mathématiques MPSI · Chapitre 7 · Application directe du cours
Montrer que 7 divise 2222⁵⁵⁵⁵ + 5555²²²².
Arithmétique dans l'ensemble des entiers relatifs · E. Congruences · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Montrer que divise .
Corrigé
Stratégie : réduire d'abord les bases, puis les exposants. Deux réductions de nature différente : les bases modulo (congruence), les exposants modulo (petit théorème de Fermat).
a) Les bases. et , donc et par compatibilité des congruences avec le produit : et .
b) Les exposants. est premier et ne divise ni ni : le petit théorème de Fermat donne et . Les exposants ne comptent donc que modulo :
⚠️ Le point délicat : on réduit les exposants modulo , jamais modulo . Écrire « donc » serait une faute de raisonnement qui donne ici, par accident, le bon résultat. Ce qui est périodique, c'est la suite des puissances, de période divisant : c'est bien , et non , le module des exposants.
c) La somme. et , donc divise bien .
Contrôle numérique. Le calcul exact de (un entier de plus de chiffres) donne un reste nul modulo — vérification faite en arithmétique exacte, pas par approximation.
Ce que l'exercice installe. Deux modules cohabitent dans le même calcul, à deux étages différents : pour les valeurs, pour les exposants. Distinguer les deux est le geste central de tout calcul de puissance modulaire — et donc de RSA.
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