Multiples et PPCM

Introduction aux multiples

BIENVENUE !
MULTIPLES ET PPCM
Plus Petit Commun Multiple

Découvrez les multiples des nombres et comment trouver le PPCM

Multiples
PPCM
Diviseurs

Définition des multiples

Qu'est-ce qu'un multiple ?

DÉFINITION FONDAMENTALE
Définition

Un nombre entier a est un multiple d'un nombre entier b (b ≠ 0) si il existe un entier k tel que :

\( a = b \times k \)

On dit aussi que b est un diviseur de a.

Exemple : 12 est multiple de 3 car 12 = 3 × 4

Multiples de 3

0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30

Tous ces nombres sont des multiples de 3

Propriétés des multiples

Propriétés importantes

PROPRIÉTÉS DE BASE
Propriété 1 : Transitivité

Si a est multiple de b, et b est multiple de c, alors a est multiple de c.

Exemple : 12 est multiple de 6, 6 est multiple de 3, donc 12 est multiple de 3.

Propriété 2 : Somme de multiples

Si a et b sont des multiples de c, alors a + b est aussi un multiple de c.

Exemple : 12 et 18 sont multiples de 3, donc 12 + 18 = 30 est multiple de 3.

Propriété 3 : Produit avec un entier

Si a est multiple de b, alors a × k est multiple de b pour tout entier k.

Exemple : 12 est multiple de 3, donc 12 × 5 = 60 est multiple de 3.

ENSEMBLE DES MULTIPLES
Notation et représentation

L'ensemble des multiples d'un nombre n est noté nℤ ou M(n).

Par exemple, les multiples de 5 : M(5) = {..., -15, -10, -5, 0, 5, 10, 15, 20, 25, ...}

Exemples de multiples

Multiples de différents nombres

MULTIPLES DE 4
Premiers multiples de 4
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40

On obtient ces multiples en multipliant 4 par 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10...

MULTIPLES DE 6
Premiers multiples de 6
0
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60

On obtient ces multiples en multipliant 6 par 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10...

MULTIPLES COMMUNS À 4 ET 6
Multiples communs

Les multiples communs à 4 et 6 sont : 0, 12, 24, 36, 48, 60...

Le plus petit de ces multiples (autre que 0) est 12, c'est le PPCM(4, 6).

Définition du PPCM

Qu'est-ce que le PPCM ?

DÉFINITION DU PPCM
Définition

Le PPCM (Plus Petit Commun Multiple) de deux nombres entiers a et b est le plus petit entier strictement positif qui est multiple de a et de b.

\( \text{PPCM}(a, b) = \min\{n \in \mathbb{N}^* \mid a \text{ divise } n \text{ et } b \text{ divise } n\} \)
Exemple : PPCM(4, 6) = 12

Multiples de 4 et 6

0
4
6
8
12
16
18
20
24
28
30
32
36

Les multiples communs sont en jaune, le PPCM est en orange

Méthodes de calcul du PPCM

Techniques de calcul

MÉTHODE 1 : LISTE DES MULTIPLES
Procédure pas à pas
  1. 1 Écrire les premiers multiples de chaque nombre
  2. 2 Identifier les multiples communs
  3. 3 Choisir le plus petit multiple commun (autre que 0)

Exemple : Calculons PPCM(8, 12)

  • Multiples de 8 : 0, 8, 16, 24, 32, 40, 48...
  • Multiples de 12 : 0, 12, 24, 36, 48...
  • Le plus petit multiple commun est 24, donc PPCM(8, 12) = 24
MÉTHODE 2 : DÉCOMPOSITION EN FACTEURS PREMIERS
Calcul via la décomposition

Pour calculer PPCM(a, b) :

  1. 1 Décomposer a et b en facteurs premiers
  2. 2 Prendre tous les facteurs premiers avec leur plus grand exposant
  3. 3 Multiplier ces facteurs

Exemple : PPCM(12, 18)

  • 12 = 2² × 3
  • 18 = 2 × 3²
  • PPCM(12, 18) = 2² × 3² = 4 × 9 = 36

Propriétés du PPCM

Propriétés importantes

PROPRIÉTÉS DE BASE
Propriété 1 : Symétrie

PPCM(a, b) = PPCM(b, a)

Le PPCM est symétrique par rapport aux deux nombres.

Propriété 2 : PPCM avec un multiple

Si a est multiple de b, alors PPCM(a, b) = a

Exemple : PPCM(12, 4) = 12 car 12 est multiple de 4

Propriété 3 : Relation avec PGCD

Pour deux entiers a et b strictement positifs :

\( \text{PGCD}(a, b) \times \text{PPCM}(a, b) = a \times b \)

Donc : \( \text{PPCM}(a, b) = \frac{a \times b}{\text{PGCD}(a, b)} \)

Exemple : PPCM(12, 18) = (12 × 18) / PGCD(12, 18) = 216 / 6 = 36

CAS PARTICULIERS
PPCM de nombres premiers entre eux

Si a et b sont premiers entre eux (PGCD(a, b) = 1), alors :

\( \text{PPCM}(a, b) = a \times b \)

Exemple : PPCM(7, 11) = 7 × 11 = 77 (car 7 et 11 sont premiers entre eux)

Exemples détaillés

Applications concrètes

EXEMPLE 1 : PPCM(15, 25)
Méthode par décomposition en facteurs premiers
  • 15 = 3 × 5
  • 25 = 5²
  • PPCM(15, 25) = 3 × 5² = 3 × 25 = 75

Vérification : 75 = 15 × 5 et 75 = 25 × 3

EXEMPLE 2 : PPCM(12, 18, 24)
Extension à trois nombres
  • 12 = 2² × 3
  • 18 = 2 × 3²
  • 24 = 2³ × 3
  • PPCM(12, 18, 24) = 2³ × 3² = 8 × 9 = 72

Vérification : 72 = 12 × 6 = 18 × 4 = 24 × 3

EXEMPLE 3 : PPCM(7, 13)
Nombres premiers entre eux

7 et 13 sont deux nombres premiers, donc premiers entre eux.

\( \text{PPCM}(7, 13) = 7 \times 13 = 91 \)

91 est le plus petit multiple commun à 7 et 13.

Applications concrètes

Où utilise-t-on le PPCM ?

RÉDUCTION AU MÊME DÉNOMINATEUR
Addition de fractions

Pour additionner \( \frac{1}{4} + \frac{1}{6} \), on cherche le PPCM(4, 6) = 12.

\( \frac{1}{4} + \frac{1}{6} = \frac{3}{12} + \frac{2}{12} = \frac{5}{12} \)
SYSTÈMES PÉRIODIQUES
Phénomènes cycliques

Deux événements se produisent respectivement tous les 4 jours et tous les 6 jours. Ils coïncident tous les PPCM(4, 6) = 12 jours.

Exemple : Deux bus partent respectivement toutes les 15 minutes et toutes les 20 minutes. Ils partent ensemble toutes les PPCM(15, 20) = 60 minutes.

ALGORITHMES ET INFORMATIQUE
Applications en informatique
  • Gestion des cycles dans les algorithmes
  • Synchronisation des processus
  • Calculs en arithmétique modulaire
  • Algorithmes de cryptographie

Exercices d'application

Mise en pratique

EXERCICE 1
Question

Calculer les PPCM suivants :

  1. PPCM(8, 12)
  2. PPCM(15, 25)
  3. PPCM(14, 21)
  4. PPCM(9, 16)
EXERCICE 2
Question

Deux événements se produisent respectivement tous les 12 jours et tous les 18 jours. Si les deux événements ont lieu aujourd'hui, dans combien de jours auront-ils lieu simultanément ?

Solutions des exercices

Corrections détaillées

CORRECTION EXERCICE 1
Calculs détaillés
  1. PPCM(8, 12) : 8 = 2³, 12 = 2² × 3 → PPCM = 2³ × 3 = 24
  2. PPCM(15, 25) : 15 = 3 × 5, 25 = 5² → PPCM = 3 × 5² = 75
  3. PPCM(14, 21) : 14 = 2 × 7, 21 = 3 × 7 → PPCM = 2 × 3 × 7 = 42
  4. PPCM(9, 16) : 9 = 3², 16 = 2⁴ → PPCM = 3² × 2⁴ = 9 × 16 = 144
CORRECTION EXERCICE 2
Problème concret

On cherche le PPCM(12, 18) :

  • 12 = 2² × 3
  • 18 = 2 × 3²
  • PPCM(12, 18) = 2² × 3² = 4 × 9 = 36

Les deux événements auront lieu simultanément dans 36 jours.

Méthodologie pour le PPCM

Procédure pas à pas

ÉTAPES DE CALCUL
Méthode par décomposition
  1. 1 Décomposer chaque nombre en facteurs premiers
  2. 2 Identifier tous les facteurs premiers présents
  3. 3 Prendre chaque facteur avec son plus grand exposant
  4. 4 Multiplier ces facteurs pour obtenir le PPCM
ASTUCES DE CALCUL
Conseils pratiques
  • Si un nombre est multiple de l'autre : PPCM = le plus grand nombre
  • Si les nombres sont premiers entre eux : PPCM = produit des nombres
  • Utiliser la relation PGCD × PPCM = produit si on connaît le PGCD
  • Vérifier le résultat en s'assurant que le PPCM est divisible par chaque nombre

Erreurs fréquentes à éviter

Pièges à éviter

ERREURS DE CALCUL
Erreurs typiques
  • 1 Confondre PPCM et PGCD : le PPCM est le plus petit multiple commun, pas le plus grand diviseur commun
  • 2 Ne pas prendre les exposants les plus grands dans la décomposition en facteurs premiers
  • 3 Oublier que le PPCM doit être strictement positif (différent de 0)
  • 4 Ne pas vérifier que le résultat est bien un multiple des deux nombres
EXEMPLES D'ERREURS
Cas particuliers à surveiller
  • PPCM(6, 12) ≠ 6 mais 12 (car 12 est multiple de 6)
  • PPCM(7, 14) = 14 (le plus grand nombre car l'un est multiple de l'autre)
  • PPCM(5, 7) = 35 (produit car 5 et 7 sont premiers entre eux)
Toujours vérifier que le PPCM trouvé est divisible par les deux nombres !

Résumé

Points clés

DÉFINITIONS ESSENTIELLES
Multiple

a est multiple de b si il existe un entier k tel que a = b × k

PPCM

Le PPCM de deux nombres est le plus petit entier strictement positif qui est multiple de ces deux nombres

MÉTHODES DE CALCUL
Techniques principales
  • Liste des multiples (pour petits nombres)
  • Décomposition en facteurs premiers (méthode générale)
  • Utilisation de la relation PGCD × PPCM = produit
PROPRIÉTÉS IMPORTANTES
Formules utiles
  • PPCM(a, b) × PGCD(a, b) = a × b
  • PPCM(a, ka) = ka (si k est entier positif)
  • PPCM(a, b) = a × b si a et b sont premiers entre eux
Le PPCM est essentiel pour réduire au même dénominateur !

Conclusion

Félicitations !

FÉLICITATIONS !
MAÎTRISE DU PPCM
Vous savez maintenant calculer les multiples et le PPCM !

Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences

×
PPCM
÷