un corps ssi n est premier.
Groupe des unités : (Z/nZ)×={aˉ:pgcd(a,n)=1}, d'ordre φ(n).
3. Indicatrice d'Euler
φ(n)=card{k∈{1,…,n}:pgcd(k,n)=1}.
- φ(p)=p−1 si p premier
- φ(pk)=pk−pk−1=pk−1(p−1)
- φ(mn)=φ(m)φ(n) si pgcd(m,n)=1 (multiplicativité)
4. Théorème d'Euler
Pour pgcd(a,n)=1 :
aφ(n)≡1(modn) 5. Petit théorème de Fermat
Pour p premier et p∤a :
ap−1≡1(modp) Équivalent : ap≡a(modp) pour tout a.
6. Théorème chinois des restes (CRT)
Si n1,…,nk sont deux à deux premiers entre eux :
Z/(n1⋯nk)Z≅Z/n1Z×⋯×Z/nkZ Le système x≡ai(modni) admet une unique solution modulo N=n1⋯nk.