[PDF] Les nombres premiers - Lycée dAdultes





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Les nombres premiers - Lycée dAdultes

22 juil. 2015 Si p n'était pas premier il admettrait un diviseur d? tel que 2 ? d? < p qui diviserait n. Ceci est impossible car p est le plus petit. Donc p ...



PGCD ET NOMBRES PREMIERS

Les diviseurs communs à 60 et 100 sont : 1 2



PCSI DEVOIR de MATHÉMATIQUES n 5 pour le 28/01/2003

On note d(n) le nombre de diviseurs de n dans IN et on note P(n) le Quel est le plus petit entier naturel ayant exactement 16 diviseurs positifs ?



PEI Math 1 Module 2 / Feuille nOl/page l

se peut que le plus petit multiple commun non nul à 231 567 808 771 et 3 457 799 045 Affirmation 5 : La somme de cinq nombres entiers consécutifs est un ...



Modèle mathématique.

Méthode 4 : Trouver le nombre de diviseurs de 120 puis déterminer tous ces diviseurs. • On décompose 120 en facteurs premiers : 120 = 23 × 3 × 5. On alors :  



MATHEMATIQUES Exercice 1

Les diviseurs premiers de 27 000 000 sont 2 ; 3 et 5. 3. Les premiers nombres impairs premiers sont 3; 5 et 7 donc le plus petit entier impair admettant 



Exercices sur les nombres premiers EXERCICE 1 : Démontrer que

3 est premier et 3 est premier avec p (p ? 5) par application du petit théorème de Il ne reste plus qu'à « chercher » parmi les diviseurs de 84



LISTE DES DIVISEURS

b) On doit également tester TOUS les nombres entiers comme diviseur. Quel est le plus petit nombre entier que l'on va tester comme diviseur ? 1…



calcul-multiples-et-diviseurs.pdf

Un nombre est divisible par 5 seulement si son chiffre des unités est 0 ou 5. Diviser ce nombre par le plus petit nombre premier : 2.



Contrôle de mathématiques

5. EXERCICE 4. Un carreleur doit poser le carrelage dans une pièce rectangulaire Quel est le plus petit nombre entier ayant exactement 2 014 diviseurs ?

DERNIÈRE IMPRESSION LE22 juillet 2015 à 17:06

Les nombres premiers

Table des matières

1 Définition et propriétés immédiates2

1.1 Définition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2 Critère d"arrêt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.3 Infinité des nombres premiers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.4 Crible d"Ératosthène. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.5 Nombres de Mersenne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Divisibilité et nombres premiers6

2.1 Théorème de Gauss et nombres premiers. . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2 Conséquences. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3 Décomposition, diviseurs d"un entier6

3.1 Théorème fondamental de l"arithmétique. . . . . . . . . . . . . . . 6

3.2 Diviseurs d"un entier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.3 Problèmes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4 Petit théorème de Fermat - Hors programme10

4.1 Théorème, remarque et exemple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.2 Nombre de Poulet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

PAUL MILAN1TERMINALE S SPÉ

TABLE DES MATIÈRES

1 Définition et propriétés immédiates

1.1 Définition

Définition 1 :Un nombre premier est un entier naturel qui admet exacte- ment deux diviseurs : 1 et lui-même

Conséquence:

•1 n"est pas un nombre premier (il n"a qu"un seul diviseur) •Un nombre premierpest un naturel supérieur ou égal à 2 soit :p?2.

•Les nombres premiers inférieurs à 100 sont :2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89 et 97

1.2 Critère d"arrêt

Théorème 1 :Tout entier natureln,n?2, admet un diviseur premier. Sinn"est pas premier, alors il admet un diviseur premierptel que :

2?p?⎷

n

Démonstration :

•Sinest premier, il admet donc un diviseur premier : lui-même. •Sinn"est pas premier, l"ensemble des diviseursddentel que : 2?d2?pq?p2?nsoitp?⎷ n

Exemple :Montrer que 109 est un nombre premier.

On a 10<⎷

109<11.

On teste tous les nombres premiers strictement inférieurs à 11, soit:

2, 3, 5 et 7.

Des règles de divisibilité, on déduit que 109 n"est divisible nipar 2, ni par 3, ni par 5. En effectuant la division euclidienne de 109 par 7, on obtient :

109=7×15+4 109 n"est donc pas divisible par 7

Conclusion : comme 109 n"est pas divisible par 2, 3, 5, et 7, 109est premier.

PAUL MILAN2TERMINALE S SPÉ

1. DÉFINITION ET PROPRIÉTÉS IMMÉDIATES

Algorithme :Un petit programme

pour déterminer si un nombreNest premier. N"ayant pas à notre disposi- tion la liste des nombres premiers, on teste siNest divisible par 2, puis on teste les diviseurs impairs par ordre croissant tant que ceux-ci sont inférieur N.

On obtient alors :

•527 est divisible par 17

•719 est premier

•11 111 est divisible par 41

•37 589 est premier

Variables:N,Ientiers

Entrées et initialisation

LireN

2→I

Traitement

siE?NI? =NIalors

AfficherN, "div. par :" ,I

Stop fin

I+1→I

tant queI?⎷

Nfaire

siE?NI? =NIalors

AfficherN, "div. par :" ,I

Stop fin

I+2→I

fin

Sorties: AfficherN, "est premier"

1.3 Infinité des nombres premiers

Théorème 2 :Il existe une infinité de nombres premiers ROCDémonstration :Supposons qu"il existe un nombre fini de nombres premiers : p

1,p2,...,pi, ...,pn. PosonsN=p1×p2× ··· ×pi× ··· ×pn+1

D"après le critère d"arrêt,Nadmet un diviseur premier. Soitpice diviseur premier.pidivise doncp1×p2× ··· ×pi× ··· ×pnetN. Il divise donc la différenceN-(p1×p2× ··· ×pi× ··· ×pn) =1. Ceci est impossible, donc l"hypothèse qu"il existe un nombre finide nombres pre- miers est absurde.

1.4 Crible d"Ératosthène

Pour dresser la liste des nombres premiers entre 2 et 150, la méthode du crible d"Ératosthène consiste à : •écrire la liste des nombres entiers de 2 à 150; •éliminer successivement les multiples propres1de 2, de 3... puis ceux dep, où pest le premier nombre non encore éliminé, etc Les entiers éliminés (sur fond bleu dans le tableau ci après) sont les entiers non premiers entre 2 et 150. Les entiers restant (sur fond jaune) sont donc les nombres premiers inférieur à 150.

Remarque :

1) Pour éliminer les multiples propre de 7, commencer à 7

2, car les multiples

inférieurs ont déjà été éliminés.

1. multiple propre den: multiple dendistinct den

PAUL MILAN3TERMINALE S SPÉ

TABLE DES MATIÈRES

2) Il est possible de savoir à l"avance " jusqu"où aller ». En effet grâce au critère

n

Sin?150, alors⎷

n?⎷150, or 12<⎷150<13 et donc tout entier non premier sera éliminés en tant que multiple propre de 2, 3, 5, 7 et 11.

2345678910

11121314151617181920

21222324252627282930

31323334353637383940

41424344454647484950

51525354555657585960

61626364656667686970

71727374757677787980

81828384858687888990

919293949596979899100

101102103104105106107108109110

111112113114115116117118119120

121122123124125126127128129130

131132133134135136137138139140

141142143144145146147148149150

On peut écrire l"algorithme suivant :

•Les entiersAcorrespondent aux

nombres premiers de la liste des en- tiers de 2 àN

•Les entiersMcorrespondent aux

multiples deAinférieurs àN

•Les entiersPcorrespondent aux

rangs des nombres premiersA.

•Les entiersQcorrespondent au

nombre de multiples deAinférieurs àN

•La listeL1correspond à la liste des

entiers de 2 àN

•La ListeL2correspond à la liste des

nombres premiers inférieurs àN

À chaque fois que l"on trouve un

nombre premierA, on le met dans la listeL2et l"on remplace tous les mul- tiples deAdans la listeL1par un 0 (re- vient à rayer tous ces multiples)

On trouve le nombre premier suivant

A, en prenant dans la listeL1le nombre

suivant non nul

Avec la Ti, pour visualiser la listeL2

faire :...puis "edit"

Variables:N,I,A,M,P,Qentiers

L

1,L2listes

Entrées et initialisation

LireN

Effacer listeL1

Effacer listeL2

pourI de 2 à N *faire

I→L1(I)

fin

2→A

0→P

Traitement

tant queA?Nfaire tant queL1(A) =0faire

A+1→A

fin siA?Nalors

P+1→P

L

1(A)→L2(P)

E?N A? →Q fin pourI de 1 à Qfaire

A?I→M

0→L1(M)

fin fin

Sorties: AfficherP,L2

*Pour les TI faire : Ide 1 àN+1.

De plus comme les listes sont limitées, ren-

trer un nombre N inférieur à 999

PAUL MILAN4TERMINALE S SPÉ

1. DÉFINITION ET PROPRIÉTÉS IMMÉDIATES

1.5 Nombres de Mersenne

On appelle nombres de Mersenne, les nombresMnde la forme : M n=2n-1 avecn?N*

1) Calculons les 6 premiers nombres de Mersenne :

M

1=2-1=1

M

2=4-1=3

M

3=8-1=7

M

4=16-1=15

M

5=32-1=31

M

6=64-1=63

On constate que pour lesnégaux à 2, 3, 5, les nombres de Mersenne sont premiers. Est-ce que sinest premier,Mnest premier? Cela permettrait de connaître un nombre premier aussi grand que l"on souhaite. Remarque :Actuellement (janvier 2013) le plus grand nombre premier trouvé (nombre de Mersenne) est : 2

57 885 161-1 qui possède 17 425 170 chiffres!

2) Montrons que sinn"est pas premier alorsMnne l"est pas non plus.

On rappelle la factorisation standard :

x n-1= (x-1)(xn-1+xn-2+···+x+1) Sinn"est pas premier, alors il existed, diviseur propre dentel que : n=dqavecq>1

Factorisons alorsMn:

M n=2n-1 = (2d)q-1 carn=dq = (2d-1)[(2d)q-1+ (2d)q-2+···+2d+1] donc 2 d-1 est un diviseur propre deMnet doncMnn"est pas premier. Conclusion :Sinn"est pas premier alorsMnne l"est pas non plus.

On peut aussi utiliser la contraposée :

SiMnest premier alorsnl"est également.

3) La réciproque est-elle vraie?

Malheureusement la réciproque est fausse, ce qui met à mal une formule per- mettant de trouver un nombre premier aussi grand que l"on souhaite. En effet sin=11 alorsM11=211-1=2 047 or 2 047=23×89. M

11n"est pas premier mais 11 l"est.

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TABLE DES MATIÈRES

2 Divisibilité et nombres premiers

2.1 Théorème de Gauss et nombres premiers

Les résultats qui suivent ne sont que des reformulations du théorème de Gauss et de ses conséquences dans le cas particulier des nombres premiers. Théorème 3 :Un nombre premier divise un produit de facteurs si, et seulement si, il divise l"un de ces facteurs.

Sipdiviseab?pdiviseaoupdiviseb

En particulier, sippremier divise une puissanceak, alors nécessairementpdivise a, d"où découle quepkdiviseak.

2.2 Conséquences

•Si un nombre premierpdivise un produit de facteurs premiers, alorspest l"un de ces facteurs premiers •Soitp1,p2,...,pkdes nombres premiers distincts etα1,α2,...,αkdes entiers na- turels non nuls. Si, pour touti?{1,2,...,k},pαiidivise un entiernalors le produitpα11pα22...pαkkdivise aussi l"entiern.

3 Décomposition, diviseurs d"un entier

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