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Critère de divisibilité (le cas du 3)

D'après "pourquoi ce critère fonctionne ?" 
Critères de divisibilité :

Version 1.1 avril 2021 by Jblaise

1. Petite mise en forme

Un nombre est divisible par 3 si:
 
  • Donc, 744 est un nombre divisible par 3 car est dans la table de 3.
  • Le nombre 312 est divisible par 3 car est dans la table de 3.
  • Par contre, le nombre 4441 n'est pas divisible par 3 car, le nombre nous le prouve.
Vous avez noté ? Le critère : on fait la somme des chiffres et on compare à la table de 3.

C'est facile, non ? Mais pourquoi donc, ça marche ainsi ?

C'est bon, on peut un peu tester ?

Dans la liste suivante, il y a nombres qui sont divisibles par 3.

396    -    412    -    315    -    201    -    430    -    123    -    446    -    448    -    12000000000000000033

2. Un premier pas vers une démonstration

On va s'intéresser au nombre \(N=2436\).

Si on regarde le critère, il est .

Mais pourquoi ça marche ?

En fait, \(N=2436\) peut s'écrire \( \times 1000 + \) \( \times 100 + \) \( \times 10 + \)

Attention, c'est là que l'astuce est importante.
On va transformer \(1000\) en \(999+1\), idem pour 100 et 10.
Pourquoi ? Pour faire apparaître un nombre divisible par 3 !

Donc,

\(N=2436 = 2 \times (999+1) + 4 \times (99+1) + 3 \times (9+1) +6 \) 

On développe :

\(N=2436 = 2 \times 999 +\) \( + 4  \times 99 +\) \(+ 3 \times 9 + \) \(+\)  


\(N=2436 = 2 \times 999 + 4  \times 99 + 3 \times 9 +  \) ( \(+\)  \(+\)  \(+\)  )   

Si je divise par 3 ce nombre, on trouve :

\( \frac{N}{3}= \frac{2 \times 999 + 4  \times 99 + 3 \times 9 }{3} + \frac{2+4+3+6}{3} \)

\( \frac{N}{3}=  2 \times 333 + 4  \times 33 + 3 \times 3  + \frac{2+4+3+6}{3} \)

Donc, c'est bien un nombre entier mais seulement à condition que \( \frac{2+4+3+6}{3} \) soit un nombre entier.

Donc, à condition que la somme 2+4+3+6 soit dans la table de 3 : ce qui est le critère attendu ;-)


Une démonstration ?

Si on veut pouvoir prouver que le critère fonctionne tout le temps, il faut travailler avec un nombre N quelconque...
Bon , on va se limiter à 4 chiffres et donc, N va s'écrire abcd

En vrai comme on est dans un système de positionnement

\( N = 1000 \times a+100 \times b+10 \times c+d \)

Jusque là ça va ...

\( N = 1000 \times a+100 \times b+10 \times c+d \) 
\( N = \left(999+1\right) \times a+\left(99+1\right) \times b+\left(9+1\right) \times c + d \)
\( N = 999a +a  +99b + b + 9c+c + d \)
\( N = \left( 999a +99b +9c \right) + \left( a+b+c + d \right) \)

Bon : maintenant, on peut diviser par 3:

\( \frac{N}{3}  = \frac{\left( 999a +99b +9c \right) + \left( a+b+c + d \right)}{3} \)

\( \frac{N}{3}  = \frac{999a +99b +9c}{3} + \frac{a+b+c + d}{3} \)

\( \frac{N}{3}  = 333a +33b +3c + \frac{a+b+c + d}{3} \)

Là c'est plus délicat... 333a+33b+3c est bien un nombre entier.

Par contre, pour que \( \frac{a+b+c+d}{3}\) soit entier, il faut ... il faut ?

Ben il faut que la somme des chiffres \(a+b+c+d\)  soit dans la table de 3;

Cool : c'est exactement le critère attendu ...

En fait : c'est pas compliqué ! On vient de montrer que c'est la somme des chiffres qui est important dans ce critère.

J'adore les maths !