Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/Number theoryReviewed

Gcd of two Mersenne numbers

by Sequoia·
34
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.

  1. 1–10First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 11–25Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 26–50Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 51–70Advanced / graduateAvancé / master
  5. 71–90Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91–100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
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Let aa and bb be two positive integers. Show that

gcd(2a−1,2b−1)=2gcd(a,b)−1.gcd\left(2^a-1,2^b-1\right)=2^{gcd(a,b)}-1.

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Solutions

2
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Solution by NawzadHoganFR

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Attention les yeux, ma solution utilise une petite astuce ! Supposons que b⩾ab\geqslant a. On effectue la division euclidienne de bb par aa et on écrit b=aq+rb=aq+r. On remarque ensuite que
2b−1=(2a−1)(2b−a+2b−2a+⋯+2b−qa)+(2r−1).2^{b}-1=(2^{a}-1)(2^{b-a}+2^{b-2a}+\cdots+2^{b-qa})+(2^{r}-1).Ainsi, on a la division euclidienne de 2b−12^{b}-1 par 2a−12^{a}-1. Ensuite, lorsqu’on continue l'algorithme d’Euclide étendu, on va finir par obtenir 2pgcd(a,b)−12^{pgcd(a,b)}-1 car on va retrouver dans l’exposant les mêmes termes que pour l’algorithme appliqué à aa et bb.

Solution by jlzetaFR

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pgcd(a,b)=d alors il existe k1 et k2 entiers positifs distincts et premiers entre eux tels que a=k1.d et b=k2.d

2^a-1=(2^d)^k1-1=(2^d-1)(1+(2^d)+(2^d)^2 +..+(2^d)^(k1-1))
2^b-1=(2^d)^k2-1=(2^d-1)(1+(2^d)+(2^d)^2 +..+(2^d)^(k2-1))

d’où le pgcd(2^a-1, 2^b-1)=2^pgcd(a,b)-1

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