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L'algorithme d'Euclide et les fractions continues

Une table de bois et de laiton montre pourquoi PGCD(a,b)=PGCD(b,r). Reportez le reste, examinez les coefficients exacts de Bézout et les fractions continues, comparez des paires et des échantillons reproductibles.

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Ce qui se passe

Une table de bois et de laiton montre pourquoi PGCD(a,b)=PGCD(b,r). Reportez le reste, examinez les coefficients exacts de Bézout et les fractions continues, comparez des paires et des échantillons reproductibles.
Les longueurs illustrent une division entière exacte. Les pistes partagent une échelle ; le reste agrandi a sa propre échelle indiquée. Un reste nul termine l’algorithme.
Fibonacci : petites entrées pour de longs calculs. La borne de Lamé est grossière.
L’erreur est relative au rationnel saisi, pas à π.

Équations du module
Équations
a = q*b + r, 0 <= r < b ; couple suivant (b,r) ; gcd(a,b)=gcd(b,r).
Comptez la division finale, celle dont le reste est nul. Une entrée nulle ne nécessite aucune division ; par convention, gcd(0,0)=0.
La scène ordonne les grandeurs : high=max(|A|,|B|), low=min(|A|,|B|).
Bézout : gcd(A,B)=x*A+y*B. Chaque reste affiché possède aussi des coefficients exacts par rapport aux entrées d'origine A et B.
Pour low>0, les quotients euclidiens forment la fraction continue finie de high/low.
355/113=[3;7,16] ; 1071/462=[2;3,7]=51/22. La dernière réduite est exactement égale au rationnel d'entrée.
Pour une réduite p/q de ce rationnel : error=|high*q-low*p|/(low*q) < 1/q^2.
Cette erreur est mesurée par rapport à high/low, et non à pi. Aucune affirmation de précision sur pi n'est faite ici.
Lamé : divisions <= 5*(chiffres décimaux de la plus petite entrée positive).
F20=6765, F19=4181 demandent 18 divisions ; la borne grossière de Lamé est 20, non atteinte.
Des nombres de Fibonacci consécutifs donnent les entrées positives ordonnées minimales pour un nombre de divisions prescrit (a>b>0).
Ce ne sont pas les seules paires ayant ce nombre : multiplier les deux entrées par un même entier positif conserve les quotients.
Pour cette expérience de paires uniformes triées : référence empirique (12 ln 2 / pi^2)*ln N - 0.444.
12 ln 2 / pi^2 = 0.84276591327219452 ; -0.444 est ajusté, ce n'est ni une constante universelle ni un théorème de type fini-N.
Tirez les deux entiers indépendamment dans 1..N, triez pour la division, conservez les égalités, comptez le zéro final.
Erreur standard = écart type de l'échantillon / sqrt(essais) ; un échantillon fini ne prouve pas une loi asymptotique.

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