Théorème fondamental de l'arithmétique

Bonjour

Le théorème fondamental de l'arithmétique dit que tout entier naturel $n\geq 1$ s'écrit de manière unique à l'ordre près sous la forme $n=p_1^{\alpha_1}\ldots p_k^{\alpha_k}$ avec les $p_i$ des nombres premiers distincts et les $\alpha_i\in\mathbb N^*$.

Dans la démonstration de l'existence par récurrence, je ne comprends pas bien pourquoi c'est vrai au rang $n=1$. Je sais que le produit de la famille vide vaut $1$ mais mon soucis c'est que dans la famille vide il n'y a pas de nombre premier donc on a $1$ qui est le produit de zéro nombre premier, du coup j'ai du mal à comprendre.

Réponses

  • C'est juste une histoire de notations, si ça te gêne, initialise à $2$, ça ne change rien !
  • Je comprends la démonstration de l'hérédité, j'aimerais juste comprendre pourquoi ça marche aussi au rang $1$. Justement, pourquoi est ce que les éléments de la famille vide sont des nombres premiers ?
  • Ce qui compte c'est qu'il existe une partie $S \subset \mathcal P$, où $\mathcal P$ est l'ensemble des nombres premiers, telle que $$n = \prod_{p \in S} p^{\alpha(n)},$$ où $\alpha : S \to \mathbb N$. Comme $\emptyset \subset \mathcal P$, ça marche aussi pour $n=1$. Encore une fois ça n'a aucune importance, c'est juste une histoire de cohérence, mais l'essence même du théorème apparaît à partir de $2$.
  • D'une manière générale, le produit d'une liste VIDE vaut $1$ dans tout ensemble $E$ muni d'une opération binaire $*$ associative avec élément neutre $1$. Ce n'est pas vraiment un théorème, c'est juste la seule manière de rendre morphique l'opération de $(Listes, concat)\to (E,*)$ quand on met la "liste vide" dans l'ensemble $Listes$.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Ah j'ai compris. En fait, la famille vide est constituée de nombres premiers, mais aussi de nombres non premiers, mais aussi de nombres multiples de 99999999, etc B-)
  • Il n'y a pas que la récurrence pour montrer l'existence de la décomposition primaire. D'ailleurs, quand on généralise le cadre, c'est assez rarement la récurrence que l'on utilise pour montrer l'existence de la décomposition en idéaux premiers d'un idéal entier non nul de l'anneau des entiers d'un corps de nombres.
  • @NdT: d'accord, que si on met des propriétés suffisantes sur l'anneau, on n'a "évidemment" plus besoin de rien, puisqu'on a déjà mis "des hypothèses qui vont faire marcher le truc". Par contre, quand "on ne choisit pas l'anneau", je pense que c'est bien parce qu'on "a affaire à IN" (et ses potes***) que les choses marchent et IN c'est bien la partie de blabla qui vérifie la récurrence (du second ordre si tu veux).

    Pour le dire autrement, un semi-anneau totalement ordonné comme IN quelconque n'offre pas grand chose (pas de noethérianité, etc).

    Par contre, c'est vrai que les preuves sont indirectes, par exemple :-D on ne prouve pas la décomposition thématique de ce fil en passant "naivement" de n à n+1, peut-être est-ce ça que tu voulais dire?

    *** les "corps de nombres" (définis à partir de IN).
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