Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Licence Maths 1e ann
Partager :

Démonstration nombres premiers

Posté par
Meiosis
11-03-22 à 14:10

Bonjour,

Je poste dans la section supérieur car il me semble que le problème est assez costaud.
C'est une propriété concernant les nombres premiers jumeaux que j'ai découverte mais je ne sais pas la démontrer. J'ai commencé à reformuler le problème et à tester mon échantillon.

Voici le problème.

---

Soit (p1;p2) un couple de nombres premiers jumeaux tels que p2=2+p1 et p1 > 29.
Le reste de la division euclidienne de \frac{4^{p2}}{p2} par p1 donne une fraction que l'on simplifie de la forme \frac{a}{b} avec a et b deux entiers naturels. Et a-1 est divisible par p2*10+1.

Par exemple avec p1=41 et p2=43 on a le reste de la division euclidienne de \frac{4^{43}}{43} par 41 qui vaut \frac{1294}{43}. Or 1294-1=1293=3*431.

Donc 1293 est bien divisible par 43*10+1.
On notera que p2*10+1 peut être soit premier lui-même comme c'est le cas ici avec 431 soit décomposable.

Maintenant tentons une reformulation du problème.
On pose N=4^{p2}. N est premier avec p2 car p2 est impair. En notant q le quotient de N par p1 et r le reste, on calcule P=(q modulo p1)*p2+r-1

La conjecture est que P est un multiple de p2*10+1 si p1>29.

Ainsi j'ai pu remarquer que les seules exceptions étaient les couples de nombres premiers jumeaux inférieurs à (41;43), j'ai testé ma conjecture sur les 100 000 premiers nombres premiers jumeaux et elle est valide à chaque fois à partir de p1>29.

---

Je vous soumets le problème, peut-être que quelqu'un pourra m'aider à la démontrer.

Merci.

Posté par
ty59847
re : Démonstration nombres premiers 11-03-22 à 15:54

Pour éviter les indices qui alourdissent les formules inutilement, je vais noter a et b deux nombres premiers jumeaux, tels que b=a+2

On pose N=4^b

Ensuite, tu poses q=le quotient de N par a, et r le reste
Puis P= (q modulo a) *b + r  -1

On est bien d'accord que (q modulo a) et r , c'est le même nombre ?

Posté par
Meiosis
re : Démonstration nombres premiers 11-03-22 à 16:22

ty59847 @ 11-03-2022 à 15:54

Pour éviter les indices qui alourdissent les formules inutilement, je vais noter a et b deux nombres premiers jumeaux, tels que b=a+2

On pose N=4^b

Ensuite, tu poses q=le quotient de N par a, et r le reste
Puis P= (q modulo a) *b + r  -1

On est bien d'accord que (q modulo a) et r , c'est le même nombre ?


Merci pour ta réponse.
Je m'aperçois d'une légère erreur d'inattention, c'est en fait P=(q modulo b)*a+r-1

Et non ce n'est pas le même nombre.
Prenons toujours a=41 et b=43.
On a N=4^{43}
On a r=23 et q=1887103718422835784907201 car 4^{43} = 41*1887103718422835784907201+23

Il vient (q modulo b) = (1887103718422835784907201 modulo 43) = 31

Et (q modulo b)*a+r-1 = 31*41+22 = 1293
Or 1293 est bien un multiple de 43*10+1 =431.

Posté par
jandri Correcteur
re : Démonstration nombres premiers 11-03-22 à 17:21

Bonjour,

la démonstration se fait rapidement avec le petit théorème de Fermat.

N=16\times4^a\equiv 64\pmod a donc r=64 (je suppose a>64).

4^b=(b-2)q+64 donne 4\equiv 64-2q\pmod b puis q\equiv30\pmod b.

Enfin P=30a+63=3(10b+1).

On traite à part les cas où a<64.

Posté par
Meiosis
re : Démonstration nombres premiers 11-03-22 à 17:30

jandri @ 11-03-2022 à 17:21

Bonjour,

la démonstration se fait rapidement avec le petit théorème de Fermat.

N=16\times4^a\equiv 64\pmod a donc r=64 (je suppose a>64).

4^b=(b-2)q+64 donne 4\equiv 64-2q\pmod b puis q\equiv30\pmod b.

Enfin P=30a+63=3(10b+1).

On traite à part les cas où a<64.


Merci pour votre réponse qui met fin au problème.

Posté par
jandri Correcteur
re : Démonstration nombres premiers 11-03-22 à 17:38

On peut même généraliser à N=n^b pour n\geq2 entier.

Si a>n^3 on trouve r=n^3 puis q\equiv \dfrac{n^3-n}2\pmod b d'où P=(n-1)(\dfrac{n(n+1)}2b+1).

\dfrac{n(n+1)}2b+1 divise P.

Posté par
ty59847
re : Démonstration nombres premiers 11-03-22 à 17:48

On supposait a et b premiers jumeaux, mais en fait, où utilise-t-on cette hypothèse ?

Posté par
jandri Correcteur
re : Démonstration nombres premiers 11-03-22 à 17:52

On applique deux fois le théorème de Fermat, une fois avec a pour trouver r=64 et une fois avec b pour trouver q\equiv30\pmod b.
On a donc bien utilisé le fait que a et b sont premiers.



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !