Flashcards : Arithmétique, matrices et déterminants (85 cartes)

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1Question

Qu'est-ce qu'un ensemble en mathématiques ?

Réponse

Une collection d’objets bien déterminés et uniques.

2Question

Quand dit-on qu'un ensemble E est inclus dans un ensemble F ?

Réponse

Lorsque tout élément de E est aussi élément de F.

3Question

Comment prouve-t-on que deux ensembles sont égaux ?

Réponse

En établissant leur double inclusion.

4Question

Combien d'éléments contient l'ensemble des parties P(E) si E a n éléments ?

Réponse

2n2^n éléments.

5Question

Que contient l'intersection de deux ensembles E et F ?

Réponse

Les éléments communs à E et F.

6Question

Que contient la différence symétrique de deux ensembles E et F ?

Réponse

Les éléments appartenant à un seul des deux ensembles.

7Question

Qu'est-ce qu'une application f de A vers B ?

Réponse

Une correspondance unique et bien déterminée de chaque x de A vers un y de B.

8Question

Quand deux applications f:A→B et f′:A′→B′ sont-elles égales ?

Réponse

Lorsque leurs ensembles de départ et d’arrivée sont égaux et leurs valeurs identiques en chaque élément du départ.

9Question

Quelle condition caractérise une application injective f:E→F ?

Réponse

Si f(x)=f(x′) alors x=x′.

10Question

Que signifie qu'une application f:E→F est surjective ?

Réponse

Chaque élément de F possède au moins un antécédent dans E.

11Question

Quand une application f:E→F est-elle bijective ?

Réponse

Lorsqu'elle est à la fois injective et surjective.

12Question

Quelle propriété a chaque élément de F sous une application bijective f:E→F ?

Réponse

Il possède un antécédent unique dans E.

13Question

Quelle condition définit la divisibilité de a par b ?

Réponse

Il existe un entier k tel que b = ka.

14Question

Quand un entier est-il divisible par 2 selon son chiffre des unités ?

Réponse

Si ce chiffre est 0, 2, 4, 6 ou 8.

15Question

Quand un entier est-il divisible par 5 selon son chiffre des unités ?

Réponse

Si ce chiffre est 0 ou 5.

16Question

Quels sont les résultats uniques donnés par la division euclidienne de a par b ?

Réponse

Un quotient q et un reste r uniques.

17Question

Quelle inégalité doit vérifier le reste r dans la division euclidienne ?

Réponse

0≤r<b0 \leq r < b

18Question

Quelle condition sur le reste r indique qu'a est divisible par b ?

Réponse

Le reste est nul.

19Question

Qu'est-ce que le PGCD de deux entiers a et b ?

Réponse

Le plus grand diviseur commun de a et b.

20Question

Quelle est la valeur du PGCD si a=b=0 ?

Réponse

Il vaut 0.

21Question

Qu'est-ce que le PPCM de deux entiers a et b non nuls ?

Réponse

Le plus petit multiple commun strictement positif de a et b.

22Question

Quelle est la valeur du PPCM si a=0 ou b=0 ?

Réponse

Il vaut 0.

23Question

Comment l'algorithme d'Euclide calcule-t-il le PGCD ?

Réponse

En remplaçant le couple par le diviseur et le reste de leur division euclidienne successivement.

24Question

Quelle condition caractérise deux entiers non nuls premiers entre eux ?

Réponse

Il existe u,v∈Z tels que 1=au+bv.

25Question

Quelle formule relie le PGCD et le PPCM de deux entiers non nuls a et b ?

Réponse

(a∧b)(a∨b)=∣ab∣(a\wedge b)(a\vee b)=|ab|

26Question

Quelle est la forme unique de décomposition d'un entier n≥2 en nombres premiers ?

Réponse

Un produit de puissances de nombres premiers distincts n=p1α1⋯prαrn=p_1^{\alpha_1}\cdots p_r^{\alpha_r} avec αi≥1\alpha_i\geq1.

27Question

Quelle condition définit la congruence modulo n entre deux entiers a et b ?

Réponse

a−b est un multiple de n.

28Question

Quelle est la notation pour exprimer qu'a est congru à b modulo n ?

Réponse

a≡b (mod n).

29Question

Quand deux entiers sont-ils congrus modulo n selon leurs restes ?

Réponse

Quand leurs restes dans la division euclidienne par n sont égaux.

30Question

Avec quelles opérations la congruence modulo n est-elle compatible ?

Réponse

Avec l’addition, la multiplication et les puissances entières naturelles.

31Question

Qu'est-ce qu'une équation diophantienne ?

Réponse

Une équation dont on cherche les solutions dans les entiers.

32Question

Quelle condition assure l'existence de solutions entières pour ax+by=c ?

Réponse

Le PGCD(a,b) divise c.

33Question

Que signifie d=PGCD(a,b) dans l'équation ax+by=c ?

Réponse

d est le plus grand commun diviseur de a et b.

34Question

Comment s'expriment toutes les solutions entières de ax+by=cax+by=c si d∣cd|c ?

Réponse

x=x0+bdkx=x_0+\frac{b}{d}k et y=y0−adky=y_0-\frac{a}{d}k avec k∈Zk\in\mathbb{Z}.

35Question

Quelle condition garantit des solutions pour ax≡b(modn)ax\equiv b \pmod n ?

Réponse

pgcd(a,n)\text{pgcd}(a,n) divise bb.

36Question

Quelle condition doit satisfaire les entiers N1,…,NkN_1,\ldots,N_k pour le théorème chinois des restes?

Réponse

Ils doivent être deux à deux premiers entre eux.

37Question

Que garantit le théorème chinois des restes pour le système z≡ai(modNi)z\equiv a_i\pmod{N_i}?

Réponse

Il possède une solution unique modulo N1⋯NkN_1\cdots N_k.

38Question

Comment s'écrit la solution générale d'un système chinois?

Réponse

z=z0+N1⋯NkZz=z_0+N_1\cdots N_k\mathbb Z où z0z_0 est une solution particulière.

39Question

Quand un élément a est-il inversible dans Z/nZ\mathbb Z/n\mathbb Z ?

Réponse

Lorsqu'a et n sont premiers entre eux.

40Question

Quelle condition rend Z/nZ\mathbb Z/n\mathbb Z un corps ?

Réponse

Lorsque n est un nombre premier.

41Question

Que mesure l'indicatrice d'Euler φ(n)\varphi(n) ?

Réponse

Le nombre d'entiers entre 1 et n-1 premiers avec n.

42Question

Quelle est la formule de φ(n)\varphi(n) si n=∏ipirin=\prod_i p_i^{r_i} ?

Réponse

φ(n)=n∏i(1−1pi)\varphi(n)=n\prod_i\left(1-\frac1{p_i}\right).

43Question

Que représentent les pip_i dans la formule de φ(n)\varphi(n) ?

Réponse

Les facteurs premiers distincts de n.

44Question

Quelle congruence satisfait aφ(n)a^{\varphi(n)} si a et n sont premiers entre eux ?

Réponse

aφ(n)≡1(modn)a^{\varphi(n)} \equiv 1 \pmod{n}

45Question

Quelle condition doit remplir p pour que ap−1≡1(modp)a^{p-1} \equiv 1 \pmod{p} si p ne divise pas a ?

Réponse

p doit être un nombre premier.

46Question

Quelle autre congruence équivalente à ap−1≡1(modp)a^{p-1} \equiv 1 \pmod{p} existe pour p premier ?

Réponse

ap≡a(modp)a^p \equiv a \pmod{p}

47Question

Quelle condition caractérise un entier premier p selon la divisibilité de ((p−1)!+1)((p-1)!+1) ?

Réponse

p divise ((p−1)!+1)((p-1)!+1) si et seulement si p est premier.

48Question

Quels nombres premiers choisit-on pour générer une clé RSA ?

Réponse

Deux nombres premiers distincts p et q.

49Question

Comment calcule-t-on nn lors de la génération d'une clé RSA ?

Réponse

En multipliant p par q, n=pqn=pq.

50Question

Comment calcule-t-on φ(n)\varphi(n) dans RSA ?

Réponse

φ(n)=(p−1)(q−1)\varphi(n)=(p-1)(q-1).

51Question

Quel couple forme la clé publique en RSA ?

Réponse

Le couple (n,e).

52Question

Que doit rester secret dans la clé privée RSA ?

Réponse

Les valeurs d, p, q et φ(n)\varphi(n).

53Question

Quelle formule donne le chiffrement RSA ?

Réponse

C≡Me(modn)C\equiv M^e\pmod n.

54Question

Quelle formule donne le déchiffrement RSA ?

Réponse

M≡Cd(modn)M\equiv C^d\pmod n.

55Question

Qu'est-ce qu'une matrice de type (p,q)(p,q) ?

Réponse

Un tableau de scalaires de K avec p lignes et q colonnes.

56Question

Quelle condition rend deux matrices de même type égales ?

Réponse

Tous leurs coefficients correspondants sont égaux.

57Question

Comment s'exprime l'addition de deux matrices de même type ?

Réponse

[A+B]ij=aij+bij[A+B]_{ij}=a_{ij}+b_{ij} coefficient par coefficient.

58Question

Comment se calcule la multiplication d'une matrice par un scalaire ?

Réponse

[bbA]ij=bbaij[bb A]_{ij}=bb a_{ij}.

59Question

Quand le produit ABAB de matrices est-il défini ?

Réponse

Lorsque le nombre de colonnes de A égale le nombre de lignes de B.

60Question

Quelle formule donne le coefficient (i,j)(i,j) du produit ABAB ?

Réponse

[AB]ij=sumk=1naikbkj[AB]_{ij}=sum_{k=1}^{n}a_{ik}b_{kj}.

61Question

Pourquoi le produit matriciel n'est-il pas commutatif en général ?

Réponse

Parce que ABAB peut être défini sans que BABA le soit, ou AB≠BAAB\neq BA.

62Question

Comment se définit le rang d'une matrice A ?

Réponse

Le rang est l'entier r tel que sa forme échelonnée réduite contient IrI_r dans le bloc principal.

63Question

Quelle condition caractérise l'équivalence de deux matrices ?

Réponse

Elles ont le même rang.

64Question

Qu'est-ce qu'une matrice carrée inversible ?

Réponse

Une matrice A pour laquelle il existe B avec AB=BA=InAB=BA=I_n.

65Question

Comment calcule-t-on le déterminant d'une matrice 2x2 \begin{pmatrix}a&b\c&d\end{pmatrix} ?

Réponse

det⁡(A)=ad−bc\det(A)=ad-bc.

66Question

Comment développe-t-on un déterminant suivant une ligne ou une colonne ?

Réponse

On multiplie chaque coefficient par son cofacteur puis on additionne les termes.

67Question

Comment se calcule le cofacteur CijC_{ij} d'un élément ?

Réponse

Cij=(−1)i+jXijC_{ij}=(-1)^{i+j}X_{ij}.

68Question

Qu'est-ce que le produit cartésien E × F ?

Réponse

L’ensemble des couples ordonnés (x,y) avec x dans E et y dans F.

69Question

Qu'est-ce que la bijection réciproque f⁻¹ de f:E→F bijective ?

Réponse

Une application de F vers E associant chaque élément de F à son unique antécédent par f.

70Question

Quelle propriété la divisibilité possède-t-elle dans Z mais pas l'antisymétrie ?

Réponse

Elle est réflexive et transitive.

71Question

Quelle relation d'ordre la divisibilité forme-t-elle ?

Réponse

Sa restriction à N est une relation d'ordre.

72Question

Que se passe-t-il quand d=PGCD(a,b) divise c dans ax+by=c ?

Réponse

L’équation possède une infinité de solutions entières.

73Question

Quelles sont les solutions entières de 161x+368y=115161x+368y=115 ?

Réponse

x=35−16kx=35-16k et y=−15+7ky=-15+7k avec k∈Zk\in\mathbb{Z}.

74Question

Comment se regroupent les solutions de 9x≡6(mod24)9x\equiv 6 \pmod{24} ?

Réponse

En trois classes modulo 24 : 6+24m6+24m, 14+24m14+24m, 22+24m22+24m avec m∈Zm\in\mathbb{Z}.

75Question

Comment construit-on les entiers e1,e2e_1,e_2 pour deux congruences dans le théorème chinois?

Réponse

e1≡1(modN1),e1≡0(modN2)e_1\equiv1\pmod{N_1}, e_1\equiv0\pmod{N_2} et e2≡0(modN1),e2≡1(modN2)e_2\equiv0\pmod{N_1}, e_2\equiv1\pmod{N_2}.

76Question

Comment exprime-t-on une solution particulière z0z_0 pour deux congruences?

Réponse

On prend z0=a1e1+a2e2z_0=a_1e_1+a_2e_2.

77Question

Quelle est la solution générale du système x≡2(mod10)x\equiv2\pmod{10} et x≡5(mod13)x\equiv5\pmod{13}?

Réponse

x=122+130kx=122+130k avec k∈Zk\in\mathbb Z.

78Question

Quelle est la valeur de φ(12)\varphi(12) ?

Réponse

4.

79Question

Quelle est la valeur de φ(25)\varphi(25) ?

Réponse

20.

80Question

Quelle est la valeur de φ(300)\varphi(300) ?

Réponse

80.

81Question

Quelle congruence donne le petit théorème de Fermat pour 14314114^{3141} modulo 17 ?

Réponse

143141≡12(mod17)14^{3141} \equiv 12 \pmod{17}

82Question

Quelle condition garantit l'existence de l'inverse d modulo φ(n)\varphi(n) ?

Réponse

pgcd⁡(e,φ(n))=1\operatorname{pgcd}(e,\varphi(n))=1.

83Question

Comment se définit la transposée d'une matrice A ?

Réponse

En échangeant ses lignes et colonnes, avec (tA)ij=aji(^tA)_{ij}=a_{ji}.

84Question

Quelle est la formule du déterminant d'une matrice carrée d'ordre 3 ?

Réponse

det⁡(A)=a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32−a31a22a13−a32a23a11−a33a21a12\det(A)=a_{11}a_{22}a_{33}+a_{12}a_{23}a_{31}+a_{13}a_{21}a_{32}-a_{31}a_{22}a_{13}-a_{32}a_{23}a_{11}-a_{33}a_{21}a_{12}.

85Question

À quels déterminants la méthode de Sarrus s'applique-t-elle ?

Réponse

Uniquement aux déterminants d'ordre 3 ou inférieur.

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1. Quelle propriété caractérise un ensemble en mathématiques ?

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