Sommes d'inverses de plusieurs nombres premiers

DZE
DZE
Modifié (March 2023) dans Arithmétique
Bonjour à tous,
je cherche des informations sur des sommes sur des nombres premiers $p$ du style : 
$\displaystyle \sum_{p_i \leq p_j }^{p_n} \frac{1}{p_i*p_j } $ ou $\ \displaystyle \sum_{p_i \leq p_j \leq p_k}^{p_n} \frac{1}{p_i*p_j*p_k } $ 
Soit la somme exacte soit des équations du genre : $\sum_{p_i \leq p_j }^{p_n} \frac{1}{p_i*p_j } = f(p_n)$ ou des noms, si elles ont des noms.
(juste pour être clair, je ne cherche pas ces sommes jusqu'à l'infini, mais jusqu'à $p_n$ en commençant à $p_1 = 2$.
Quand je cherche sur internet pour la somme des inverses des nombres premiers, je ne tombe que sur $\sum_{p_i }^{p_n} \frac{1}{p_i } $.
Je ne cherche pas à démontrer, mais plutôt utiliser ces résultats.
Je vous en remercie par avance,
Cyril

Réponses

  • Bibix
    Modifié (March 2023)
    Bonjour,
    En attendant les experts, voici des pistes :
    $$\sum_{i = 1}^n \frac{1}{p_i^2} + \Big(\sum_{i = 1}^n \frac{1}{p_i}\Big)^2 = 2 \sum_{1 \leq i \leq j \leq n} \frac{1}{p_i p_j}.$$
    Cela se généralise facilement au cas $p_i p_j p_k ...$ mais c'est lourd à écrire. On a des estimations asymptotiques de ces bestiaux, dont une des plus triviales serait : 
    $$S_{p_n} \geq \sum_{i = 1}^n \frac{1}{p_i^s} \geq \ln\left(S_{p_n}\right),$$
    où $\displaystyle S_n = \sum_{i = 1}^n \frac{1}{i^s}$ et $s \in \mathbb{R}$.
  • gebrane
    Modifié (March 2023)
    Je ne sais pas si la  somme de @Bibix est  spéciale pour les nombres premiers, car on a plutôt $$2\sum_{1\le i\lt j\le n}\frac{1}{ij} = \Big(\sum_{i=1}^n \frac{1}{i}\Big)^{\!2}- \sum_{i=1}^n \frac{1}{i^2}.$$
    Lorsque notre cher Nico, le professeur, intervient dans une question d'analyse, c'est une véritable joie pour les lecteurs..


  • Tu cherches une valeur exacte, ou un 'comportement asymptotique' ?
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
    L'hypocrisie est pire qu'une vérité qui fait mal. Franck Ntasamara.
  • Les notations ne sont pas claires, mais je pense que le demandeur souhaite une formule asymptotique pour la sommation "triangulaire"
    $$S(x) := \sum_{p \leqslant q \leqslant x} \frac{1}{pq}$$
    où, comme d'habitude, une somme indicée par $p$ ou $q$ ne porte que sur les nombres premiers. Par symétrie, on peut se ramener à une sommation "rectangulaire" : 
    $$S(x) = \frac{1}{2} \left( \sum_{p \leqslant x} \sum_{q \leqslant x} \frac{1}{pq} + \sum_{p \leqslant x} \frac{1}{p^2} \right).$$
    On connait bien, depuis Mertens (1874), les estimations pour la sommation "rectangulaire" : si $B \approx 0,26149 \dotsc$ est la constante de Mertens, alors on obtient
    \begin{align*}
       S(x) &= \frac{1}{2} \left( \left( \log \log x + B + O \left( \frac{1}{\log x} \right) \right)^2 + \sum_p \frac{1}{p^2} +  O \left( \frac{1}{x\log x} \right) \right) \\
      &= \frac{1}{2} (\log \log x)^2 + \frac{1}{2} \left( B + \sum_p \frac{1}{p^2} \right) + O \left( \frac{\log \log x}{\log x} \right).
    \end{align*}
    La constante vaut à peu près 
    $$B + \sum_p \frac{1}{p^2} \approx 0,713 \dotsc$$
    Pour finir, notons que l'on a aussi des résultats pour la sommation "hyperbolique"
    $$\sum_{p_1 \dotsb p_k \leqslant x} \frac{1}{p_1 \dotsb p_k}.$$
    Je peux donner cette estimation si ça intéresse quelqu'un, mais ce n'est pas tout à fait le sujet demandé ici.
  • DZE
    DZE
    Modifié (March 2023)
    Je vous remercie tous pour vos retours.
    Bibix et Gebrane. Je vais essayer de faire les mêmes équations pour $p_i p_j p_k$
    Lourrrane. Je prends tout :smile:
    Noix de Totos. Toujours impressionné par vos retours. Je vais tout regarder, et notamment la sommation "hyperbolique" car j'ai besoin des petites sœurs : $\sum_{p_1 \leqslant p_2 \dotsb p_k \leqslant x} \frac{1}{p_1 \dotsb p_k}$ pour $k = 3 ; 4 ; 5 ... $
    PS. Pourquoi dites-vous que les notations ne sont pas claires ? Quelles sont les significations possibles et non équivalentes à mes notations ?
    Cordialement,
    Cyril
  • Bonjour à tous,

        Noix de Totos : au sujet de mes notations pas claires : j'avais supposé initialement que c'était $p_n$ dans la somme que vous n'aimiez pas. et je ne comprenais pas. Mais finalement, je suppose que c'est plutôt l'étoile pour le produit "$*$". il aurait suffit que je ne mette rien. ça vous fait penser à une loi de groupe ?
    Est-ce qu'il y avait autre chose de gênant dans mes notations ? 

    Cordialement,
    Cyril
  • Non, j'y ai vu plutôt une sorte de mélange de notations entre $\displaystyle \sum_{1 \leqslant i \leqslant j \leqslant n} \frac{1}{p_i p_j}$ et $\displaystyle \sum_{p \leqslant q \leqslant x} \frac{1}{pq}$.

    En théorie des nombres, l'usage est plutôt la seconde notation.

    Mais tout ça n'a pas grande importance.

    Je donnerai plus tard le résultat sur les sommes hyperboliques.
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