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(Nombres de Carmichael) Soit nn un entier supérieur à 2
On suppose que nn pour tout facteur premier pp de n,p2n, p^{2} ne divise pas nn mais p1p-1 divise n1n-1.
Établir
aZ,ana[n]\forall a \in \mathbb{Z}, a^{n} \equiv a[n]
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Soit n2n \geq 2 un entier.
On supposea{1,,n1},an11[n]\forall a \in\{1, \ldots, n-1\}, a^{n-1} \equiv 1[n]
Montrer que nn est un nombre premier
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Soit pp un nombre premier.
(a) Montrer
k{1,2,,p1},p(pk)\forall k \in\{1,2, \ldots, p-1\}, p \mid\left(\begin{array}{l}p \\k\end{array}\right) (b) En déduire que
nZ,npn[p]\forall n \in \mathbb{Z}, n^{p} \equiv n[p]
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Soit E={4k1kN}E=\left\{4 k-1 \mid k \in \mathbb{N}^{*}\right\}.
(a) Montrer que pour tout nEn \in E, il existe pPEp \in \mathcal{P} \cap E tel que pnp \mid n.
(b) En déduire qu'il y a une infinité de nombres premiers pp tel que p=1p=-1 [4].
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Soient a,bN\{0,1}a, b \in \mathbb{N} \backslash\{0,1\} et nNn \in \mathbb{N}^{*}.
On suppose que an+bna^{n}+b^{n} est un nombre premier.
Montrer que nn est une puissance de 2.
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Soient des entiers a>1a>1 et n>0n>0.
Montrer que si an+1a^{n}+1 est premier alors nn est une puissance de 2 .
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On suppose que nn est un entier 2\geq 2 tel que 2n12^{n}-1 est premier.
Montrer que nn est nombre premier.
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Justifier l'existence de 1000 entiers consécutifs sans nombres premiers.
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Soit nn un naturel non nul.
Montrer qu'il existe toujours un nombre premier strictement compris entre nn et n!+2n !+2.
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Soient n2n \geq 2 et NN la somme de nn entiers impairs consécutifs.
Montrer que NN n'est pas un nombre premier.
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Soit nNn \in \mathbb{N}.
Montrer que les entiers ai=i.n!+1a_{i}=i . n !+1 pour i{1,,n+1}i \in\{1, \ldots, n+1\}
sont deux à deux premiers entre eux.
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Soient aa et bb deux entiers relatifs premiers entre eux et dNd \in \mathbb{N} un diviseur de aba b.
Montrer
!(d1,d2)N2,d=d1d2,d1a et d2b\exists !\left(d_{1}, d_{2}\right) \in \mathbb{N}^{2}, d=d_{1} d_{2}, d_{1} \mid a \text { et } d_{2} \mid b
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(a) Pour nNn \in \mathbb{N}, montrer qu'il existe un couple unique (an,bn)N2\left(a_{n}, b_{n}\right) \in \mathbb{N}^{2} tel que(1+2)n=an+bn2(1+\sqrt{2})^{n}=a_{n}+b_{n} \sqrt{2}.
(b) Calculer an22bn2a_{n}^{2}-2 b_{n}^{2}.
(c) En déduire que ana_{n} et bnb_{n} sont premiers entre eux.
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Soient aa et bb deux entiers premiers entre eux non nuls.
Notre but est de déterminer tous les couples (u,v)Z2(u, v) \in \mathbb{Z}^{2} tels que au+bv=1a u+b v=1.
(a) Justifier l'existence d'au moins un couple solution (u0,v0)\left(u_{0}, v_{0}\right).
(b) Montrer que tout autre couple solution est de la forme (u0+kb,v0ka)\left(u_{0}+k b, v_{0}-k a\right) avec kZk \in \mathbb{Z}.
(c) Conclure.
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Soient aa et bb premiers entre eux et cZc \in \mathbb{Z}.
Montrer que pgcd(a,bc)=pgcd(a,c)\operatorname{pgcd}(a, b c)=\operatorname{pgcd}(a, c)
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Montrer que pour tout entier nN,n+1n \in \mathbb{N}^{*}, n+1 et 2n+12 n+1 sont premiers entre eux.
En déduire
n+1(2nn)n+1 \mid\left(\begin{array}{c}2 n \\n\end{array}\right)
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Montrer que pour tout nNn \in \mathbb{N}^{*} on a :
(a) (n2+n)(2n+1)=1\left(n^{2}+n\right) \wedge(2 n+1)=1
(b) (3n2+2n)(n+1)=1\left(3 n^{2}+2 n\right) \wedge(n+1)=1
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Soient a,bZa, b \in \mathbb{Z}.
(a) On suppose ab=1a \wedge b=1. Montrer que (a+b)ab=1(a+b) \wedge a b=1.
(b) On revient au cas général. Calculer pgcd(a+b,ppcm(a,b))\operatorname{pgcd}(a+b, \operatorname{ppcm}(a, b)).
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