Curseur des nombres premiers

Bonjour, je me suis encore et toujours posé une question, qui j'espère n'est pas débile.
Supposons que l'on fasse une case pour chaque entiers relatifs. On commence par le zéro et on prend les nombres premiers impairs un par un, et si on tombe sur "un ×4 +1" on va vers la droite et si on tombe sur un "×4+3" on va vers la gauche. Ma question est, est ce que notre curseur ira passera par tout les nombres ? Je ne sais pas... (Je ne sais comment bien expliquer...)
Et je me suis dit... que ce n'est encore pas assez intéressant donc on pourrait faire la même chose en 2D avec les "×8+n" et la question serait qu'elle est la proportion de cases remplies ? On peut se poser mille et une questions à ce sujet mais une autre question se pose, est-ce que la proportion varie en fonction de comment on décide que les ×8+n permettent d'aller en haut, en bas à droite ? Et on peut faire la même chose en 3D ! Est-on sur que le curseur reviendra au point de départ ?
J'ai donc créé ce fil pour discuter de ce curseur

PS : premier post de mon téléphone
Je suis donc je pense 

Réponses

  • Tu as de ces questions toi alors ! (:D

    La réponse est oui pour les $4n+1$ et $4n+3$, d'après un théorème de Littlewood datant de 1914. Avec des notations savantes, on a $$\pi(x;4,3)-\pi(x;4,1) = \Omega_{\pm}\left(x^{1/2} \frac{\log \log \log x}{\log x}\right).$$ Ici $\pi(x;q,a)$ est le nombre de nombres premiers congrus à $a$ modulo $q$ inférieurs à $x$, et $f(x) = \Omega_{\pm}(g(x))$ signifie que $\limsup_{x \to +\infty} \frac{f(x)}{g(x)} > 0$ et $\liminf_{x \to +\infty} \frac{f(x)}{g(x)} < 0$. Autrement dit, le résultat de Littlewood dit qu'il existe une constante $c > 0$ telle que, pour des $x$ aussi grands que l'on veut, on a $$\pi(x;4,3)-\pi(x;4,1) \geq cx^{1/2} \frac{\log \log \log x}{\log x},$$ et que pour (d'autres) $x$ aussi grands qu'on veut, on a $$\pi(x;4,3)-\pi(x;4,1) \leq -cx^{1/2} \frac{\log \log \log x}{\log x}.$$

    En particulier on a $$\limsup_{x \to +\infty} \pi(x;4,3)-\pi(x;4,1) = +\infty$$ et $$\liminf_{x \to +\infty} \pi(x;4,3)-\pi(x;4,1) = -\infty,$$ et comme cette quantité ne peut augmenter ou diminuer que par incréments de $1$, on obtient bien ce que tu veux.
  • Pour ta question modulo $8$ je ne pense pas qu'on sache y répondre, même en supposant de grandes conjectures usuelles quand on s'intéresse à ce genre de choses. Par contre, modulo ces conjectures, il me semble qu'on peut au moins dire que le curseur se déplace arbitrairement loin dans les quatre quadrants.
  • Bonsoir.

    Pour que je comprenne bien, pour $n \in \mathbb{N}$, on prend les familles $8 k + a$ avec $a \in {1, 3, 5, 7}$ avec par exemple, pour un point déterminé du plan de Gauss, quand le nombre est premier, $a=1$ qui code "$+1$", $a=3$ qui code "$+i$", $a=5$ qui code "$-1$" et $a=7$ qui code "$-i$" ?

    Si c'est cela, ce ne doit pas être dur de faire la ligne brisée qui effectue le parcours (tortue Logo, si mes souvenirs ne sont pas trop mauvais, il me semble qu'il existe un module python pour cela).

    À bientôt.

    Cherche livres et objets du domaine mathématique :

    Intégraphes, règles log et calculateurs électromécaniques.

  • Oui (je ne sais pas coder (sauf sur scratch...))
    Je suis donc je pense 
  • Peut-être, je n'ai pas compris, mais si on commence à $3$, on va vers la gauche, donc on n'atteindra pas $4$. Si on commence à $5=4+1$, on va vers la droite, donc on n'atteindra pas $4$.
    À moins de considérer que si on part de $7=4+3$, on va vers la gauche en traversant le $5=4+1$ sans changer de direction.
  • Scratch a aussi un module qui ressemble à Logo, c'est le chat mascotte qui se déplace mais c'est pareil.

    À bientôt.

    Cherche livres et objets du domaine mathématique :

    Intégraphes, règles log et calculateurs électromécaniques.

  • @marco : je ne pense pas que le déplacement du curseur dépende de sa position comme tu l'as interprété (sinon la réponse est vraiment triviale).
  • Poirot: comment l'as-tu interprété ? Il y a bien une case par entier relatif. Je ne comprends pas.

    Autre hypothèse:
    Si on commence à $5$, on va vers la droite, donc on décrit tous les nombres supérieurs à $5$.
    Si on commence à $7=4+3$, on va vers la gauche, donc on décrit tous les nombres inférieurs à $7$.
    Donc la réunion est bien $\Z$.
  • Je l'interprète de la manière suivante : à l'étape $n$, on va à droite ou à gauche selon si le $n$-ième nombre premier est congru à $1$ ou $3$ modulo $4$. D'où ma réponse ci-dessus.
  • Ah, d'accord, merci !
  • Avec une marche aléatoire en 2D, on passe par toute les cases (enfin je crois car est la conséquence du fait que ça repasse forcément par le centre)
    Conjecture : Pour les 8n+a le curseur 2d passe par toute les cases.
    Je suis donc je pense 
  • En 2D, on passe par toutes les cases, d'après les résultats de Littlewood (impressionnant, je n'ai pas cherché la démonstration, mais ça doit être carabiné.
    Mais ce n'est pas la conséquence du fait que ça repasse par le centre. On pourrait avoir un parcours qui fait le yoyo entre -100 et +100 à peu près régulièrement.

    Le résultat en 2D, ou même en 3D n'est pas acquis du tout !
    Et d'ailleurs, pour les 8n+a, ça nous donne 4 directions, et donc des déplacements en 2D, et il faut du 16n+a pour des déplacements en 3D.

    On peut aussi voir le problème en restant sur du 4n+1 // 4n+3
    - Le 1er pas est selon l'axe des X (+1 ou moins 1, selon 4n+1 ou 4n+3)
    - Le 2ème pas est selon l'axe des Y (+1 ou -1, selon 4n+1 ou 4n+3)
    - Et le 3ème pas est selon l'axe des Z (+1 ou -1, selon 4n+1 ou 4n+3)

    Mais même là, je ne m'aventurerais pas dans la moindre spéculation.
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • Heu en 3D on à six directions possible donc on fait avec les 12n+a car on a 12n+1, 12n+3, 12n+5, 12n+7,12n+9,12n+11
    Et en 16n+a tu es en 4D
    ;)
    Je suis donc je pense 
  • :)
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
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