NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Théorie des Nombres

 

Débutants

Général

Théorème fondamental
de l’ARITHMÉTIQUE

 

Glossaire

Diviseurs

 

 

INDEX

 

Sommaire

Démonstration

Propriétés

Factorielles

 

Sommaire de cette page

>>> Produit

>>> PGCD, PPCM

>>> Divisibilité

>>> Carrés et puissances

>>> Nombres sans facteurs carrés

>>> Nombres plénipotents

>>> Nombres d'Achille

>>> Puissance de 2 et autres

 

 

 

 

THÉORÈME FONDAMENTAL DE L’ARITHMÉTIQUE

PROPRIÉTÉS

 

Quelques propriétés directement induites par ce théorème.
Définition des nombres simples et nombres plénipotents.

 

 

 

 

 

PRODUIT

 

*    Soit trois nombres et leur décomposition en facteurs:


*    Si  c = a . b
 

*    Si  c = a / b

 

 

Exemples numériques

 

*    Multiplication
=> somme des exposants.

 

*    Division
=> différence des exposants

 

 

       882 = 21 . 32 . 50 . 72

         15 = 20 . 31 . 51 . 70

       180 = 22 . 32 . 51 . 70

2 381 400 = 23 . 35 . 52 . 72

 

 

180 = 22 . 32 . 51

  15 = 20 . 31 . 51

  12 = 22 . 31 . 50

 

 

 

PGCD, PPCM

 

*    Plus grand commun diviseur (PGCD).

 

*    Plus petit commun multiple (PPCM).


Exemples numériques

 

 

         120 = 23 . 31 . 51

         180 = 22 . 32 . 51

(15, 180) = 22 . 31 . 51

              = 60

 

         120 = 23 . 31 . 51

         180 = 22 . 32 . 51

[15, 180] = 23 . 32 . 51

              = 360

 

 

 

DIVISIBILITÉ

 

*    Un nombre b est divisible par un nombre a si et seulement si les exposants de a sont inférieurs ou égaux à ceux de b.


 

Exemples numériques

 

 

Divisible

180 = 22 . 32 . 51

  15 = 20 . 31 . 51

 

Non divisible

180 = 22 . 32 . 51

120 = 23 . 31 . 51

 

 

 

CARRÉS et PUISSANCES – Définition

 

*    Nombre n égal au produit d'un entier a par lui-même.

n = a²

       25 = 5²

 

*    Un nombre est un carré si et seulement si tous les exposants sont pairs.

n =  p 2. k

19 600 = 24 . 30 . 52 . 72

             = 140²

 

*    Un nombre n est une puissance m si et seulement si les exposants sont des multiples de m.

n =  p m.k

100 000 = 25 . 30 . 55 . 70

                = (2 . 5)5

Voir Nombres carrés

 

 

 

Nombres sans facteur carré (square-free numbers)

 

*    Nombres dont les exposants significatifs sont seulement des uns.

*    Nombre non divisible par un carré. L'identification de ce type de nombres est utile dans la théorie des nombres.

 

nS =  p a

 

Avec  = {0,1}

       6 =   2 .  3

    105 =   3 .  5 .   7

 3 289 = 11 . 13 . 23

 

Square-free numbers

We say that a is square-free if 1 is the largest square dividing a.

Thus a is square-free if and only if the exponents  take only the value 0 and 1.

 

*    Il existe une infinité de ces nombres.

1, 2, 3, 5, 6, 7, 10, 11, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 21 …

 

*    Tout nombre est le produit d'un carré par un nombre sans facteur carré.

 

n = a² . ns

12 = 2².  3

13 = 1 . 13

14 = 1 . 14

60 = 2². 15

Voir  Nombres sans facteur carré / Nom des nombres / Nombres simples / Nombres homogènes 

 

 

Nombres plénipotents ou puissants

(powerful numbers or squarefull numbers)

 

Nombres qui n'a pas d'exposant inférieur à 2.

Le produit de nombres plénipotents est aussi un plénipotent.

 

nS =  p a

 

Avec  > 1

       108 =   22 .  33

  10 575 =   32 .  52 .   72

136 125 =   32 .  53 .   112

 

Un nombre n est plénipotent si, pour tout nombre premier p qui divise n, son carré divise aussi n.

 

Si pour tout p n

Nous avonsn

Alors n est plénipotent

2 et 3 sont les facteurs premiers de 108

22 │108

32 │108

108 est plénipotent

 

Powerful numbers

A positive integer N is called powerful if p² │N whenever p  │N.

An integer N is powerful if and only if N can be expressed in the form N = m2 . n3
where m and n are positive integers.

 

 

Les premiers nombres puissant.

4, 8, 9, 16, 25, 27, 32, 36, 49, 64, 72, 81, 100, 108, 121, 125, 128, 144 …

Heath-Brown a montré en 1988 que tout nombre naturel suffisamment grand est la somme d'au plus trois nombres puissants. Le plus grand nombre qui n’est pas la somme de trois nombres puissants est probablement 119.

118 = 32 + 32 + 10²  = 33 + 33 + 26

119 = /

120 = 22 + 23 + 22∙33 = 22 + 24 + 102 =   22 + 25 + 23∙32

Partition en somme de deux nombres puissants distincts.

Même autour de 100 000, il existe des trous.

99 997 = 53∙112 + 23∙1032

99 998 = /

99 999 = /

100 000 = 122 + 24∙792

 

Tout nombre plénipotent est le produit d'un carré et d'un cube.

N = m2 . n3

 

63 504 000 = 27 . 34 . 53 . 72

= (24 . 34 . 50 . 72) ( 23 . 30 . 53 . 70)

= (22 . 32 . 7)2       ( 2 . 5)3

= (22 . 32 . 7)2       ( 2 . 5)3

=     2522      .         103

 

Voir  Nombres 2-puissants et 3-puissants / Nombres puissants au bac / Table /

Nom des nombres / Nombres plénipotents / Nombres riches 

 

 

Nombres d'Achille

 

*    Un nombre plénipotent, non puissance exacte, est un nombre de Achille. Le plus petit est 72 = 23 x 32 et le suivant est 108 = 22 x 33.

 

Liste: 72, 108, 200, 288, 392, 432, 500, 648, 675, 800, 864, 968, 972, 1125, 1152, 1323, 1352, 1372, 1568, 1800, 1944, 2000, 2312, 2592, 2700, 2888, 3087, 3200, 3267, 3456, 3528, 3872, 3888, 4000, 4232, 4500, 4563, 4608, 5000 ...

 

Voir Nombres d’Achille – Développements

 

 

 

 

PUISSANCE DE DEUX et autres

 

*    Tout nombre est égal au produit d'une puissance de 2 et d'un nombre impair.

 

n = 2k . m

 

Avec m impair

et      k  0

       3 = 20 . 3

   176 = 24 . 11

1 936 = 24 . 121

3 360 = 25 . 105

 

*    Tout nombre n est le produit unique a.b d'un nombre simple a  et d'un carré b.
b
est alors le plus grand carré divisant n.

 

n = a . b

 

Avec a simple

Et     b = x²

20 580 = 22 . 3 . 5 . 73
 = (20 . 31 . 51 . 71 ) (22 . 30 . 50 . 72)

 =          105          .         14²

 

 

 

 

Suite

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*         Conjecture ABC

*         Théorème fondamental de l'arithmétique - introduction

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Voir

*         Nombres et leurs facteurs

*         Facteurs et diviseurs

*         Facteurs / diviseurs

*         Nombres composés

*         Nom des nombres

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