Soit a un entier naturel non nul et la suite définie par :
.
1. a. .
b. Pour signifie pgcd (m, 4) = pgcd (n, 4) = 2.
m et n sont donc des nombres paires non multiples de 4.
Il existe donc des entiers naturels impairs 2m' + 1 et 2n' + 1 tels que m = 2(2m' + 1) et n = 2(2n' + 1).
Alors m + n = 4(m' + n' + 1), puis pgcd (m + n, 4) = 4 c’est à dire .
2. a. Soit b un entier naturel.
Démontrer que pour tout entier relatif q on a : pgcd(a, b) = pgcd(a, b - qa).
Soit d un entier.
Si d est un diviseur commun de a et b, il existe deux entiers m et n tels que a = dm et b = dn.
Alors b - qa = d(n - qm). Donc d est un diviseur commun de a et b - qa.
Réciproquement, si d est un diviseur commun de a et b - qa, il existe deux entiers m' et n' tels que a = dm' et b-qa = dn'. Alors b = (b-qa) +qa = d(n' +qm'). Donc d est un diviseur commun de a et b.
{a, b} et {a, b - qa} ayant les mêmes diviseurs commun ont le même pgcd.
b. et .
c.
.
Nous venons de démontrer que la suite est périodique et a est une période.
3. donc
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