et si on parlait de 163

Bonjour

Coïncidences troublantes :

1er acte : Euler a découvert que le trinôme $$P(n)= n^2 + n + 41$$ fournit pour tout n compris entre 0 et 39 un nombre premier.
Quiconque aura remarqué que le discriminant de ce trinôme est "$-163$".

2ème acte : Gauss a montré que l'anneau des entiers de $\K=\Q(i\sqrt{d})$est principal , donc factoriel ,pour $d=1,2,3,7,11,19,43,67,163$. Résultat relié au problème du nombre de classes, ici égal à 1.
En 1967, Stark et Baker ont démontré qu'il n'y avait pas de dixième d; le dernier d restant donc à jamais "$163$".

3ème acte : Ramanujan avait conjecturé que $e^{\pi\sqrt{163}}$ était un nombre entier.

Notre prodige ne disposait pas de Maple,qui affiche le résultat: $262.537.412.640.768.743,999.999.999.999.250.07.$
De fait , $e^{\pi\sqrt{163}}=262.537.412.640.768.744$ à $10^{-12}$près.
Toujours "163".

Épilogue: Dans "Mathématiques , Un nouvel Age d'Or",Keith Devlin explique sans démonstration , car réservée à des mathématiciens professionnels , qu'il ne s'agit pas là d'un simple accident.

Pour ceux qui ne connaissaient pas, il m'a été agréable de vous faire partager ces coïncidences qui n'en sont pas.

Merci gentil père Noël pour Maple et,
Bonne fin d'année pour vous tous.
«1

Réponses

  • Salut Bernard,
    <BR>
    <BR>J'ai évoqué les deux premiers "actes" que tu cites dans mon livre page 73...Une bonne référence est l'article de Ribenboim indiqué tout en haut de la page 222.
    <BR>
    <BR>Le résultat (voir théorème 3.59), liant les "polynômes d'Euler" au caractère principal de certains corps quadratiques imaginaires, est tout de même très surprenant (a posteriori, par exemple, il peut sembler assez heureux que les corps quadratiques <B>imaginaires</B> principaux ne soient qu'en nombre fini, ce qui n'est pas le cas pour les corps quadratiques totalement réels...).
    <BR>
    <BR>Bonnes fêtes,
    <BR>
    <BR>Borde.<BR>
  • Bs, as-tu vu pi le film de daren aronovsky ? Ce film montre bien a quel point dès que tu te "focalise" sur un nombre ou une sequence de chiffres particulière, tu peux lui trouver d'inombrable caractéristiques interessantes... Cela provient en grande partie du fait que la liste des caractéristiques que l'on attribue aux nombres est non exhaustive. En fait tout ce situe là : qu'appelle-t-on "caractéristique intéressante" pour un entier ?

    Bon trève de blabla pseudo-philosophique effectivement 163 semble mystique à bien des points de vue...

    Perso je prefere 4 (le groupe de Klein premier groupe non cyclique, les classes de conjugaisons dans $\S_4$ sans oublier qu'un entier impairs est somme de 2 carrés ssi il est congru à 1 modulo 4..X+0..)

    amicalement

    t-mouss
  • Remarquons que $\pi(163)=38=2\times 19$, nombres premiers apparaissant dans la liste de bs. Est-ce un hasard ?

    Sylvain
  • Autre observation rigolote: $163 (=p_{2\times 19})-p_2\times p_{19}=163-3\times 67=163-201=-38=-2\times 19$

    Sylvain
  • $163$ :

    Nombre de preuves de la loi de réciprocité quadratique recencées à ce jour...

    Bon, d'accord, cela sort un peu des propriétés mathématiques de $163$ évoquées ici, mais c'est amusant, non ?
  • Bonjour,

    Olivier: je viens de relire la page 73 de ton livre; dans le théorème 3.59, je n'avais pas tilté que le $1 - 4q$ du $h(1-4q)=1$ était exactement le discriminant du polynôme d'Euler $P_q(x)=x^2+x+q$ avec ici $q=41$.
    Merci pour cette liaison entre les deux premiers actes.

    t-mouss : J'avais enregistré ce film, j'espère ne pas avoir réenregistré dessus.
    Sylvain: bientôt une nouvelle conjecture ?

    Amicalement.
  • MM: connais-tu un lien où sont référencées ces 163 méthodes ?
    merci.
  • Bonjour Bernard,

    A défaut d'avoir la référence sur toutes 163 preuves de la loi de réciprocité quadratique je te donne juste un lien concernant la démonstration mécanique de ce résultat :
    <http://www.russinoff.com/papers/gauss.pdf&gt;

    Sincèrement,
    Galax
  • Voici une liste des preuves de la loi de réciprocité quadratique:
    <http://www.rzuser.uni-heidelberg.de/~hb3/fchrono.html&gt;
    Il y en a plus de 163 mais évidemment, cela dépend de la méthode de comptage employée...

    Bonne soirée
  • Demain, je vais jouer le 1-6-3 au tiercé.
  • Si vous gagnez, donnez 1,63€ à bs ! :-)
  • 1: "Lilia du poulet" à 78/1 (c'est bien parti pour assurer la fin du mois)
    6: "Ludo du parc" à 7/1 (il faut toujours mettre un favori)
    3: "Kent barbès" à 26/1 (mais il est drivé par Michel Lenoir).

    Si ce n'est pas le tiercé dans l'ordre, cela prouvera au moins que tout ce qui est au dessus n'est qu'élubucration.
  • Je dirai même plus: élucubration.
  • Bonjour,

    Merci Galax et Skilveg pour vos références de démonstration.

    Cher RAJ, fort possible qu'il s'agisse d'ébulucrations :-) ?.
    [pour le tiercé gagnant, pourquoi pas 163 euros ?]
    Les points 1, 2, 3 de mon premier message sont respectivement évoqués pages 47, 60, 49 du livre de Devlin, et le fait que ces propriétés soient reliées est mentionné page 49. Aucune démonstration n'est fournie.

    Le lien entre 1 et 2 existe : Olivier nous a rappelé qu'il figure page 73, théorème 3.59 de son livre.

    Si un lien entre 2 et 3 existe , il doit figurer dans une des lectures suggérées par l'auteur:
    1) Numbers : their history and meaning, de Graham Flegg.
    2) Numbers :Rational and irrational , d'Ivan Niven.
    3) Foundations of Real Numbers, de Claude Burrill.
    4) The structure of the real numbers, de Leon Cohen et Gertrude Ehrlich.
    5) An introduction to number theory (chap 8), de Harold Stark.
    6) Algebraïc number theory de I.Stewart et D.O.Tall.

    Suis déjà heureux d'avoir compris le lien entre 1 et 2 , même si la démonstration du théorème évoqué est hors de ma portée ; je serai comblé de savoir s'il existe effectivement un lien , ou non, entre 2 et 3.

    Bonne journée à tous.
  • Bonjour Bernard,

    Voici un lien ( qui marche j'espère )
    <http://www.research.att.com/~njas/sequences/A060295&gt;
    Là tu cliques sur le lien concernant un article de C.Radoux
    J'espère que ça te donnera quelques compléments aux questions que tu te
    poses

    Sincèrement,
    Galax
  • En complément du lien fourni par Galax, j'aurais envie de signaler les (petites) choses suivantes :

    1. La fonction $j$ est définie dans cet article de manière inhabituelle, me semble-t-il. Cet invariant elliptique est en général donné par la formule suivante. Pour tout $\tau \in \C$ tel que $\Im \tau > 0$, on a : $$j(\tau) = 1728 \times \frac {g_2^3(\tau)}{g_2^3(\tau) - 27 g_3^2(\tau)},$$ où $g_2$ et $g_3$ sont les fonctions de Weierstrass $$g_2(\tau) = 60 \sum_{(m,n) \not = (0,0)} \frac {1}{(m+n \tau)^4},$$ et $$g_3(\tau) = 140 \sum_{(m,n) \not = (0,0)} \frac {1}{(m+n \tau)^6}.$$ Comme il ne se sert pas de la définition choisie, il aurait pu mettre celle-ci, associée au réseau $[1,\tau]$.

    2. La commande PARI pour $j$ est {\bf ellj(x)}, avec $x$ de partie imaginaire $> 0$.

    3. Si $n > 0$, alors $j \left ( \sqrt {-n} \right )$ est surtout connu pour être un élément primitif d'un corps de classes $\mathbb {L}$ bien particulier, corps de classes associé à l'ordre $\mathcal {O} = \Z [\sqrt {-n}]$ du corps quadratique imaginaire $\K = \Q (\sqrt {-n})$, et dont une équation fournit la réponse au problème posé par Loulmet il n'y a pas longtemps : caractériser les premiers $p$ s'écrivant sous la forme $p = x^2 + ny^2$. En outre, $p$ s'écrit sous cette forme $\Longleftrightarrow$ $p$ se décompose totalement dans $\mathbb {L}$.

    En particulier, si $n > 0$ est sans facteur carré et, surtout, si $n \not \equiv 3 \pmod 4$, alors l'ordre $\mathcal {O} = \Z [\sqrt {-n}]$ est alors l'anneau $\mathcal {O}_{\K}$ de $\K$, et $\mathbb {L} = \K(1)$ est le corps de classes d'Hilbert de $\K$ (commande PARI : {\bf quadhilbert(d)}, où $d$ est le discriminant de $\K$). Ainsi, sous les hypothèses précédentes, $j(\sqrt {-n)}$ est un élément primitif du corps de classes d'Hilbert de $\K$, et il est facile de caractériser les nombres premiers $p = x^2 + ny^2$.

    4. En général, le calcul des valeurs explicites (à la main) de $j(\sqrt {-n})$ est franchement difficile. Cox donne dans son livre la démarche suivie par Weber pour le calcul de $j(\sqrt {-14})$, dont le résultat est : $$j(\sqrt {-14}) = 2^3 \left ( 323 + 228 \sqrt 2 + (231 + 161 \sqrt 2) \sqrt {2 \sqrt 2 -1 } \right )^3$$ qui est de degré $4$.

    Borde.
  • Remarquons que $e^{\pi\sqrt{67}}$ donne sur Maple: $147197952743.99999866...$

    De même: $$e^{\pi\sqrt{43}}=884736743.999777...$$
    $$e^{\pi\sqrt{19}}=885479.77768...$$ soit environ $885479+7/9$
    $$e^{\pi\sqrt{11}}=33506.14306...$$ soit environ $33506+1/7$

    Le lien entre 2 et 3 est donc fort probable.

    Sylvain
  • Notons aussi que la partie fractionnaire de $e^{\pi\sqrt{163}}=.99999999999924980...$ vaut environ $1-\frac{1}{163^{\sqrt{30}}}=.9999999999992355...$

    De même:
    la partie fractionnaire de $e^{\pi\sqrt{43}}=.9997774660...$ vaut environ $1-\frac{1}{43^{\sqrt{5}}}=.9997774367...$

    C'est troublant.

    Sylvain
  • Ma freebox affiche parfois 11:11... c'est inquiétant.

    t-mouss
  • J'oubliais que notre ami t-mouss éprouvait une profonde aversion pour tout ce qui ressemble à de l'expérimentation numérique...
  • lol

    non sans aller jusque là mon cher sylvain... disons que je me suis moi meme bien longtemps adoné aux joies de l'expérimentation numérique (ou comment deviner que les nombres de la forme $2^n.(2^{n+1}-1)$ avec $2^{n+1}-1$ premier sont parfaits à partir de décompositions en tout genre des premiers nombres parfaits) mais disons que je trouve désormais plus de plaisir dans la formalité d'énoncés abstraits.

    En fait je trouve ca désespérant de se dire que l'on peut trouver toutes sortes de comportements "remarquables" à certaines suites de chiffres sans que cela ait forcément vraiment de poid. Par là j'entend que finalement cet aspect remarquable est profondément lié au système de représentation que l'on choisis : la base 10 en général. Il suffit de voir qu'en base 16 on trouve n'importe quelle décimale de pi sans avoir a connaitre les précédentes.

    Mais cela dit je dois reconnaitre que l'experimentation par le calcul est souvent nécessaire à l'élaboration d'un model formel, celui-ci étant la pluspart du temps censé formaliser et prolonger un ensemble de cas particuliers.

    bonnes fetes a tous

    t-mouss
  • Bonjour,

    Tu sais t-mouss : je ne crois ni en la numérologie, ni en l'astrologie, et de moins en moins à la psychologie et à la sociologie.

    Merci Galax , Borde et Sylvain pour ces nouveaux apports ( est-ce une sonate de Bach pour clavecin , la musique de fond que l'on entend sur le lien ?)
    Suis déjà très satisfait du lien entre l'acte 1 et l'acte 2: merci encore Olivier.
    Entre 2 et 3 , cela parait plus délicat ; peut-être est-ce effectivement une éculubration , comme le pense RAJ.

    Amicalement.
  • Pour Borde: je croyais, aux dernieres nouvelles, qu'on ignorait s'il existe une infinite de corps quadratiques reels principaux. Est-ce que je me trompe? Ou est-ce un resultat recent ?

    a+

    AG.
  • Bonjour AG,

    Ma phrase est effectivement mal dite : à ma connaissance, ce problème n'est pas résolu (la présence de l'unité fondamentale ici gêne considérablement les choses lorsque l'on veut appliquer Brauer-Siegel).

    On peut d'ailleurs en profiter pour faire, sur cette question, un petit {\bf état des lieux} ({\it que ceux qui ont des connaissances à faire partager n'hésitent pas} !) :

    1. Conjecture de Cohen-Lenstra : soit $p$ premier. La probabilité que le corps quadratique $\K = \Q(\sqrt p)$ soit principal est supérieure à $0,75$.

    2. Le nombre de corps quadratiques réels principaux de discriminants $d$ tel que l'unité fondamentale $\varepsilon_d$ vérifie $\varepsilon_d < 2d$ est fini (54 corps, avec une exception possible pour $d$).

    3. Le nombre de corps quadratiques réels principaux $\K = \Q(\sqrt d)$ {\it de type R-D} (type Richaud-Degert, ie $d = n^2 + r$ avec $r \mid 4n$ et $|r| \leqslant n$) est fini (39 corps).

    4. Soit $\K = \Q(\sqrt {4n^2+1})$. Alors $\K$ est principal si et seulement si les nombres $n^2 - k(k+1)$ sont premiers (avec $1 \leqslant k \leqslant n-1$).

    5. Soit $\K = \Q(\sqrt {(2n+1)^2+1})$. Alors $\K$ est principal si et seulement si les nombres $n^2 + n + 1 - k(k+1)$ sont premiers (avec $1 \leqslant k \leqslant n-1$).

    etc.

    Borde.
  • Dans le 3° : lire (39 corps, avec une exception possible pour $d$).

    Borde.
  • Désolé: le coup du 1-6-3 n'a pas marché. C'est dommage pour bs, j'étais prêt à signer un chèque de 163 €.

    Remarquons toutefois que le gagnant est le 16 (j'avais eu l'idée, au dernier moment, de remplacer l'aléatoire 1-6-3 par un couplé 16-3). Mais le 3 était absent au rendez-vous.
  • Pas de quoi se faire des chevaux blancs.
  • RAJ : sincèrement désolé pour le 1-6-3 ; c'eût été quand même plutôt magique !
    On essaiera un autre nombre une prochaine fois, mais en faisant à l'envers : on jouera un tiercé qui a des chances, et on créera un topic sur le nombre ainsi obtenu !
    Amicalement.
  • bonsoir, j'ai bien vu passer la fonction modulaire quelque part?
    A demon  wind propelled me east of the sun
  • On est en train de parler de choses sérieuses (les courses de bourrins) et le Gilles vient nous perturber avec ses fonctions modulaires.
  • rebonsoir, les courses de bourrins j'aime bien; pour le tiercé, mon père jouait toujours le 5/12/18 et il gagnait de temps en temps. Maintenant, 51218=2x25609 et je n'ose pas imaginer les propriétés arithmétiques de 25609...

    [Corrigé selon ton indication. AD]
    A demon  wind propelled me east of the sun
  • lire 51218 = 2x25609...
    A demon  wind propelled me east of the sun
  • Je plaisantais, Gilles.
    Ma mère, c'était le 5-3-1, je le joue souvent en sa mémoire, quand je lui vois une petite chance. C'est une suite arithmétique (c'est très visuel sur le ticket) et formée de nombres premiers (à condition d'admettre 1 comme nombre premier).
  • 25609 est la somme de deux carrés:160²+3²...163 n'est pas loin !
  • Bonjour,

    Un dernier élément concernant 163, ce nombre est un "quasi-entier";
    c'est à dire que $$\frac{163}{ln(163)}=32$$... mais, à $10^{-5}$ près.

    Ceci n'était pas mentionné dans le livre de Devlin , mais je l'ai trouvé après ci-dessous.

    \lien{http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?f=2&i=345153&t=345153}

    Bon réveillon.
    Amicalement.
  • "Ma freebox affiche parfois 11:11... c'est inquiétant."

    Mon horloge aussi, et le plus bizarre c'est que ce phénomène inquiétant se passe tous les jours à la même heure.
  • Ce phénomène étrange est a priori décrit par $\R/\Z$...Ceci devrait passer à la postérité sous le nom de &quotloi de Sylvain&quot. :-)

    Sylvain
  • $\R / 24 \Z $ plutôt ?

    En esperant ne pas avoir dit trop de conneries.
  • tout dépend de l'unité de temps utilisée mon cher Toto.
  • disons que mon horloge fait des cycles de 24 heures.
  • ..soit un jour ! :-)
  • Pour Borde: merci pour ces precisions! J'ignorais qu'il y avait des resultats de ce type.

    Bonne annee...

    AG.
  • bonjour et bonne année à tous...

    Voici un pdf sur la fonction modulaire qui présente une alternative à la construction de la fonction modulaire (et en français)
    A demon  wind propelled me east of the sun
  • Pour rebondir sur la remarque de bs, on a:

    $\displaystyle{\frac{163}{\ln 163}}$ est environ égal à $\displaystyle{32-\frac{1}{163^{8/3}}}$.

    Sylvain
  • Salut et bonne année à tous...
    je viens de lire dans &quotleçons de mathématiques d'aujourd'hui, volume2" cette remarque sur $e^{\pi\sqrt{163}}$ ce nombre est transceandant parce que:
    $(e^{\pi\sqrt{163}})^{i\sqrt{163}} = -1$
  • N'oubliez pas que 163 est en plus de tout ça un "Lucky number".
  • C'est vrai aussi, B....t, merci : voir ci-dessous :

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_chanceux
    http://www.research.att.com/~njas/sequences/A031157

    [Liens réparés. AD]
    [1er lien remplacé selon ta demande. AD]
  • Bonjour,

    Je déterre ce vieux fil...ayant trouvé du nouveau.

    Rappel du 3ème acte de mon message initial : Ramanujan avait conjecturé que $e^{\pi\sqrt{163}}$ était un nombre entier.

    De fait , $e^{\pi\sqrt{163}}=262.537.412.640.768.744$ à $10^{-12}$près.

    Nouveau: dans "Le fascinant nombre $\pi$", JP Delahaye écrit p46:
    " Un début de réponse à ce mystère numérique est proposé dans le livre " The book of numbers" de J.Conway et R.Guy de 1996, pages 224 à 226".

    Si l'un d'entre-vous...

    Un gogol de mercis.
  • Rebonjour,
    en complément à l'un des messages de Sylvain, et toujours dans le Delahaye :

    $e^{\pi\sqrt{n}}$ est proche d'un entier à moins de $10^{-3}$ pour $13$ entiers inférieurs à $1000$.

    Les lauréats sont: $25,37,43,58,67,74,148,163,232,268,522,652,719$

    et JP de conclure: " cela ne peut pas être une coïncidence. Qui saura trouver une explication? "

    Peut-être que les calculs de $\pi^{e\sqrt{n}}$ permettraient de voir s'il existe autant de résultats proches d'un entier ? :)

    Amicalement.
  • salut bs,
    pour les nombres qui sont "presque" des entiers, vas voir sur cette page : <http://mathworld.wolfram.com/AlmostInteger.html>. Tu y retrouveras les tiens (tout en bas de la page)...
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