Aller au contenu Aller au menu Politique d'accessibilité

Free Sciences Site sur les mathématiques, la physique et l'informatique.

La multiplication

On utilise le même type de définition que pour l'addition.

Définition

Pour tout a on a une fonction ga de vers définie par:

{ga(0)=0n,ga(n+1)=ga(n)+a

Et on note: ga(n)=an ou encore an ou plus rarement a×n. Les deux propriétés qui définissent la multiplication peuvent donc s'écrire:

a0=0 n,a(n+1)=an+a
Théorème 4.

Distributivité par rapport à l'addition:

a,b,c,a(b+c)=ab+ac

Démonstration par récurrence sur c. On a pour c=0:

a(b+0)=ab=ab+a0

On démontre donc que a[b+(c+1)]=ab+a(c+1) sous l'hypothèse que a(b+c)=ab+ac:

a[b+(c+1)]=a[(b+c)+1]=a(b+c)+a=(ab+ac)+a=ab+(ac+a)=ab+a(c+1)
Théorème 5.

Associativité

a,b,c,,(ab)c=a(bc)

Démonstration par récurrence sur c. Pour c=0:

(ab)0=0=a(b0)

Et donc sous l'hypothèse que (ab)c=a(bc):

(ab)(c+1)=(ab)c+ab=a(bc)+ab=a(bc+b)=a[b(c+1)]
Théorème 6.

Élément neutre:

a,a1=a=1a

On peut déjà prouver facilement que a1=a avec la propriété a(n+1)=an+a pour n=0: a1=a(0+1)=a0+a=a. Il reste à montrer que 1a=a et sans surprise par récurrence. Pour a=0 on a bien 10=0.

On suppose donc 1a=a et on a 1(a+1)=1a+11=a+1.

Théorème 7.

Élément absorbant:

a,a0=0=0a

On sait déjà que a0=0, il reste à montrer que 0a=0. On le fait par récurrence. Pour a=0 on a bien 00=0.

On suppose donc 0a=0, on a:

0(a+1)=0a+01=0+0=0
Théorème 8.

Commutativité:

a,b,ab=ba

Par récurrence sur b. Pour b=0 on a bien a0=0a=0. On suppose donc ab=ba:

a(b+1)=ab+a=ba+a=(b+1)a