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Seconde · Mathématiques · Chapitre 2

Arithmétique

Fiche de cours6 min de lecturePar Robin RinguetMise à jour : octobre 2026

Dans toute la fiche, les lettres aa, bb, kk, nn, qq, rr désignent des nombres entiers.

1Multiples et diviseurs

Définition. aa est un multiple de bb lorsqu’il existe un entier kk tel que a=kba=kb. On dit alors aussi que bb est un diviseur de aa, que bb divise aa, ou que aa est divisible par bb.

Remarque. 00 est un multiple de tout entier, et tout entier est un multiple de 11 et de lui-même. Un entier bb non nul n’a qu’un nombre fini de diviseurs, mais une infinité de multiples : …,−2b,−b,0,b,2b,…\dots,-2b,-b,0,b,2b,\dots

Propriété — à savoir démontrer. La somme et la différence de deux multiples de aa sont des multiples de aa. Démonstration : si x=kax=ka et y=k′ay=k'a, alors x+y=(k+k′)ax+y=(k+k')a et x−y=(k−k′)ax-y=(k-k')a, où k+k′k+k' et k−k′k-k' sont des entiers. De même, si bb divise aa et aa divise cc, alors bb divise cc.

Remarque — rappel du collège. Un entier naturel est premier lorsqu’il a exactement deux diviseurs positifs, 11 et lui-même : 22, 33, 55, 77, 1111, 1313… (11 n’est pas premier). Tout entier naturel n⩾2n\geq2 se décompose en un produit de facteurs premiers, de façon unique à l’ordre près : 360=23×32×5360=2^3\times3^2\times5.

FormulaireCritères de divisibilité
  • Par 22 : le chiffre des unités est 00, 22, 44, 66 ou 88. Par 55 : il est 00 ou 55. Par 1010 : il est 00.
  • Par 44 : le nombre formé par les deux derniers chiffres est un multiple de 44. Par 2525 : il est un multiple de 2525.
  • Par 33 : la somme des chiffres est un multiple de 33. Par 99 : la somme des chiffres est un multiple de 99.

2Division euclidienne

Théorème. Pour tout entier aa et tout entier b>0b>0, il existe un unique couple d’entiers (q ;r)(q\,;r) tel que

a=bq+ret0⩽r<b.a=bq+r\qquad\text{et}\qquad 0\leq r<b.

qq est le quotient et rr le reste de la division euclidienne de aa par bb.

Propriété. aa est un multiple de bb si, et seulement si, le reste de la division euclidienne de aa par bb est nul. Les entiers de reste rr dans la division par bb sont exactement les entiers de la forme bk+rbk+r.

3Nombres pairs et impairs

Définition. Un entier nn est pair lorsqu’il s’écrit n=2kn=2k avec kk entier, impair lorsqu’il s’écrit n=2k+1n=2k+1. Tout entier est soit pair, soit impair, selon que le reste de sa division euclidienne par 22 vaut 00 ou 11.

Propriété — à savoir démontrer. Le carré d’un entier impair est impair. Démonstration : si n=2k+1n=2k+1, alors n2=4k2+4k+1=2(2k2+2k)+1n^2=4k^2+4k+1=2\left(2k^2+2k\right)+1, qui est de la forme 2k′+12k'+1 avec k′=2k2+2kk'=2k^2+2k entier.

Remarque. On démontre de la même façon : la somme de deux entiers pairs est paire, la somme de deux entiers impairs est paire, le produit de deux entiers impairs est impair.

4Raisonner et démontrer

Définition. Une implication « si PP alors QQ » se note P⇒QP\Rightarrow Q. Sa réciproque est « si QQ alors PP ». Sa contraposée est « si QQ est fausse, alors PP est fausse » : une implication et sa contraposée sont toujours vraies en même temps. Lorsque P⇒QP\Rightarrow Q et Q⇒PQ\Rightarrow P sont vraies, on écrit P  ⟺  QP\ssi Q.

Méthode — démontrer ou réfuter. Pour démontrer qu’une propriété est vraie pour tous les entiers, on part de l’écriture générale (n=2kn=2k, n=2k+1n=2k+1, a=kba=kb…) et on calcule. Pour démontrer qu’elle est fausse, il suffit d’un seul contre-exemple.

Propriété — un exemple de contraposée. « Si n2n^2 est pair, alors nn est pair » se démontre par contraposée : si nn est impair, alors n2n^2 est impair (propriété du bloc 3).

5Fractions et écriture irréductible

Définition. Une fraction ab\dfrac ab (avec b≠0b\neq0) est irréductible lorsque aa et bb n’ont pas d’autre diviseur commun positif que 11.

Méthode — rendre une fraction irréductible. simplifier successivement par les diviseurs communs repérés grâce aux critères de divisibilité, jusqu’à ce qu’il n’y en ait plus ; ou décomposer le numérateur et le dénominateur en produits de facteurs premiers, puis supprimer les facteurs communs.

Remarque. Deux fractions sont égales si, et seulement si, elles ont la même écriture irréductible à dénominateur positif. C’est la forme dans laquelle on donne tout résultat fractionnaire.

6Savoir-faire du chapitre

Savoir-faire
  • Reconnaître un multiple, un diviseur ; utiliser les critères de divisibilité ; dresser la liste des diviseurs d’un entier.
  • Poser une division euclidienne, en donner le quotient et le reste, et l’utiliser pour un problème de partage ou de périodicité.
  • Écrire un entier pair sous la forme 2k2k, un entier impair sous la forme 2k+12k+1, et démontrer une propriété de parité.
  • Rédiger une démonstration simple (somme de deux multiples, carré d’un impair), utiliser une contraposée, réfuter par un contre-exemple.
  • Rendre une fraction irréductible et comparer deux fractions.
  • Écrire un programme court testant la divisibilité ou parcourant les multiples d’un entier.

7Exemples types

Exempledivision euclidienne

Division de 2 0262\,026 par 77 : 7×289=2 0237\times289=2\,023 et 2 026−2 023=32\,026-2\,023=3, donc 2 026=7×289+32\,026=7\times289+3 avec 0⩽3<70\leq3<7. Le quotient est 289289, le reste 33 : 2 0262\,026 n’est pas un multiple de 77. Le plus grand multiple de 77 inférieur à 2 0262\,026 est 2 0232\,023.

Exempleune démonstration

Montrons que la somme de trois entiers consécutifs est un multiple de 33. Ces entiers s’écrivent nn, n+1n+1, n+2n+2 ; leur somme vaut 3n+3=3(n+1)3n+3=3(n+1), produit de 33 par l’entier n+1n+1 : c’est bien un multiple de 33.

Exemplefraction irréductible

2 5201 764\dfrac{2\,520}{1\,764} : les deux nombres sont pairs, puis divisibles par 22 encore, puis par 99 et enfin par 77. On obtient successivement 1 260882\dfrac{1\,260}{882}, 630441\dfrac{630}{441}, 7049\dfrac{70}{49}, puis 107\dfrac{10}{7}, irréductible.

Exemplecontre-exemple

« Tout entier impair est un multiple de 33 » est faux : 55 est impair et n’est pas un multiple de 33. Un seul contre-exemple suffit à réfuter l’affirmation.

Méthode — deux algorithmes du chapitre. le premier teste si a est un multiple de b (pour b≠0b\neq0), le second renvoie le plus grand multiple de a inférieur ou égal à b (pour a>0a>0 et b⩾0b\geq0).

def est_multiple(a, b):
    return a 

def plus_grand_multiple(a, b):
    m = 0
    while m + a <= b:
        m = m + a
    return m
Pièges
  • Ne pas confondre multiple et diviseur : 1212 est un multiple de 33, et 33 est un diviseur de 1212.
  • Dans une division euclidienne, le reste vérifie toujours 0⩽r<b0\leq r<b : « 17=5×2+717=5\times2+7 » n’en est pas une.
  • Vérifier une propriété sur trois exemples ne la démontre pas ; à l’inverse, un seul contre-exemple suffit à la réfuter.
  • La réciproque d’une implication vraie peut être fausse : « si nn est un multiple de 44 alors nn est pair » est vraie, sa réciproque est fausse (66).
  • Pour deux entiers pairs quelconques, on écrit 2k2k et 2k′2k' avec deux lettres différentes : 2k2k et 2k+12k+1, avec le même kk, désignent deux entiers consécutifs, pas un pair et un impair quelconques.

Exercices, contrôles et sujets

Les énoncés sont en accès libre, à télécharger en PDF.

1

Exercices de base

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Les bases : multiples, diviseurs, division euclidienne, pairs et impairs, fractions irréductibles

9 exercicesniveau Difficulté 1 sur 3durée conseillée : 1 h 30sans calculatrice

  1. Vrai ou faux : multiples et diviseursDifficulté 1 sur 3
  2. Critères de divisibilitéDifficulté 1 sur 3
  3. Divisions euclidiennesDifficulté 1 sur 3
  4. Chercher tous les diviseursDifficulté 1 sur 3
  5. Pairs et impairsDifficulté 1 sur 3
  6. Nombres premiers et décompositionDifficulté 2 sur 3
  7. Fractions irréductiblesDifficulté 1 sur 3
  8. Comparer, écrire en décimalDifficulté 2 sur 3
  9. Une première démonstrationDifficulté 2 sur 3
2

Exercices d'application

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Application : problèmes de multiples et de diviseurs, démonstrations guidées, disjonction de cas, algorithmes

6 exercicesniveau Difficulté 2 sur 3durée conseillée : 2 hsans calculatrice

  1. Sièges et calendrierDifficulté 2 sur 3
  2. Les feux du carrefourDifficulté 2 sur 3
  3. Des lots identiquesDifficulté 2 sur 3
  4. Démontrer, conjecturer, réfuterDifficulté 2 sur 3
  5. Raisonner par disjonction de casDifficulté 2 sur 3
  6. Deux programmes PythonDifficulté 2 sur 3
3

Contrôle A

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Automatismes, multiples et diviseurs, fractions irréductibles, lots identiques, algorithme

Durée : 1 hcalculatrice interdite5 exercices indépendantsbarème sur 20 (+ 1 point bonus)

  1. Automatismes (1 point par question)5 ptsDifficulté 1 sur 3
  2. Pairs, impairs et première démonstration4 ptsDifficulté 2 sur 3
  3. Les lots du foyer4 ptsDifficulté 2 sur 3
  4. Fractions4 ptsDifficulté 2 sur 3
  5. Un programme Python3 ptsDifficulté 2 sur 3
  6. Question bonus (1 point, hors barème)Difficulté 2 sur 3
4

Contrôle B

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Automatismes, démonstrations de cours, disjonction de cas, lignes de bus, algorithme des diviseurs

Durée : 1 hcalculatrice interdite5 exercices indépendantsbarème sur 20 (+ 1 point bonus)

  1. Automatismes (0,8 point par question)4 ptsDifficulté 1 sur 3
  2. Démonstrations de cours5 ptsDifficulté 2 sur 3
  3. Raisonner par disjonction de cas4 ptsDifficulté 3 sur 3
  4. Les trois lignes de bus4 ptsDifficulté 2 sur 3
  5. Diviseurs et nombres premiers en Python3 ptsDifficulté 2 sur 3
  6. Question bonus (1 point, hors barème)Difficulté 2 sur 3
5

Approfondissement

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Pour aller plus loin : nombres parfaits, critère de divisibilité par 99 démontré, restes et horloges, PGCD par soustractions, nombres premiers

6 exercicesniveau Difficulté 3 sur 3durée conseillée : 2 h 30sans calculatrice

  1. Les nombres parfaitsDifficulté 3 sur 3
  2. Démontrer le critère de divisibilité par 99Difficulté 3 sur 3
  3. Restes, horloges et chiffre des unitésDifficulté 3 sur 3
  4. Le PGCD par soustractions successivesDifficulté 3 sur 3
  5. Autour des nombres premiersDifficulté 3 sur 3
  6. Quelles fractions sont des nombres décimaux ?Difficulté 3 sur 3
6

Devoir bilan

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Ensembles de nombres, intervalles, calcul littéral, arithmétique

Durée : 1 h 30calculatrice interdite6 exercices indépendantsbarème sur 20 (+ 1 point bonus)

  1. Automatismes : nombres, intervalles, calcul littéral4 ptsDifficulté 1 sur 3
  2. Division euclidienne, diviseurs, facteurs premiers3 ptsDifficulté 1 sur 3
  3. Démonstrations5 ptsDifficulté 2 sur 3
  4. La fête du lycée3 ptsDifficulté 2 sur 3
  5. Les deux réunions2 ptsDifficulté 2 sur 3
  6. Un programme Python3 ptsDifficulté 2 sur 3
  7. Question bonus (1 point, hors barème)Difficulté 2 sur 3

Seconde · Mathématiques : les 14 chapitres

  1. Nombres réels, intervalles et valeur absolue
  2. Arithmétique
  3. Calcul littéral
  4. Équations et inéquations
  5. Vecteurs
  6. Droites du plan
  7. Généralités sur les fonctions
  8. Fonctions de référence
  9. Variations et extremums
  10. Information chiffrée
  11. Statistiques
  12. Tableaux croisés et fréquences conditionnelles
  13. Probabilités conditionnelles et arbres pondérés
  14. Algorithmique et programmation en Python