Un nombre parfait est un nombre dont la somme de ses diviseurs propres est nous sommes posé le problème de l'admission du nombre 1 dans la liste des
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Un nombre parfait est un nombre dont la somme de ses diviseurs propres est nous sommes posé le problème de l'admission du nombre 1 dans la liste des
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= 2q puisqu'il est pair (q est un entier), donc m(n) = q entier C'est la proposition 3 Liste des premiers nombres à moyenne harmonique entière : 1, 6, 28, 140, 270,
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Les Nombres Parfaits.Les Nombres Parfaits.Les Nombres Parfaits.Les Nombres Parfaits. Agathe CAGE, Matthieu CABAUSSEL, David LABROUSSE (2
Agathe CAGE, Matthieu CABAUSSEL, David LABROUSSE (2Agathe CAGE, Matthieu CABAUSSEL, David LABROUSSE (2Agathe CAGE, Matthieu CABAUSSEL, David LABROUSSE (2
ndendendendeLycée MONTAIGNE BORDEAUX) Lycée MONTAIGNE BORDEAUX) Lycée MONTAIGNE BORDEAUX) Lycée MONTAIGNE BORDEAUX)
et Alexandre DEVERT , Pierre Damien DESSARPS (TS Lycée SUD MEDOC LETAILLAN MEDOC)et Alexandre DEVERT , Pierre Damien DESSARPS (TS Lycée SUD MEDOC LETAILLAN MEDOC)et Alexandre DEVERT , Pierre Damien DESSARPS (TS Lycée SUD MEDOC LETAILLAN MEDOC)et Alexandre DEVERT , Pierre Damien DESSARPS (TS Lycée SUD MEDOC LETAILLAN MEDOC)
La première partie est l'étude faite par trois élèves de seconde.La première partie est l'étude faite par trois élèves de seconde.La première partie est l'étude faite par trois élèves de seconde.La première partie est l'étude faite par trois élèves de seconde.
LaLa La La deuxième partie ,qui complète "
deuxième partie ,qui complète "deuxième partie ,qui complète "deuxième partie ,qui complète "
parfaitement parfaitementparfaitementparfaitement » la première a été rédigée par les élèves de TS.» la première a été rédigée par les élèves de TS.» la première a été rédigée par les élèves de TS.» la première a été rédigée par les élèves de TS.
PARTIE 1
PARTIE 1PARTIE 1PARTIE 1
Un nombre parfait est un nombre dont la somme de ses diviseurs propres est égaleUn nombre parfait est un nombre dont la somme de ses diviseurs propres est égale Un nombre parfait est un nombre dont la somme de ses diviseurs propres est égale Un nombre parfait est un nombre dont la somme de ses diviseurs propres est égale
à ce nombre, ou, sous une autre formulation, un nombre dont la somme dà ce nombre, ou, sous une autre formulation, un nombre dont la somme dà ce nombre, ou, sous une autre formulation, un nombre dont la somme dà ce nombre, ou, sous une autre formulation, un nombre dont la somme de ses diviseurs
e ses diviseurs e ses diviseurs e ses diviseurs est égale à deux fois ce nombre.est égale à deux fois ce nombre.est égale à deux fois ce nombre.est égale à deux fois ce nombre.
Pour mieux comprendre, prenons le premier nombre parfait : 6. Par la première formulation, on peut dire que 6=1+2+3. Et par la deuxième formulation , on aégalement que 12= 2x6 =1+2+3+6.
Nous avons remarqué,en faisant de nombreux essais que les nombres parfaits nombres parfaitsnombres parfaitsnombres parfaits pairs semblaient s'écrire sous lapairs semblaient s'écrire sous la pairs semblaient s'écrire sous la pairs semblaient s'écrire sous la
forme formeformeforme 2 222nnnn . P, avec P nombre premier, . P, avec P nombre premier,. P, avec P nombre premier,. P, avec P nombre premier, et que P est de la forme 2 et que P est de la forme 2et que P est de la forme 2et que P est de la forme 2n+1 n+1n+1n+1 ---1, avec n+1 premier.
1, avec n+1 premier.1, avec n+1 premier.1, avec n+1 premier.
Les sept premiers nombres parfaits pairs sont :
6666 = 2x3 = 1+2+3
avec n=1 6 = 2 1 (2 2 -1) 28282828 = 4x7 = 1+2+4+7+14
avec n=2 28=22(2 3 -1) 496
496496496 = 16x31 = 1+2+4+8+16+31+62+124+248
avec n=4 496=24 (2 5 -1) 8 128
8 1288 1288 128 = 64 x 127 = 1+2+4+8+16+32+64+127+254+508+1 016+2 032+4 046
avec n=68 128 = 2
6 (2 7 -1)33 550 336
33 550 33633 550 336
33 550 336 = 4 096 x 8 191
avec n=1233 550 336 = 212
(2 13 -1)8 589 869 056
8 589 869 0568 589 869 0568 589 869 056 = 65 536 x 131 071
avec n=168 589 869 056 = 2
16 (2 17 -1)137 438 691 328
137 438 691 328137 438 691 328137 438 691 328 = 262 144 x 524 287
avec n=18137 438 690 328 = 2
18 (2 19 -1)Maintenant, nous allons démontrer :
1)Si P est premier et 2
nP parfait, alors P=2
n+1 -12)Si 2
n+1 -1 est premier, alors n+1 est premier.1)Si P est premier et 21)Si P est premier et 21)Si P est premier et 21)Si P est premier et 2
nnnn P parfait, alors P=2P parfait, alors P=2P parfait, alors P=2P parfait, alors P=2 n+1n+1n+1n+1 ----1111Démonstration :
On écrit la somme des diviseurs propres de 2
n P :P+2P+2
2 P+2 3 P+2 4P+....+ 2
n-1 P+2 0 +2 1 +2 2 +2 3 +2 4 +....+2 nOr nous savons:
(X-1) (1+X+X 2 +X 3 +X 4 +.....X n ) = ( X n+1 -1)Donc après avoir mis P en facteur on obtient:
P(2 n -1) = P(1+2+2 2 +2 3 +2 4 +2 n-1 2 n+1 -1 = 1+2+2 2 +2 3 +2 4 +2 nDonc, la somme des diviseurs propres de 2
nP vaut :
P(2 n -1)+2 n+1 -1Puisque 2
nP est parfait, on a :
P(2 n -1)+2 n+1 -1=2 nP ce qui nous donne :
P=2 n+1 -1.Donc :
2222nnnn
P = 2P = 2P = 2P = 2
nnnn (2(2(2(2 n+1n+1n+1n+1 ----1)1)1)1)2)Si 22)Si 22)Si 22)Si 2
n+1n+1n+1n+1----1 est premier, alors n+1 est premier.1 est premier, alors n+1 est premier.1 est premier, alors n+1 est premier.1 est premier, alors n+1 est premier.
Nous allons ici raisonner par l'absurde.
Si n+1 non premier, cela implique que n+1= ab, avec a>1 et b>1En utilisant la règle de factorisation (X
b -1) = (X-1)(X 0 +X 1 +X 2 +...+X b-1 nous avons en prenant X=2 a : 2 ab -1=2 n+1 -1=(2 a -1)(1+2 a +...+(2 a b-1 (2 a -1) est un entier ; (1+2 a +...+(2 a b-1 ) est un entier.Donc (2
a -1)(1+2 a +...+(2 a b-1 ) est un produit de deux entiersDonc (2
a -1)(1+2 a +...+(2 a b-1 ) n'est pas premierDonc (2
n+1 -1) n'est pas premierEn conclusion :
Si 2Si 2Si 2Si 2
n+1n+1n+1n+1----1 premier, on a n+1 premier.1 premier, on a n+1 premier.1 premier, on a n+1 premier.1 premier, on a n+1 premier.
Mais si n+1 premier, 2
Mais si n+1 premier, 2Mais si n+1 premier, 2Mais si n+1 premier, 2 n+1n+1n+1n+1----1 n'est pas forcement premier.1 n'est pas forcement premier.1 n'est pas forcement premier.1 n'est pas forcement premier.