Nombre premier de Ramanujan
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En mathématiques, un nombre premier de Ramanujan est un nombre premier qui satisfait un résultat démontré par Srinivasa Ramanujan relatif à la fonction de compte des nombres premiers.
En 1919, Ramanujan publia une nouvelle démonstration[1] du postulat de Bertrand qui, dit-il, fut d'abord démontré par Tchebychev. À la fin des deux pages publiées, Ramanujan déduisit un résultat généralisé, qui est :
- ;
en particulier :
où est la fonction de compte des nombres premiers, qui est le nombre de nombres premiers inférieurs ou égaux à x.
L'expression de ce résultat est la définition des nombres premiers de Ramanujan, et les nombres 2, 11, 17, 29, 41 sont les plus petits entiers conformes à cette définition. Autrement dit :
- Le n-ième premier de Ramanujan est l'entier Rn le plus petit à satisfaire la condition :
- pour tout x ≥ Rn[2].
Une autre façon de formuler ce résultat est :
- Les nombres premiers de Ramanujan sont les entiers Rn les plus petits à garantir qu'il y a (au moins) n premiers dans ]x/2, x] pour tout x ≥ Rn.
Puisque Rn est le plus petit entier conforme à ces conditions, il doit être premier. En effet :
- Pour tout entier m fixé, pour tout ]x/2, x] contient les mêmes entiers ; donc Or donc doit contenir plus de premiers que Mais il ne peut en contenir qu'un de plus : ce ne peut être que Rn.
Conséquence :
Par exemple, le nombre de nombres premiers dans ]6,5 ; 13] est trois (ce sont 7, 11, 13). Mais 13 n'est pas le troisième nombre de Ramanujan, car dans ]8 ; 16], il n'y a que deux nombres premiers (ce sont 11, 13). Ce n'est qu'à partir de 17 qu'il y a toujours au moins trois nombres premiers dans ]x/2, x], donc R3 = 17.
Liste de nombres premiers de Ramanujan
Les plus petits termes de la suite des nombres premiers de Ramanujan sont :