Poser une division - Définition

Introduction

En arithmétique, la division longue ou la méthode de la potence sont des algorithmes de division euclidienne d'un nombre entier a (appelé le dividende) par un nombre entier b (appelé le diviseur) pour obtenir le quotient et le reste. Cette division est simple à effectuer, même pour de grands dividendes, car l'algorithme décompose un problème en de plus petits problèmes. Cependant, le procédé exige que divers nombres soient divisés par le diviseur : cela est simple avec des diviseurs à un seul chiffre, mais plus difficile avec de plus grands diviseurs. La présentation de cet algorithme s'appelle poser la division.

Une généralisation de cette méthode est employée pour la division euclidienne des polynômes.

Principe

Le principe consiste à se ramener à des situations simples où le quotient ne comporte qu'un seul chiffre. Partant des poids les plus forts du dividende, on obtient successivement tous les chiffres du quotient.

Cas où le quotient ne comporte qu'un seul chiffre

C'est le cas lorsque a < 10b. Si on cherche à diviser l'entier a par l'entier b, on cherche le plus grand multiple de b inférieur ou égal à a. Si ce multiple est bq, le reste s'obtient en soustrayant bq à a.

Exemple : Division de 63 par 17 : le plus grand multiple de 17 inférieur à 63 est 51 (= 17 × 3). le reste est alors 63 - 51 = 12

Conclusion : 63 = 17 × 3 + 12

Cas où le quotient comporte plusieurs chiffres

On travaille alors par tranches, chaque tranche restant inférieure à 10b. Les différents quotients obtenus donnent alors les chiffres du quotient final.

Exemple : Division de 6359 par 17.

Étape 1 : on divise 63 par 17. Plus grand multiple 17 × 3 = 51. Reste = 63 - 51 = 12 donc 63 = 17 × 3 + 12

En multipliant l'égalité précédente par 100 et en ajoutant 59, il vient

6359 = 17 × 300 + 1259

Étape 2: il reste à utiliser la même méthode pour la division de 1259 par 17.

On divise 125 par 17. Plus grand multiple 17 × 7 = 119. Reste = 125 -119 = 6 donc 125 = 17 × 7 + 6

En multipliant l'égalité précédente par 10 et en ajoutant 9, il vient

1259 = 17 × 70 + 69

Étape 3 : il reste à utiliser la même méthode pour la division de 69 par 17. Plus grand multiple 17 × 4 = 68. Reste = 69 - 68 = 1 donc 69 = 17 × 4 + 1

Il suffit alors de remplacer 69 puis 1259 par leur nouvelle expression pour obtenir

1259 = 17 × 70 + 69 = 17 × 70 + 17 × 4 + 1

6359 = 17 × 300 + 1259 = 17 × 300 + 17 × 70 + 17 × 4 + 1

6359 = 17 × 374 + 1

Généralisation

En arithmétique

Cette méthode peut se généraliser à d'autres bases que la base 10 et se présentera sous la même forme.

Elle peut aussi se généraliser à des dividendes décimaux, le passage de la virgule au dividende induit l'apparition de la virgule au quotient.

Exemple : division de 63,59 par 17 par la méthode de la potence.

6 3 , 5 9 17 1 2 3

6 3 , 5 9 17 1 2 , 5 3,7  6

6 3 , 5 9 17 1 2 , 5 3,74 6 9   1

Le même algorithme permet de prolonger la division au-delà de la virgule et de fournir une valeur approchée du quotient avec autant de décimales que l'on souhaite. La présentation sous la forme de la division longue est alors plus pratique car elle laisse à droite autant d'espace qu'on le souhaite.

Exemple: valeur approchée de 63/17 au millième par la division longue.

		3	,	7	0	5
17	6	3	,	0	0	0
	1	2	,	0
				1	0
				1	0	0
					1	5

Division de polynômes

Division euclidienne

Un même algorithme s'applique à la division euclidienne de polynômes.

Exemple : division de x⁴ - x ³ + x² - x + 8 par x² + 3x + 1

Étape 1 : division de x⁴ - x ³ + x² par x² + 3x + 1 (quotient x², reste - 4x³)

x4	- x 3	+ x2	- x	+ 8	x2 + 3x + 1
x4	+ 3x3	+ x2			x2
	- 4x3

Étape 2 : division de -4x³ - x par x² + 3x + 1 (quotient -4x, reste 12x² + 3x)

x4	- x 3	+ x2	- x	+ 8	x2 + 3x + 1
x4	+ 3x3	+ x2			x2 - 4x
	- 4x3		- x
	-4x3	- 12x2	-4x
		+ 12x2	+ 3x

Étape 3 : division de 12x² - 3x + 8 par x² + 3x + 1 (quotient 12, reste -33x - 4)

x4	- x 3	+ x2	- x	+ 8	x2 + 3x + 1
x4	+ 3x3	+ x2			x2 - 4x + 12
	- 4x3		- x
	-4x3	- 12x2	-4x
		+ 12x2	+ 3x	+ 8
		12x2	+ 36x	+12
			- 33x	- 4

Conclusion: x⁴ - x ³ + x² - x + 8 = (x² + 3x + 1)(x² - 4x + 12) - 33x - 4

Division suivant les puissances croissantes

Une même présentation peut être utilisée pour effectuer la division d'un polynôme par un autre suivant les puisances croissantes

Exemple : division de 2 - 5x + x² par 1 + 2x

Étape 1 : division de 2 - 5x par 1 + 2x (quotient 2, reste - 9x)

2	- 5x	+ x2	1 + 2x
2	+ 4x		2
	- 9x

Étape 2 : division de -9x + x² par 1 + 2x (quotient - 9x, reste 19x²)

2	- 5x	+ x2	1 + 2x
2	+ 4x		2 - 9x
	- 9x	+ x2
	- 9x	- 18x2
		+ 19x2

Conclusion : 2 - 5x + x² = (1 + 2x)(2 - 9x) + 19x²