MathBêta
NOMBRES ET CALCULS

Divisibilité et nombres premiers

Niveau 3ᵉ · Cours

🔁 Ce que tu sais déjà

🎯 À la fin de ce chapitre, je sais : reconnaître un nombre premier · décomposer un entier en produit de facteurs premiers · rendre une fraction irréductible · résoudre des problèmes de divisibilité (engrenages, phénomènes qui se répètent).

Depuis la 6e, tu manipules les multiples et les diviseurs. Par exemple, 54 = 6 × 9 : on dit que 54 est un multiple de 6, que 54 est divisible par 9, ou encore que 6 et 9 sont des diviseurs de 54.

✏️ Exemple

Critères de divisibilité à connaître par cœur :

• par 2 : le nombre est pair (il finit par 0, 2, 4, 6 ou 8) ;

• par 5 : il finit par 0 ou 5 ;

• par 3 : la somme de ses chiffres est divisible par 3 ;

• par 9 : la somme de ses chiffres est divisible par 9.

✏️ Exemple

Division euclidienne : ranger 183 œufs dans des boîtes de 12.

183 = 12 × 15 + 3, avec 3 < 12.

15 est le quotient (15 boîtes pleines), 3 est le reste (3 œufs non rangés).

📌 À retenir

a = b × q + r avec r < b : c'est la division euclidienne.

« a est divisible par b » veut dire que le reste vaut 0.

🧱 Les nombres premiers

Prends 12 jetons : tu peux les ranger en rectangle de 2 lignes de 6, ou de 3 lignes de 4. Prends maintenant 13 jetons : impossible de faire un rectangle, sauf une seule ligne de 13 ! Certains nombres ne se « cassent » pas en produit : ce sont les nombres premiers.

📖 Définition

Un nombre premier est un nombre entier qui possède EXACTEMENT deux diviseurs : 1 et lui-même.

✏️ Exemple

Les nombres premiers plus petits que 30 : 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23 et 29.

13 est premier : ses seuls diviseurs sont 1 et 13.

⚠️
Pièges classiques
  • 1 n'est PAS premier : il n'a qu'un seul diviseur (lui-même).
  • 2 est le SEUL nombre premier pair : tous les autres pairs sont divisibles par 2.
  • Un nombre impair n'est pas forcément premier : 91 semble premier… mais 91 = 7 × 13 !
📌 À retenir

Premier = exactement deux diviseurs : 1 et lui-même.

Pour tester, j'essaie de diviser par 2, 3, 5, 7, 11… (les critères de divisibilité aident).

❓ Quiz — Nombres premiers

Question 1 — Lequel de ces nombres est premier ?

Question 2 — Combien de diviseurs possède un nombre premier ?

Question 3 — 91 est-il un nombre premier ?

🔨 Décomposer en facteurs premiers

Casse le nombre 60 : 60 = 6 × 10. Casse encore chaque morceau : 6 = 2 × 3 et 10 = 2 × 5. On ne peut plus rien casser : 60 = 2 × 2 × 3 × 5 = 2² × 3 × 5. Les nombres premiers sont les « briques » de tous les nombres entiers.

📖 Définition

Tout nombre entier plus grand que 1 peut s'écrire comme un produit de facteurs qui sont TOUS des nombres premiers : c'est sa décomposition en produit de facteurs premiers.

✏️ Exemple

Méthode pour décomposer 306 :

1) 306 est pair : 306 = 2 × 153.

2) 153 n'est pas pair ; 1 + 5 + 3 = 9, divisible par 3 : 153 = 3 × 51.

3) 51 = 3 × 17, et 17 est premier : on s'arrête.

Résultat : 306 = 2 × 3 × 3 × 17 = 2 × 3² × 17.

⚠️
Piège classique : s'arrêter trop tôt
  • 180 = 2² × 45 n'est PAS une décomposition en facteurs premiers : 45 n'est pas premier (45 = 3² × 5).
  • La bonne réponse est 180 = 2² × 3² × 5 : on continue tant qu'un facteur n'est pas premier.
📌 À retenir

Je divise par les nombres premiers dans l'ordre : 2, puis 3, puis 5, 7, 11…

Je m'arrête quand le quotient est premier, et je regroupe les facteurs répétés avec des puissances.

❓ Quiz — Décomposition

Question 1 — Quelle est la décomposition en facteurs premiers de 12 ?

Question 2 — Quelle est la décomposition en facteurs premiers de 45 ?

Question 3 — Pour décomposer 126, par quel nombre premier commence-t-on ?

✂️ Fraction irréductible

Comment simplifier 66/30 au maximum, sans tâtonner ? Avec les décompositions : 66 = 2 × 3 × 11 et 30 = 2 × 3 × 5. On barre les facteurs communs (2 et 3)… il reste 11/5, impossible à simplifier davantage.

📖 Définition

Une fraction est irréductible quand son numérateur et son dénominateur n'ont AUCUN facteur premier commun : on ne peut plus la simplifier.

✏️ Exemple

Méthode pour rendre 140/340 irréductible :

1) Décompose : 140 = 2² × 5 × 7 et 340 = 2² × 5 × 17.

2) Barre les facteurs communs : 2² et 5.

3) Il reste 140/340 = 7/17 : fraction irréductible.

⚠️
Piège classique : simplifier… mais pas assez
  • 66/30 = 33/15 est une simplification (par 2), mais 33/15 n'est PAS irréductible : 33 et 15 sont encore divisibles par 3.
  • Vérifie toujours qu'il ne reste aucun facteur commun : 66/30 = 11/5.
📌 À retenir

Irréductible = plus aucun facteur premier commun en haut et en bas.

Méthode sûre : je décompose numérateur et dénominateur, puis je barre les facteurs communs.

❓ Quiz — Fractions

Question 1 — Quelle est la forme irréductible de 66/30 ?

Question 2 — Une fraction est irréductible quand…

Question 3 — Quelle est la forme irréductible de 12/51 ?

⚙️ Problèmes : engrenages et rendez-vous

Deux ampoules clignotent, l'une toutes les 153 s, l'autre toutes les 187 s. Elles s'allument ensemble à minuit… Quand se rallumeront-elles ensemble ? Ce genre de « rendez-vous » entre deux phénomènes qui se répètent se résout avec les facteurs premiers.

✏️ Exemple

Méthode « rendez-vous » (phénomènes périodiques) :

1) Le moment cherché est un multiple commun aux deux durées : on veut le PLUS PETIT.

2) Décompose : 153 = 3² × 17 et 187 = 11 × 17.

3) Prends chaque facteur premier avec son plus grand exposant : 3² × 11 × 17 = 1 683.

Les ampoules se rallument ensemble 1 683 s plus tard, soit à 0 h 28 min 3 s.

✏️ Exemple

Méthode « partage maximal » (bouquets, lots, équipes…) :

1) Le nombre de lots doit diviser CHAQUE quantité : c'est un diviseur commun, on veut le PLUS GRAND.

2) 30 marguerites et 24 tulipes : les diviseurs communs à 30 et 24 sont 1, 2, 3 et 6.

3) Le fleuriste fait donc 6 bouquets, de 5 marguerites et 4 tulipes chacun.

⚠️
Piège classique : multiple ou diviseur ?
  • Rendez-vous / répétition dans le temps → MULTIPLE commun (le plus petit).
  • Partage / répartition en lots identiques → DIVISEUR commun (le plus grand).
  • Le produit 153 × 187 est bien un multiple commun… mais pas le plus petit : pense aux facteurs communs !
📌 À retenir

Je décompose les nombres, puis je choisis : plus petit multiple commun (rendez-vous) ou plus grand diviseur commun (partage).

Plus petit multiple commun = chaque facteur premier avec son PLUS GRAND exposant.

❓ Quiz — Problèmes

Question 1 — Deux feux clignotent, l'un toutes les 4 s, l'autre toutes les 6 s. Ils viennent de clignoter ensemble. Dans combien de temps clignoteront-ils de nouveau ensemble ?

Question 2 — Pour savoir quand deux phénomènes périodiques se reproduisent ensemble, on cherche…

Question 3 — Avec 30 marguerites et 24 tulipes, combien de bouquets identiques peut-on faire au maximum (en utilisant tout) ?

🏆
Cours terminé !

Ton mémo complet est dans l’encadré « Mémo ». Prêt·e pour les défis ?

📌 Mémo
🧱 Nombres premiers
  • Exactement 2 diviseurs : 1 et lui-même
  • 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29…
  • 1 n'est pas premier ; 2 est le seul pair

91 n'est pas premier : 91 = 7 × 13

🔨 Décomposition
  • Je divise par 2, puis 3, puis 5, 7, 11…
  • Je m'arrête sur un quotient premier
  • Tous les facteurs doivent être premiers

306 = 2 × 3² × 17

✂️ Fraction irréductible
  • Je décompose haut et bas en facteurs premiers
  • Je barre les facteurs communs
  • Irréductible = plus rien en commun

66/30 = (2×3×11)/(2×3×5) = 11/5

⚙️ Problèmes
  • Rendez-vous → plus petit MULTIPLE commun
  • Partage maximal → plus grand DIVISEUR commun
  • Multiple commun : chaque facteur, plus grand exposant

153 = 3²×17 ; 187 = 11×17 → 3²×11×17 = 1 683 s

S'entraîner sur Mathoo (gratuit) →
Le cours est lu, place aux exercicesDes exercices de 3e corrigés sur ce chapitre, avec la méthode et le corrigé détaillé. Gratuit, sans inscription.
Exercices corrigés →
Un calcul à vérifier tout de suite ?Notre outil calculer un pgcd affiche toute la démarche, étape par étape. Gratuit, sans inscription.
Calculer un PGCD →
Un calcul à vérifier tout de suite ?Notre outil calculer un ppcm affiche toute la démarche, étape par étape. Gratuit, sans inscription.
Calculer un PPCM →