On a déjà montré : "tout diviseur de an et de bn est un diviseur de 5"
Pour la question suivante, on procède par double implication, comme très souvent lorsque l´on veut démontrer une équivalence :
(1)
Supposons que le pgcd de an et bn soit 5
Alors on a 5|an et 5|bn soit
5|(2n+1)
5|(n²+1)
en terme de congruences ca donne :
2n+1 congru à 0 mod 5
n²+1 congru à 0 mod 5
donc (2n+1)² congru à 0 mod 5
et 4*(n²+1) congru à 0 mod 5
Par "soustraction" on obtient : 4*n congru à 3 mod 5
Ensuite on peut distinguer 5 cas possibles :
soit n congru à 0 mod 5
soit n congru à 1 mod 5
soit n congru à 2 mod 5
soit n congru à 3 mod 5
soit n congru à 4 mod 5
Tu verras que tous les cas sauf 1 conduisent à une contradiciton.
Tu en conclueras que nécessairement n est congru à 2 mod 5
Réciproquement :
(2)
supposons que n soit congrus à 2 modulo 5, ie il existe k entier naturel tel que n=5*k+2.
Notons delta = pgcd(an,bn).
Par définition du pgcd on a : delta|an et delta|bn.
D´après la question précédente, on a donc : delta|5
Il nous suffit a partir de la de montrer que 5|delta pour obtenir l´égalité delta=5.
Alors, tu calules les valeurs de bn et an en fonction de k.
Si je me suis pas planté,
an=10k+5
bn=10k5k25*k² (ie bn=an+25*k²)
Il est clair que 5|an et 5|bn donc 5 est un diviseur commun à an et bn, donc (propriété du pgcd) 5|delta