Aller au contenu

Mathématiques expertes (option) · Terminale

Divisibilité et division euclidienne : cours de Terminale expertes

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • a divise b (a non nul) s'il existe un entier k tel que b=akb = ak ; on dit aussi que b est un multiple de a.
  • Si a divise b et c, alors a divise toute combinaison bu+cvbu + cv avec u et v entiers relatifs ; la divisibilité est transitive.
  • Division euclidienne de a (dans Z\mathbb{Z}) par d (dans N∗\mathbb{N}^*) : il existe un unique couple (q,r)(q, r) avec a=dq+ra = dq + r et 0≤r<d0 \leq r < d.
  • Le reste est toujours positif ou nul et strictement plus petit que le diviseur, même si a est négatif.
  • d divise a si et seulement si le reste de la division de a par d est nul ; distinguer les restes possibles permet de raisonner par disjonction de cas.

Pourquoi étudier la divisibilité

Quand tu partages 100 billes entre 7 joueurs, chacun en reçoit 14 et il en reste 2. Ce geste très simple est la division euclidienne, et c'est l'un des outils de base de l'arithmétique : c'est sur elle que reposent les premiers théorèmes sur les nombres entiers ainsi que l'arithmétique modulaire, celle des congruences 6. Elle sert aussi à calculer un PGCD avec l'algorithme d'Euclide et à écrire un entier dans une base quelconque 6.

Dans ce chapitre, tu reprends des notions vues au collège (multiple, diviseur, reste) et tu leur donnes une forme rigoureuse. Le programme de l'option demande d'effectuer la division euclidienne d'un élément de Z\mathbb{Z} par un élément de N∗\mathbb{N}^* 1, ce qui ajoute une difficulté nouvelle par rapport au collège : le dividende peut être négatif.

La divisibilité dans les entiers relatifs

Propriétés de la divisibilité

Démonstration · Preuve de la transitivité

Supposons b=akb = ak et c=bmc = bm avec kk et mm entiers. Alors c=(ak)m=a(km)c = (ak)m = a(km). Comme kmkm est un entier, a∣ca \mid c.

Démonstration · Preuve de la combinaison linéaire

Écrivons b=akb = ak et c=ak′c = ak' avec kk et k′k' entiers. Alors

bu+cv=aku+ak′v=a(ku+k′v).bu + cv = aku + ak'v = a(ku + k'v).

L'entier ku+k′vku + k'v convient, donc a∣bu+cva \mid bu + cv.

Démonstration · Preuve de la propriété 4

Supposons a∣ba \mid b et b∣ab \mid a, avec aa et bb non nuls. Il existe des entiers kk et k′k' tels que b=akb = ak et a=bk′a = bk'. Donc a=akk′a = a k k' et, comme a≠0a \neq 0, kk′=1kk' = 1. Deux entiers dont le produit vaut 1 valent tous deux 1 ou tous deux −1-1. Ainsi b=ab = a ou b=−ab = -a.

Démonstration · Preuve de la propriété 5

Si b=akb = ak avec b≠0b \neq 0, alors k≠0k \neq 0, donc ∣k∣≥1|k| \geq 1 puisque kk est un entier. D'où ∣b∣=∣a∣×∣k∣≥∣a∣|b| = |a| \times |k| \geq |a|.

Critères de divisibilité

Les critères de divisibilité usuels (pour 2, pour 5, pour 10, puis pour 3, 4 et 9) sont déjà rencontrés à l'école et au collège 2. À l'école élémentaire, seuls ceux de 2, 5 et 10 figurent au programme 5. En Terminale, on ne les apprend pas seulement : on les démontre, et c'est ce qui est attendu de toi.

Démonstration · Preuve des critères par 2, 5 et 10

Notons uu le chiffre des unités. Alors N=10m+uN = 10m + u où mm est un entier. Comme 10=2×510 = 2 \times 5, les nombres 2, 5 et 10 divisent 10m10m. Par la propriété de combinaison linéaire, chacun d'eux divise NN si et seulement s'il divise uu. Pour un chiffre uu de 0 à 9, cela donne les critères énoncés.

Démonstration · Preuve du critère par 4

Notons pp le nombre formé par les deux derniers chiffres. Alors N=100m+pN = 100m + p. Or 100=4×25100 = 4 \times 25, donc 4 divise 100m100m. Ainsi 4 divise NN si et seulement s'il divise pp.

Démonstration · Preuve des critères par 3 et 9

Écrivons N=ak10k+⋯+a110+a0N = a_k 10^k + \dots + a_1 10 + a_0, où les aia_i sont les chiffres, et notons S=ak+⋯+a0S = a_k + \dots + a_0 leur somme. Alors

N−S=ak(10k−1)+⋯+a1(10−1).N - S = a_k(10^k - 1) + \dots + a_1(10 - 1).

Or 10i−1=99…910^i - 1 = 99\dots9 (avec ii chiffres 9) est un multiple de 9, donc de 3. Par combinaison linéaire, N−SN - S est un multiple de 9. Si 9 divise SS, alors 9 divise N=S+(N−S)N = S + (N - S). Réciproquement, si 9 divise NN, alors 9 divise S=N−(N−S)S = N - (N - S). Le raisonnement est identique avec 3.

Le théorème de la division euclidienne

Au collège, tu as posé des divisions avec un reste. Au cycle 3, on effectue la division euclidienne d'un entier par un entier inférieur à 100 5, et le travail continue au cycle 4 2. Il s'agit maintenant d'énoncer proprement ce qu'on fait, d'abord pour des entiers naturels, puis pour un dividende relatif.

Démonstration du théorème

La démonstration se fait en deux temps : l'existence du couple, puis son unicité. Pour l'existence, on s'appuie sur le fait que toute partie non vide de N\mathbb{N} possède un plus petit élément, technique classique dans ce type de preuve 4.

Démonstration · Existence du couple $(q, r)$

Soit a∈Za \in \mathbb{Z} et d∈N∗d \in \mathbb{N}^*. Considérons l'ensemble

E={ a−dk  :  k∈Z et a−dk≥0 }.E = \{\, a - dk \;:\; k \in \mathbb{Z} \text{ et } a - dk \geq 0 \,\}.

EE n'est pas vide. Prenons k=−∣a∣k = -|a|. Alors a−dk=a+d∣a∣≥a+∣a∣≥0a - dk = a + d|a| \geq a + |a| \geq 0, puisque d≥1d \geq 1. Cet entier appartient à EE.

EE a un plus petit élément. C'est une partie non vide de N\mathbb{N}. Notons rr son plus petit élément et qq l'entier kk associé, de sorte que r=a−dqr = a - dq, c'est-à-dire a=dq+ra = dq + r, avec r≥0r \geq 0.

On a r<dr < d. Si l'on avait r≥dr \geq d, alors r−d=a−d(q+1)r - d = a - d(q+1) serait un élément de EE strictement plus petit que rr, ce qui contredit la minimalité de rr. Donc 0≤r<d0 \leq r < d.

Démonstration · Unicité du couple $(q, r)$

Supposons a=dq+r=dq′+r′a = dq + r = dq' + r' avec 0≤r<d0 \leq r < d et 0≤r′<d0 \leq r' < d. Alors d(q−q′)=r′−rd(q - q') = r' - r. Or −d<r′−r<d-d < r' - r < d, donc −d<d(q−q′)<d-d < d(q - q') < d. En divisant par d>0d > 0, on obtient −1<q−q′<1-1 < q - q' < 1. Comme q−q′q - q' est un entier, q−q′=0q - q' = 0, donc q=q′q = q', puis r=r′r = r'.

Calculer un quotient et un reste

Trouver le quotient et le resteQuatre étapes pour effectuer une division euclidienne : calculer a sur d, arrondir vers le bas, calculer le reste, vérifier l'encadrement.1Calculer a / dObtenir le quotient décimal2Arrondir vers le basq est le plus grand entier inférieur ou égal3Calculer le rester = a − d × q4Vérifier0 ≤ r < d et a = dq + r
  1. Calculer a / dObtenir le quotient décimal
  2. Arrondir vers le basq est le plus grand entier inférieur ou égal
  3. Calculer le rester = a − d × q
  4. Vérifier0 ≤ r < d et a = dq + r
Trouver le quotient et le reste · Méthode pour tout dividende, positif ou négatif.
Divisions euclidiennes par 5
Dividende aÉcriture a = 5q + rQuotient qReste r
2323 = 5 × 4 + 343
55 = 5 × 1 + 010
00 = 5 × 0 + 000
−1−1 = 5 × (−1) + 4−14
−23−23 = 5 × (−5) + 2−52
Divisions euclidiennes par 5 · Le reste est toujours compris entre 0 et 4.

Utiliser la division euclidienne dans un raisonnement

Au cycle 4 déjà, on montre qu'un produit n'est pas multiple de 3 par une disjonction de cas suivant les restes de la division euclidienne 2. En Terminale, cette technique devient un outil général : on écrit l'entier sous la forme dq+rdq + r et on traite chaque valeur possible de rr.

Exercices corrigés

Exercice 1 Quotient et reste avec un dividende négatif

★☆☆Environ 5 min

Effectue la division euclidienne de −47-47 par 66 et donne le reste. Vérifie ensuite ton résultat en recalculant 6q+r6q + r.

Indice 1

Calcule −476\frac{-47}{6} et arrondis vers le bas.

Indice 2

Le reste doit être compris entre 0 et 5.

Voir la correction pas à pas
  1. On calcule −476≈−7,83\frac{-47}{6} \approx -7{,}83.

  2. On arrondit vers le bas : le quotient est q=−8q = -8.

  3. On calcule le reste : r=−47−6×(−8)=−47+48=1r = -47 - 6 \times (-8) = -47 + 48 = 1.

  4. On vérifie l'encadrement : 0≤1<60 \leq 1 < 6, donc le reste est valable.

  5. On vérifie l'égalité : 6×(−8)+1=−48+1=−476 \times (-8) + 1 = -48 + 1 = -47.

La division euclidienne de −47-47 par 66 s'écrit −47=6×(−8)+1-47 = 6 \times (-8) + 1 : le quotient vaut −8-8 et le reste vaut 11.

Exercice 2 Retrouver le diviseur

★☆☆Environ 6 min

Dans la division euclidienne de 991991 par un entier naturel dd, le quotient est 2727 et le reste est 1919. Détermine dd, puis vérifie que le reste est cohérent avec ce diviseur.

Indice 1

Écris la relation a=dq+ra = dq + r avec les données.

Indice 2

Isole dd en passant le reste de l'autre côté.

Voir la correction pas à pas
  1. La relation de la division euclidienne s'écrit 991=27d+19991 = 27d + 19.

  2. On isole le terme en dd : 27d=991−19=97227d = 991 - 19 = 972.

  3. On divise par 27 : d=97227=36d = \frac{972}{27} = 36.

  4. On vérifie la condition sur le reste : 0≤19<360 \leq 19 < 36, donc c'est bien une division euclidienne.

Le diviseur est d=36d = 36. Contrôle : 36×27+19=972+19=99136 \times 27 + 19 = 972 + 19 = 991.

Exercice 3 Quand $n+3$ divise $2n+11$

★★☆Environ 10 min

Détermine l'entier naturel nn tel que n+3n + 3 divise 2n+112n + 11 et que n+3>3n + 3 > 3. Vérifie ta réponse.

Indice 1

Fais apparaître n+3n + 3 dans 2n+112n + 11.

Indice 2

Si n+3n+3 divise 2n+112n+11 et 2(n+3)2(n+3), il divise la différence.

Voir la correction pas à pas
  1. On écrit 2n+11=2(n+3)+52n + 11 = 2(n + 3) + 5.

  2. Comme n+3n + 3 divise 2(n+3)2(n+3), il divise 2n+112n + 11 si et seulement s'il divise 5.

  3. Les diviseurs positifs de 5 sont 1 et 5. Comme n+3≥3n + 3 \geq 3, on a n+3=5n + 3 = 5.

  4. On en déduit n=2n = 2.

  5. Vérification : n+3=5n + 3 = 5 et 2n+11=15=5×32n + 11 = 15 = 5 \times 3.

Le seul entier convenable est n=2n = 2.

Exercice 4 Un produit divisible par 3

★★★Environ 12 min

Démontre que pour tout entier relatif nn, le nombre n(n+1)(n+2)n(n+1)(n+2) est divisible par 3.

Indice 1

Écris n=3q+rn = 3q + r avec rr dans {0,1,2}\{0, 1, 2\}.

Indice 2

Dans chaque cas, repère le facteur qui est un multiple de 3.

Voir la correction pas à pas
  1. On écrit la division euclidienne de nn par 3 : n=3q+rn = 3q + r avec r∈{0,1,2}r \in \{0, 1, 2\}.

  2. Cas r=0r = 0 : n=3qn = 3q est multiple de 3, donc le produit l'est.

  3. Cas r=1r = 1 : n+2=3q+3=3(q+1)n + 2 = 3q + 3 = 3(q+1) est multiple de 3, donc le produit l'est.

  4. Cas r=2r = 2 : n+1=3q+3=3(q+1)n + 1 = 3q + 3 = 3(q+1) est multiple de 3, donc le produit l'est.

  5. Les cas épuisent toutes les possibilités pour rr : la propriété est vraie pour tout entier nn.

Pour tout entier relatif nn, 3 divise n(n+1)(n+2)n(n+1)(n+2). La méthode générale : choisir le diviseur, écrire la division euclidienne, traiter chaque reste.

Quiz

9 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Quelle écriture est la division euclidienne de −47-47 par 66 ?

  2. Zéro est un diviseur de 5.

  3. Quel est le reste de la division euclidienne de 2 0252\,025 par 77 ?

  4. Quels nombres sont des diviseurs de 3636 ?

    Plusieurs réponses possibles.

  5. Laquelle de ces égalités est la division euclidienne de 1717 par 55 ?

  6. Si aa divise bb et aa divise cc, quelles affirmations sont toujours vraies ?

    Plusieurs réponses possibles.

  7. Quel est le quotient de la division euclidienne de −100-100 par 77 ?

  8. Dans la division euclidienne de −47-47 par 66, le reste peut être −5-5.

  9. Lequel de ces nombres est divisible par 99 ?

Les questions qu'on se pose

Quelle est la différence entre « a divise b » et la division euclidienne de b par a ?

« aa divise bb » est une propriété : elle est vraie ou fausse. La division euclidienne est une opération qui s'applique à tous les couples d'entiers, avec un reste. Les deux se rejoignent ainsi : aa divise bb si et seulement si le reste de la division de bb par aa est égal à 0.

Pourquoi le reste doit-il être strictement inférieur au diviseur ?

Cette condition garantit l'unicité. Sans elle, on peut écrire 17=5×2+717 = 5 \times 2 + 7 comme 17=5×3+217 = 5 \times 3 + 2. La division est « terminée » quand on a épuisé les unités à distribuer : il ne reste alors pas assez d'éléments pour en donner un de plus à chacun 6.

Comment trouver le quotient quand le dividende est négatif ?

On arrondit le quotient décimal vers le bas, pas vers zéro. Pour −47÷6≈−7,83-47 \div 6 \approx -7{,}83, le quotient est −8-8 et non −7-7. On calcule ensuite r=a−dqr = a - dq et on vérifie que rr est entre 0 et d−1d - 1.

À quoi sert la division euclidienne en pratique ?

Elle donne la structure de l'arithmétique : elle sert à déterminer un PGCD par l'algorithme d'Euclide, à écrire un entier en base bb 6, et à classer les entiers selon leur reste, ce qui mène aux congruences. Elle permet aussi de ramener une question sur tous les entiers à un petit nombre de cas.

Quelles erreurs sont les plus pénalisées dans une copie ?

Oublier de vérifier que 0≤r<d0 \leq r < d, donner un reste négatif, et conclure d'une disjonction de cas sans avoir traité toutes les valeurs possibles du reste. Écris toujours « avec r∈{0,…,d−1}r \in \{0, \dots, d-1\} » et énumère les cas un par un.

Sources

  1. Programme de l'enseignement optionnel de mathématiques expertes (PDF), Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Mathématiques - Nombres et calculs (Informer et accompagner), Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Arithmétique et codes secrets - IREM Paris, IREM de Paris (Institut de Recherche sur l'Enseignement des Mathématiques). Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Sur différents types de démonstrations (division euclidienne en arithmétique), IREM de Paris. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Programmes de mathématiques - Cycle 3 (ressources académiques), Académie de Paris. Consulté le 6 novembre 2026.
  6. Division euclidienne, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

Signaler une erreur sur cette page

Je suis en…

Primaire

  • CP Bientôt
  • CE1 Bientôt
  • CE2 Bientôt
  • CM1 Bientôt
  • CM2 Bientôt

Collège

Lycée

Supérieur

  • BTS Bientôt
  • BUT Bientôt
  • Licence Bientôt
  • Prépas Bientôt

Sur cette page