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NOMBRE 163 et les presque-entiers Constante dite de Ramanujan Certains nombres présentent la
particularité de s'approcher très près d'un nombre
entier; ce sont les nombres
presque entiers. Sur cette page nous développons ceux qui sont de
la famille de 163. Ce sont des nombres qui apparaissent en utilisant les
fonctions modulaires. On trouve
ce nombre aussi sous la forme: e^pv163
(p pour pi et v pour racine) À leur sujet, plusieurs
questions se posent: Existe-t-il
une logique qui explique cette proximité? La théorie des nombres sait-elle
expliquer ces propriétés? Comment
les a-t-on découverts? Justement du fait d'une propriété, ou par exploration,
ou par pur hasard? Quel est
le procédé de calcul utilisé, du moins, du temps où les ordinateurs
n'existaient pas? |
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Le nombre 163 / ln 163 est pratiquement un nombre entier. ln est le logarithme naturel ou népérien |
Voir Presque-entiers en sommes
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Constante
de Ramanujan un nombre transcendant Anglais: Ramanujan's
constant Note: Il existe d'autres constantes
qui portent son nom. |
=
0,262… 1018 =
262 537 412 640 768 743, 999 999 999 999 2500
725971981856888793538563373... = Voir Exponentielle
puissance Pi = e 40,109 169
991… = 2,718281828… 40,109
169 991… =
640 3203 + 743 + 0,999 999 999 999
2500… =
123 (2312 – 1 )3
+ 743 + …. =
218 . 33 . 53 . 233 . 293
+ 743 + …. |
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N - |
=
0,7499274… 10-12 Distance à l'entier le plus
proche. |
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Approximation
sympathique |
Soit:
262537412640768744 Pour:
262537412640768743,999… Écart:
7, 5 10-13 |
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Approximation
avec 19 chiffres significatifs: partie entière et une décimale. |
Pour information: Racine de l'équation: 5,31862821775018565910… |
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Puissances
(k) et décroissance de la persistance des presque-entiers |
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Presque
entier, surprenant! |
Car e comme Pi sont
des nombres transcendants. Leurs chiffres
ne se répètent jamais, ne présentent pas de motifs particuliers; il sont
aléatoires. Pourtant, le fait que ce nombre soit proche d'un entier n'est pas
fortuit. Il est lui-même transcendant. |
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Piste? |
163 = – (1 – 4 x 41) Et on trouve 41 dans la célébres suite de nombres premiers
donnée par Euler: x² – x + 41 >>> Effectivement les nombres de Heegner
intervinnent dans la caractérisation des nombres premiers. |
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Sur le modèle de Ramanujan |
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Exploration
de
N =
jusqu'à n = 1000 Présentation avec
50 chiffres Relations
particulières avec des cubes Voir Nombre
744 Il est remarquable de trouver ces valeurs
entières à mieux que 1/1000è près. et, il est bien connu qu'en théorie des
fonctions modulaires, la fonction j de tau est invariante dans le groupe des
transformations unimodulaire … et … est un nombre entier. Or -1/q est la
constante de Ramanujan. Comme q est petit, 1/q est proche d'un entier. Cette
formule permet également d'expliquer pourquoi les puissances sont de moins en
moins proches d'un entier. Le groupe
monstre n'est pas loin de toutes ces théories … Ramanujan
et 1/Pi Ramanujan
à moins de 20 ans élabore une formule
très efficace pour calculer Pi. Elle est basée sur la coïncidence numérique: Voir Nombre
104 |
Avec le nombre d'or et le nombre d'argent
Nombre
d'or |
Nombre
d'argent |
Voir Nombre d'or
/ Nombre
d'argent
Bilan des
recherches faites par Antony Canu
Ses plus grands
Voir La
constante de Ramanujan est elle la plus proche d'un entier ? – Anthony Canu
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–1, –2, –3, –7, –11, –19, –43, –67, et –163 |
Nombres de Heegner,
163 étant le plus grand.
Les non-discriminants de la classe 1: -12, -16, -27,
-28. |
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Nombres
de Heegner – Théorie avancée des nombres
Les nombres de Heegner
sont neuf seulement.
Ils correspondent aux
discriminants: -4, -8, -3, -7, -11, -19, -43, -67, -163 (prouvé).
Ils ont une grande
importante dans la théorie des nombres, nombres premiers notamment.
Leur détermination fait
partie des problèmes des nombres de Gauss.
Ils correspondent à une
factorisation unique de l'anneau des entiers. Définition Nombre de Heegner: entier sans facteur carré n
positif tel que l'anneau des entiers du corps quadratique imaginaire est principal (ou encore : factoriel, ce qui
ici est équivalent car l'anneau est de Dedekind). Le théorème de
Stark-Heegner indique qu'il y a exactement neuf nombres de Heegner: 1, 2, 3,
7, 11, 19, 43, 67 et 163. Équation Rabinowitz a
montré, en 1913, que x² + x + p
représente le nombre maximal de
nombres premiers consécutifs si et seulement si x² + xy + py² est la
seule classe d'équivalence de forme quadratique binaire positive de par son
discriminant. Cette condition est appelée classe
numéro un. Pour les discriminants négatifs, l'ensemble de ces
discriminants est fini; ce sont les nombres de Heegner. Voir sites Heegner number de Mathworld / Heegner Number de Wikipedia |
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Approximation pour les quatre plus grands nombres de Heegner |
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Autres écritures |
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Autres curiosités |
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Approximation de Pi avec 30 à 75 chiffres |
En prenant E = 0, Pi est donné avec
30 décimales. En tenant compte de l'écart E (connu),
il est possible de poursuivre les calculs et d'obtenir une approximation de
Pi avec 75 décimales: |
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Il est probable
que la détection des nombres en exposant, tel que 163, résulte de réflexions
sur les fonctions modulaires, elles-mêmes suscitées par la résolution de
certaines équations du cinquième
degré (voir Hermite). |
Cependant, les premiers mathématiciens à les avoir découverts donne leur
valeur précise. En 1859, Hermite cite la valeur du nombre en racine de 43 et
précise que celui en racine de 169 possède douze 9. Quels sont leurs méthodes de calcul? |
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Aujourd'hui |
Les logiciels
de calcul donnent la précision que vous voulez. Les calculs présentés sur
cette page ont été réalisés avec Maple. La calculatrice de votre
ordinateur devrait également faire l'affaire. |
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Hier, sans les calculateurs? |
Le
calcul devait être très long avec risques d'erreurs et, surtout, comment
choisir la quantité de décimales
pour être sûr d'atteindre le résultat souhaité? Ce
tableau montre que:
en-dessous
de 20 décimales, le nombre semble classique,
jusqu'à
35 décimales, on pourrait penser qu'il s'agit d'un nombre entier; et
c'est seulement
à partir de 35 décimales que le nombre se dévoile comme un presque-entier. |
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Calcul de la racine |
Il
existe des méthodes pour calculer les racines: la méthode de Héron ou la méthode que l'on apprenait autrefois
et qui ressemble à une division posée. Voir
le site Racine
carrée à la main de Thérèse Eveilleau |
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Valeur de Pi |
Dans
les années 1800, la valeur de Pi
est connue avec 200 décimales et plus. Surprise
le produit est proche de 40. Alors, existe—t-il une astuce pour en calculer
facilement l'exponentielle? |
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Exponentielle |
Feynman est connu pour
son astuce de calcul des exponentielles (de tête!), mais pas possible pour de
telle taille. Passage
par les logarithmes et les tables de logarithmes. La quantité de décimales ne dépassait pas 27 (à ma
connaissance). |
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Bilan |
Avant
les ordinateurs, le calcul direct
de me semble problématique. Sans doute Hermite fut mis sur la piste par d'autres
détours mathématiques. Quant à Ramanujan, sa vision géniale des nombres
semble inexpliquée et inexplicable … |
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En 1748, Euler
disait que, pour d >0 et non carré, n'est pas un nombre
rationnel. On se souvient de sa célèbre formule: .
En 2000, Hilbert
montre qu'il n'est pas algébrique.
En 1929, Gelfond donne la série interpolant. En 1934, il
démontre que ab est transcendant.
On retrouve notre nombre avec .
Charles Hermite (1822-1901), mathématicien français,
est le premier à identifier ce genre de presque-premiers. Il calcule
(1859) la valeur de ces exponentielles. Voici un extrait de son
livre: "Sur la théorie des équations modulaires: et la résolution de
l'équation du cinquième degré" – page 48.
Le mathématicien indien Srinivasa Ramanujan (1888-1920) cite un certain
nombre de nombres presque-entiers comme , mais pas celui en
163. Il travaillait sur les approximations de Pi à l'aide des fonctions modulaires et des discriminants
des formes quadratiques.
En 1975, Martin Gardner publie un poisson d'avril dans
le Scientific American. Il y prétend que est un entier et Ramanujan l'a conjecturé.
Ce nombre est vite devenu la constante de Ramanujan, même si Gardner a
démenti quelques mois plus tard.
Aitken un mathématicien prodige remarqua que la
différence entre ce nombre et un entier est inférieure à 10-12 En fait: écart = 0,75 10-12
Kurt Heegner
(1893-1965), mathématicien allemand, résout (1952) le problème du nombre de
classes pour les corps quadratiques modulaires. Ses résultats seront admis et
complétés par Harold Stark (1969) >>> |
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Approximation impressionnante d'un nombre entier. Cité par
François Le Lionnais – Les
nombres remarquables |
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Suite |
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Voir |
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Sites |
Nombre presque
entier – Wikipédia
Ramanujan –
ChronoMath
Almost integer – Wikipedia
Heegner
number – Wikipedia
Ramanujan constant
– Wolfram Mathworld
Ramanujan
constant and its cousins – Titus Piezas III
OEIS A060295 – Decimal expansion of
e^(Pi*sqrt(163)).
OEIS A102912 – Decimal expansion of a
close approximation to the Ramanujan constant.
OEIS A003173 – Heegner numbers |
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