Conjectures célèbres en mathématiques

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Questions and Answers

Quel est le rôle d'une conjecture dans le processus mathématique?

  • C'est un résultat mathématique déjà prouvé.
  • C'est une affirmation démontrée.
  • C'est une définition mathématique universelle.
  • C'est un énoncé raisonnable proposé comme candidat à la démonstration. (correct)

Quelle affirmation résume la conjecture de Goldbach?

  • Tous les entiers sont des nombres parfaits.
  • Tout nombre impair est la somme de deux nombres premiers.
  • Tous les nombres premiers sont impairs.
  • Tout entier pair est la somme de deux nombres premiers. (correct)

Qui a proposé la conjecture de Goldbach?

  • Euclide.
  • Goldbach. (correct)
  • Vinogradov.
  • Polya.

Quel progrès a été fait par Vinogradov par rapport à la conjecture de Goldbach?

<p>Il a montré que tout nombre impair supérieur à une certaine valeur est la somme de trois nombres premiers. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment un nombre est-il qualifié de parfait selon l'Antiquité grecque?

<p>Il est égal à la somme de ses diviseurs propres. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle conjecture a été réfutée par une découverte au Moyen Âge concernant les nombres parfaits?

<p>Le nième nombre parfait s'écrit avec des chiffres pairs. (D)</p> Signup and view all the answers

Selon les conjectures sur les nombres parfaits, comment se terminent les nombres parfaits pairs?

<p>Ils se terminent alternativement par 4 et 6. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle limite est importante pour vérifier les propriétés des conjectures?

<p>Une borne supérieure raisonnable. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel mathématicien a réfuté l'affirmation de Fermat en montrant qu'un de ses nombres a un diviseur ?

<p>Euler (D)</p> Signup and view all the answers

Quel événement a eu lieu en 1880 concernant les nombres de Fermat ?

<p>Landry a montré qu'un nombre de Fermat était composé. (D)</p> Signup and view all the answers

Que pensait E. Lucas sur un nombre de Fermat ?

<p>Il a estimé qu'il était très grand. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle conjecture a été faite concernant la primalité des nombres de Fermat ?

<p>Il existe une infinité de nombres premiers de Fermat. (B)</p> Signup and view all the answers

Qui a établi que tout nombre parfait pair est de la forme $2^{p-1}(2^p - 1)$, où $2^p - 1$ est premier ?

<p>Euler (C)</p> Signup and view all the answers

Quel nombre a été trouvé par Landry comme étant composé ?

<p>Un nombre de Fermat écrit avec 20 chiffres. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'observation faite par Gauss sur la distribution des nombres premiers ?

<p>Il y a une irrégularité dans leur distribution. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la caractéristique d'un nombre abondant ?

<p>La somme de ses diviseurs propres est supérieure à lui-même. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel était le point de vue de Nicomaque sur les nombres parfaits ?

<p>Tous les nombres parfaits sont pairs. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet de la croissance exponentielle des nombres de Fermat sur leurs vérifications ?

<p>Cela augmente la difficulté de prouver leur primalité. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle a été la conclusion sur le nombre de Fermat avec 78 chiffres ?

<p>Il est non premier. (D)</p> Signup and view all the answers

Un nombre déficient est défini comme un entier dont la somme de ses diviseurs propres est :

<p>inférieure à lui-même. (A)</p> Signup and view all the answers

Quels chiffres sont nécessaires pour qu'un nombre parfait impair existe selon les conjectures actuelles ?

<p>Au moins 160 chiffres. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel type de théorème a été proposé par Fermat concernant les nombres de la forme $2^{2^n} + 1$ ?

<p>Ils sont toujours premiers pour chaque entier $n$. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle conjecture est liée à l'existence des nombres parfaits impairs ?

<p>Les nombres parfaits impairs n'existent pas. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la nature d'un nombre parfait selon la définition fournie ?

<p>Il est équilibré entre un nombre abondant et un nombre déficient. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel mathématicien français a proposé une approximation empirique du nombre de nombres premiers autour de 1785 ?

<p>Legendre (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la conjecture formulée par Gauss concernant le nombre de nombres premiers ?

<p>La quantité augmente approximativement de 2.3 lorsqu'on passe d'une puissance de 10 à la suivante. (D)</p> Signup and view all the answers

En quelle année Tchebyshev a-t-il établi l'existence de constantes positives associées aux nombres premiers ?

<p>1850 (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le théorème des nombres premiers ?

<p>Il décrit la loi de raréfaction des nombres premiers. (D)</p> Signup and view all the answers

Qui a fourni une démonstration arithmétique du théorème des nombres premiers en 1948 ?

<p>Erdos et Selberg (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal résultat de la conjecture de Gauss ?

<p>La densité des nombres premiers tend vers zéro à l'infini. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel mathématicien a démontré le théorème des nombres premiers simultanément avec Hadamard ?

<p>La Vallé-Poussin (C)</p> Signup and view all the answers

Quel était le niveau acceptable d'erreur relative estimé par Legendre pour son approximation ?

<p>Inférieure à 1.5% (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Qu'est-ce qu'une conjecture ?

Une conjecture est une affirmation qui est considérée comme vraie par le mathématicien qui la propose, mais qui n'a pas encore été prouvée.

Conjecture de Goldbach

La conjecture de Goldbach stipule que tout entier pair supérieur à 2 peut être écrit comme la somme de deux nombres premiers.

Théorème de Vinogradov

Vinogradov a démontré que tout nombre impair suffisamment grand peut être écrit comme la somme de trois nombres premiers.

Qu'est-ce qu'un nombre parfait ?

Un nombre parfait est un nombre entier qui est égal à la somme de ses diviseurs propres.

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Conjecture sur les nombres parfaits pairs

Il a été conjecturé que les nombres parfaits pairs se terminent alternativement par 6 et 8.

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Conjecture du nombre de chiffres des nombres parfaits

Le nième nombre parfait s'écrit avec n chiffres.

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Impact des découvertes sur les conjectures

La découverte de nouveaux nombres parfaits a conduit à la révision de certaines conjectures. Par exemple, la découverte de a montré que les nombres parfaits pairs ne se terminent pas toujours par 6 ou 8.

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Théorème d'Euler sur les nombres parfaits pairs

Tout nombre parfait pair peut être écrit sous la forme 2^(p-1)(2^p-1) où p est un nombre premier.

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Nombre abondant

Un entier naturel dont la somme de ses diviseurs propres est supérieure à lui-même.

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Nombre déficient

Un entier naturel dont la somme de ses diviseurs propres est inférieure à lui-même.

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Nombre parfait

Un entier naturel dont la somme de ses diviseurs propres est égale à lui-même.

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Conjecture sur l'existence des nombres parfaits impairs

La conjecture qui dit qu'il n'existe pas de nombres parfaits impairs.

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Nombres de Fermat

Les nombres de la forme 2^(2^n) + 1, où n est un entier naturel.

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Observation de Fermat sur les nombres de Fermat

Fermat a observé que les premiers nombres de Fermat (pour n=0,1,2,3,4) étaient tous premiers.

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Conjecture de Fermat sur les nombres de Fermat

La conjecture de Fermat stipule que tous les nombres de Fermat sont premiers.

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Qu'est-ce qu'un nombre de Fermat ?

Un nombre de Fermat est un nombre entier de la forme 2^2^n + 1, où n est un entier naturel.

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Quelle est la conjecture de Fermat sur les nombres de Fermat ?

Pierre de Fermat a affirmé que tous les nombres de Fermat sont des nombres premiers. Cependant, Euler a réfuté cette affirmation en démontrant que le cinquième nombre de Fermat (2^2^4 + 1) n'est pas premier.

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Quel est le premier nombre de Fermat qui n'est pas premier ?

Le 5e nombre de Fermat, 2^2^4 + 1, possède un diviseur : 641.

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Comment la distribution des nombres premiers est-elle décrite?

La distribution des nombres premiers semble irrégulière, mais il est possible qu'il existe un ordre subtil qui régit leur répartition.

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Donnez un exemple qui illustre la distribution irrégulière des nombres premiers.

Il n'y a pas de nombre premier entre 114 et 126, mais cinq entre 97 et 109.

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Quelle question clé se posent les mathématiciens au sujet des nombres premiers?

C'est une question mathématique qui a longtemps intrigué les mathématiciens : existe-t-il un ordre subtil dans la distribution des nombres premiers?

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Quel aspect de la distribution des nombres premiers est bien compris?

La rareté des nombres premiers est un phénomène qui est actuellement bien compris.

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Comment Gauss a-t-il étudié la distribution des nombres premiers?

Gauss a mené des recherches sur la distribution des nombres premiers en effectuant des calculs et en observant les résultats.

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Fonction pi(n)

Le nombre de nombres premiers ne dépassant pas un entier n.

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Approximation de pi(n)

Une formule qui permet d'approcher le nombre de nombres premiers jusqu'à un certain entier.

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Théorème des nombres premiers

Conjecture de Gauss affirmant que le rapport du nombre de nombres premiers inférieur à n et n/ln(n) tend vers 1 lorsque n tend vers l'infini.

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Approximation de Legendre

L'approximation de Legendre sur pi(n), qui compare le nombre de nombres premiers à n avec n/ln(n).

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Loi de raréfaction des nombres premiers

Un théorème qui stipule que la densité des nombres premiers tend vers zéro à l'infini.

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Théorème de Tchebyshev

Un résultat démontré par Tchebyshev qui donne des bornes pour la fonction pi(n) à l'aide de constantes positives.

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Démonstration d'Hadamard et de La Vallé-Poussin

Démonstration du théorème des nombres premiers par Hadamard et La Vallé-Poussin utilisant des outils d'analyse complexe.

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Démonstration d'Erdos et de Selberg

Démonstration du théorème des nombres premiers par Erdos et Selberg utilisant des méthodes arithmétiques.

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Study Notes

Conjectures Célèbres

  • Une conjecture est une affirmation raisonnable proposée comme un candidat à une démonstration mathématique.
  • Les conjectures sont fondamentales dans les mathématiques, car elles stimulent la recherche et la compréhension.
  • Un domaine où les conjectures "fleurissent" est la théorie des nombres.

Conjecture de Goldbach

  • Goldbach a conjecturé en 1742 que tout entier pair supérieur à 2 peut s'écrire comme la somme de deux nombres premiers.
  • Cette conjecture est un problème ouvert, malgré des progrès significatifs réalisés.
  • Une avancée notable a été obtenue par Vinogradov qui a montré qu'il existe un nombre supérieur à un certain seuil tel que tout nombre impair plus grand que ce seuil est la somme de trois nombres premiers.

Les Nombres Parfaits

  • Un nombre parfait est un nombre entier égal à la somme de ses diviseurs propres (exclus du nombre lui-même).
  • Les grecs ont découvert quatre nombres parfaits (6, 28, 496, 8 128).
  • Les nombres parfaits pairs se terminent alternativement par 6 et 8.
  • Euler a démontré que tout nombre parfait pair peut s'écrire sous la forme 2(p-1)(2p-1) où 2p–1 est un nombre premier.

Les Nombres de Fermat

  • Fermat a conjecturé que les nombres de la forme 22n + 1 (où n est un entier non négatif) sont premiers pour n = 0, 1, 2, 3 et 4.
  • Euler a démontré que le cinquième nombre de Fermat (F5) n'est pas premier.
  • Actuellement, on conjecture que la plupart des nombres de Fermat ne sont pas premiers.

Distribution des Nombres Premiers

  • La distribution des nombres premiers est irrégulière.
  • Gauss a conjecturé que le nombre de nombres premiers inférieurs à un certain seuil est approximativement égal au seuil divisé par le logarithme du seuil.
  • Legendre et Tchebychev ont plus tard démontré cette conjecture, qui est connue aujourd'hui comme le théorème des nombres premiers.
  • Le théorème des nombres premiers établit la loi de raréfaction des nombres premiers : la densité des nombres premiers tend vers zéro lorsque les nombres augmentent.

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