Facteurs premiers de nombre de Mersenne

Bonjour
C’est peut-être élémentaire mais excusez du peu car je ne suis pas spécialiste en la matière. En effet, il s’agit de prouver ce qui suit.

Soit $p\geqslant 5$ un nombre premier et $k\in \mathbb{N}^{*}$. On pose $M_{k\cdot p}=(2^{k\cdot p}-1)$ et $M_{p}=\left(2^{p}-1\right)$. Si $k\geqslant 3$ alors $M_{k\cdot p}$ possède au moins un facteur premier $n_{p} > M_{p}$.

J’ai besoin d’indications pour la démonstration.
Cordialement.

Réponses

  • Il me semble que $p = 17$, $k = 3$ est un contre-exemple: On a $2^{3 \cdot 17}-1 = (2^{17}-1) \cdot 7 \cdot 103 \cdot 2143 \cdot 11119$, et les facteurs sont tous $\le 2^{17}-1 = 131071$.
  • Absolument ce contre-exemple a marché parce que je me suis trompé dans le report de l'énoncé. Le problème a été initialement posé avec $k=\varphi(p)$, où $\varphi(x)$ désigne l'indicateur d'Euler de l'entier naturel $x\geqslant 2$.

    Très bonne remarque !
  • Bonjour,

    Sauf erreur, lorsque $p$ est premier, son indicatrice d'Euler est tout simplement $p-1$.
    Conjectures-tu que blabla ou tentes-tu de résoudre un problème dont la solution est connue par d'autre(s) que toi?
  • @depasse. C'est un forum, et ici il y en a qui sont plus doués que d'autres, chacun dans son domaine. En ce qui me concerne, je ne suis pas un spécialiste en la matière, mais comme dans toute démarche de recherche, la matière s'est invitée dans le travail que je suis en train de faire. Par conséquent si tu as des indications, elles sont les bienvenues.
    Ceci dit, avec $p$ premier et donc $\varphi(p)=(p-1)$, alors $M_{\varphi(p)\cdot p} = (2^{(p-1)\cdot p}-1)$ possède au moins un facteur premier $m_{p}$ supérieur à $M_{p}=(2^{p}-1),\ (m_{p}>M_{p})$.

    Merci d'avance pour les contributions et très cordialement.
  • Bonjour

    Si j'ai bien compris le problème, j'ai bien dit si

    pour $p=2,3,5,7,p=12,...$
    $(2^{((p-1)\cdot p)}-1)mod(2^p-1)=0$

    Donc tu dois pourvoir écrit quelque chose de la forme $(2^p-1)\cdot(..)=2^{((p-1)\cdot p)}-1$

    Mes 3 centimes

    Cordialement remy
  • D'abord $p=12$ n'est pas un nombre premier, ensuite je ne vois le facteur premier $m_{p}$ qui est strictement supérieur à $M_{p}=(2^{p}-1)$.

    Cordialement.
  • Je sais,je l'ai fait exprès ces pas une erreur, tu peux étendre aux entiers non premier
    ton indicateur il sort dou ? Juste par curiosité .À froid cela ressemble de loin aux petit th de Fermat.


    https://fr.wikipedia.org/wiki/Petit_théorème_de_Fermat
  • @aumeunier : Le petit théorème de Fermat nous permet de dire que $M_{\varphi(p)\cdot p}=(2^{(p-1)\cdot p}-1)$ est divisible par $p^{2}$. Par conséquent, $p$ est un facteur premier de $M_{\varphi(p)\cdot p}$. Mais comme ce facteur premier n'est pas supérieur à $M_{p}=(2^{p}-1)$, alors il ne fait pas partie de ceux qu'on recherche ici.
  • Oui oui j'ai bien compris.

    $ (2^{((p-1)\cdot p)}-1)=(2^p-1)\cdot p ^2 \cdot (\ldots)$
    et cela que si $p$ est premier, perso rrive pas à faire mieux, pour l'instant d'autre pourrons peut-être ?

    Cela ne me dit toujours pas d'où sort ton indicateur ok, je n'insiste pas.
  • Bonjour

    @JRManda

    je trouverais correct que lorsque tu donnes un énoncé (en l'occurrence: "pour tout $p$ premier plus grand que $4$, $2^{p(p-1)}-1$ admet un diviseur premier plus grand que $2^p$") tu donnes en même temps à tes potentiels lecteurs l'origine de cet énoncé:
    selon que tu diras: " j'ai remarqué sur quelques exemples que...et je me demande si ce n'est pas toujours vrai" ou bien "j'ai trouvé dans un bouquin cette jolie proposition et je n'arrive pas à la prouver", tu te doutes que ton lecteur attaquera le problème différemment.
    Les histoires de spécialistes ou pas, de comparaison de niveau, n'ont rien à voir avec la choucroute.

    Cordialement
    Paul
  • Bonjour

    @depasse

    En effet, je suis en train de faire un travail sur une certaine classification des nombres premiers. Et à un certain niveau d'avancement des travaux, j'ai pu prouver que pour $p > 3$ un nombre premier, si un facteur premier $m_{p}$ du nombre de Mersenne $M_{\varphi(p)\cdot p}=(2^{p(p-1)}-1)$ est supérieur à $M_{p}=(2^{p}-1)$, alors ce facteur premier appartient à une classe bien définie. Et maintenant il ne me reste plus qu'à prouver l'existence d'un tel facteur premier. Les exemples marchent à tous les coups mais ce n'est pas encore une preuve. C'est pour cela que j'ai posté cet énoncé aux fins de profiter du partage d'expérience avec les autres membres de forum.

    Cordialement.
  • Bonjour

    Pour tout $p$ premier, tout diviseur premier de $2^{p(p-1)}-1$ plus grand que $2^p$ est congru à $1$ modulo $p(p-1)$.

    Est-ce là ta "classe bien définie"?

    Cordialement
  • msg supprimer par remy
    Donc si je pose le problème différemment avec p premier


    $2^{(p\cdot(p-1))}-1= 2^n-1$ en binaire j'ai bien $1,1,1,1,1,1,...,1$ donc un nombre $($ premier de Mersenne $)\cdot n$

    question pourquoi $n$ aurait un facteur plus grand que $(2^p-1)$ ,et je fais l'impasse sur le petit th de Fermat.
    perso vue la rareté des nombres premiers de Mersenne la démonstration ne me parait pas être évidente.
  • Bonjour,

    @depasse : Non, ce n'est pas de la congruence modulo $p(p-1)$ qu'il s'agit. Les facteurs premiers qui sont supérieurs à $M_{p}=(2^{p}-1)$ sont dans la classe des nombres premiers neutres. Pour un peu plus de "détails", se reporter à la discussion sur le sujet Couple de nombres premiers posté par moi-même.

    Cordialement.
  • Bingo tu as raison ,une psite a l’arrache,
    $2^{p\cdot(p-1))}-1= 2^m=2^p\cdot2^q$

    sauf que $2^n-1$ en binaire et de la forme $1,1,1,1,1,...,1$

    p=5 pour l'exemple $2^{4*5=20}$ ,$2^{2*10=20}$

    un entier premier avec 5 bit, de la forme $1,1,1,1,1$ par exemple $31$

    $2^{5\cdot(5-1))}-1=31\cdot(1+2^5+2^{10}+2^{15})$
    un autre exemple avec un entier premier avec 2 bit $1,1$ par exemple $3$

    $2^{5\cdot(5-1))}-1=3\cdot(1+2^2+2^4+2^6+2^8+2^{10}+...+2^{18})$
    donc il si existe un facteur premier plus grand que $(2^p-1) $ donc par exemple avec 6 bits
    aux hasard 41 il y a une histoire de décalage ou de retenue à voir, pour former une chaîne de caractères de la forme
    $1,1,1,1,1,...,1$

    il ne reste plus qu'a justifié la cuisine parce que pour info
    $2^{5\cdot(5-1))}-1=3\cdot5^2\cdot11\cdot31\cdot41$
    mes 3 centimes aller 4

    Cordialement remy
  • @aumeunier

    Dans la factorisation de $M_{4\cdot 5}=(2^{4\cdot 5}-1)=3\times 5^{2}\times 11\times 31\times 41$, tu viens de mettre en évidence un nombre premier neutre, à savoir $41 > M_{5}=(2^{5}-1)=31$. Là, tu peux être sûr que le sous-groupe $S_{2\cdot 41}$ de $(\mathbb{Z}/2\cdot 41 \mathbb{Z})^{\times}$ engendré par $s_{1}=(41+1)/2=21$ est un sous-groupe propre de $(\mathbb{Z}/2\cdot 41 \mathbb{Z})^{\times}$.

    On vérifie que $S_{2\cdot 41}=\{1, 5, 9, 21, 23, 25, 31, 33, 37, 39, 43, 45, 49, 51, 57, 59, 61, 73, 77, 81\}\subset (\mathbb{Z}/2\cdot 41 \mathbb{Z})^{\times}$. Et $S_{2\cdot 41}$ est d'ordre $20\neq \varphi(41)=40$.

    Cordialement.
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