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Niveau Maths sup
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démonstration infinitude nombres premiers

Posté par
robby3
09-10-09 à 20:04

Bonsoir tout le monde
que pensez-vous de cette démo sur l'infinitude des nombres premiers?

Supposons que 5$ \mathbb{P}=\{p_1,...,p_N\} avec 5$ p_1<p_2<...<p_N alors si l'on considère 5$ n=\Bigprod_{i=1}^N p_i on a 5$ \phi(n)=1 avec 5$ \phi l'indicatrice d'Euler.
Or 5$ \phi(n)=\Bigprod_{i=1}^N (p_i-1)>1 \Longrightarrow contradiction d'ou 5$ \mathbb{P} est infini.

Posté par
Drysss
re : démonstration infinitude nombres premiers 09-10-09 à 20:09

Elle est très bizarre. Explique mieux ta derniere ligne, je ne crois pas que ce soit trivial.

Plus simple : prends p1...pN premier.
Essaye de construire un autre nombre premier plus grand au lieu de t'embêter avec une fonction aussi compliquée que l'indicatrice d'euler.

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 09-10-09 à 20:53

Citation :
Explique mieux ta derniere ligne, je ne crois pas que ce soit trivial.

5$ n c'est le produit de mes nombres premiers,par propriété de l'indicatrice d'Euler,5$ \phi(p)=p-1 lorsque 5$ p est premier.
et 5$ \phi(p.q)=\phi(p).\phi(q) lorsque 5$ p et 5$ q sont premiers...d'ou la dernière égalité non?
quant au fait que 5$ \phi(n)=1,il faut revenir à la définition pure et simple de l'indicatrice d'Euler qui compte le nombre de premier à n inférieur à n.

non?

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 09-10-09 à 20:54

Citation :
prends p1...pN premier.
Essaye de construire un autre nombre premier plus grand

je connais cette preuve,mais je ne l'a trouve pas "naturelle", c'est une astuce de considérer le produit des pi+1...

Posté par
Drysss
re : démonstration infinitude nombres premiers 09-10-09 à 20:55

Ok, c'est bon.

Donc ta preuve est juste (en fait je ne connaissais pas l'indicatrice d'euler et donc meme des résultats triviaux me semblent compliqués ).

Sinon tu considères n+1 : aucun entier premier ne le divise donc il est premier donc c'est absurde.

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 09-10-09 à 20:57

ok.
Merci Dryss!

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:05

je reviens à la démonstration de Dryss:

je considère 5$ n=\Bigprod_{i=1}^N p_i+1, on a donc 5$ n\notin \mathbb{P} et 5$ n>2
donc 5$ \exists q\in \mathbb{P} tel que 5$ q divise 5$ n, or le reste de la division euclidienne de 5$ n par 5$ q est 5$ 1
et on conclut en disant que 5$ q>p_N...je ne vois pas comment est-on sûr que 5$ q>p_N...pourquoi  5$ q ne serait-il pas l'un des 5$ p_i ?

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:25

Bonjour

Robby : dans ton premier post, je doute que l'indicatrice d'euler du nombre n que tu considères soit égale à 1 ...

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:28

si maintenant on revient au nombre n que Drysse te propose...
comme il n'est pas premier, un certain nombre q le divise...ok
et q se décompose en facteur premiers
donc un certain pi divise q... et donc n
vu la tête de n, cela entraine que pi divise 1
d'où l'absurdité
et donc n est premier
et donc l'hypothèse de finitude est absurde
et pis c'est tout !

MM

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:30

Bonjour MatheuxMatou,
tout entier plus petit que n est produit de puissance des nombres premiers de mon ensemble 5$ \mathbb{P} donc a toujours un facteur commun avec 5$ n,donc y'a un seul nombre plus petit que 5$ n et premier avec 5$ n,c'est 1
non?

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:33

Citation :
et q se décompose en facteur premiers

oui,le souci c'est que je met dans ma leçon ce théorème de l'infinitude des nombres premiers avant de savoir que tout entier se décompose en produit de facteurs premiers...

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:35

d'accord, je n'avais pas vu cela ainsi... tu as raison !
mais c'est une façon bien sophistiquée de voir les choses.
finalement ton raisonnement rejoint le notre... mais plus difficile à justifier.

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:36

Citation :
avant de savoir que tout entier se décompose en produit de facteurs premiers..


ben tu rigoles... tu l'utilises toi-même dans ta méthode ! :

Citation :
tout entier plus petit que n est produit de puissance des nombres premiers de mon ensemble P

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:39

c'est justement pour cela que je reviens pour voir la démo de Dryss,afin de voir si lui-même utiliser cette propriété...

je pensais qu'avec sa démo, on utilisait pas cette propriété...ce qui me permettait de mettre le théorème sur l'infinitude des nombres premiers avant la décomposition des entiers en produits de facteurs premiers...

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:46

je reprend ta démo:

Citation :
si maintenant on revient au nombre n que Drysse te propose...
comme il n'est pas premier, un certain nombre q le divise...ok
et q se décompose en facteur premiers
donc un certain pi divise q... et donc n
vu la tête de n, cela entraine que pi divise 1
d'où l'absurdité
et donc n est premier
et donc l'hypothèse de finitude est absurde


q est un premier qui divise n,donc q\in \mathbb{P} et q divise n donc q divise n-p_1...p_N=1 absurde.
non?

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:47

Citation :
q est un premier qui divise n


a priori, je ne sais pas si q est premier !

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:49

bah si, tout entier \ge 2 admet au moins un diviseur premier(théorème d'Euclide)...donc n en admet au moins un,je dis que c'est q...

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:52

ah ben si tu a ce théorème (qui, je ne voudrais pas dire, mais est un peu équivalent à l'existence d'une décomposition en facteurs premiers !!!) alors oui, passe directement à "il existe un diviseur premier de n... qui est un des pi"... plus besoin de q.

MM

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 11:59

je reprend la démo pour voir si c'est bon:

on veut montrer que \mathbb{P} est infini.


Supposons par l'absurde que 5$ \mathbb{P}=\{p_1,..,p_N\}
on considère alors un entier 5$ n=\Bigprod_{i=1}^N p_i +1
on a donc 5$ n\notin \mathbb{P} et n>2
par le théorème d'Euclide, 5$ n possède au moins un diviseur premier qui est l'un des 5$ p_i\in\mathbb{P}
donc ce 5$ p_i/n et 5$ p_i/\Bigprod_{i=1}^N p_i  donc 5$ p_i divise 5$ n-\Bigprod_{i=1}^N p_i=1    absurde.
Donc 5$ \mathbb{P} est infini.

ok?

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 12:00

cela me parait très bien

(en précisant toutefois que tes pi sont rangés par ordre croissant afin de bien justifier que n n'est pas dans P car il est supérieur au dernier...

MM

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 12:01

ok,trés bien.
Merci pour tout MatheuxMatou!

Posté par
Drysss
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 16:14

Pour la petite histoire cette preuve avait été trouve des l'antiquité , par euler je crois

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 16:18

merci pour la culture Dryss!

on a rien inventé donc!

Posté par
jeanseb
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 16:53

Bonjour


Citation :
Pour la petite histoire cette preuve avait été trouve des l'antiquité , par euler je crois


Euler:

Citation :
Leonhard Paul Euler, né le 15 avril 1707 à Bâle et mort le 18 septembre 1783


antiquité

Citation :
La majorité des historiens estime que l'Antiquité y commence au IVe millénaire av. J.-C. (-3500, -3000) avec l'invention de l'écriture en Mésopotamie et en Égypte, et voit sa fin durant les grandes migrations eurasiennes autour du Ve siècle (300 à 600). La date symbolique est relative à une civilisation ou une nation, la déposition du dernier empereur romain d'Occident en 476 est un repère conventionnel pour l'Europe occidentale


Maths: TB

Histoire: pas terrible!

Robby,ne mets pas Euler dans l'Antiquité à l'oral du Capès, ça indisposera ton jury!

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:07


merci Jeanseb!!

Posté par
Arkhnor
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:24

Bonjour.

C'est la preuve d'Euclide, et non d'Euler. Elle figure dans les Eléments d'Euclide.

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:26

Euclide... c'est la renaissance ?

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:33

Citation :
C'est la preuve d'Euclide, et non d'Euler

celle ou j'utilise le théorème d'Euclide,ça semblerait naturel que cette preuve soit due à Euclide...donc Antiquité non!?

bref,Euler on sait que c'est 18eme siècle...donc une preuve aussi "simple" ne peut-être d'Euler

Posté par
Arkhnor
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:36

Oui, Euclide a donné cette preuve dans ses Eléments durant l'Antiquité, l'apparition d'Euler dans le message de Dryss est sans doute un lapsus.

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:38

oui, pour autant que je me souvienne, c'est Euclide.

A l'époque d'Euler, cela faisait longtemps qu'on maniait les nombres premiers.

Posté par
robby3
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:44

ok!
merci à tous pour ses rectifications culturelles!

Posté par
MatheuxMatou
re : démonstration infinitude nombres premiers 10-10-09 à 17:47

pas de quoi...

content de t'avoir aidé.

mm



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