Contribution à la théorie additive des nombres. V

Mathematics.
--
Contribution
à
la
théorie
additive
des nombres.
(Cinquième
Communication
1).
Par
J.
G.
VAN
DER
CORPUT.
(Communicatecl
at
the meeting of December
17,
1938.)
Troisième
application.
Introduisons
un
polynome
'IjJ(x)=bx
g+
...
(b
> 0, g >
0)
du
gième
degré,
qui
prend
des
valeurs
entièr'es
pour
toutes
les
valeurs
entières
de
x;
introduisons
en
outre
trois
nombres
naturels
K, U, U',
un
entier
u
premier
avec
U 'et
un
'entier
u'
premier
avec U' et
posons la
question
quels
nombres
naturels
t
possèdent
la
forme
t=Kp
+
'lp
(pI),
(58)
ou
pest
un
nombre
premier
=.
tl
(mod.
U)
et p'
un
nombre
premIer = UI
(mod.
U').
'
Désignons
par
G Ie
pro
duit
des
nombres
premiers
p qui
ne
sont
pas
un
facteur
de
U'
et
pour
lesquels
la
congruence
'IjJ
(x)
=-=
1jJ
(1)
(mod.p)
(59)
est
vérifiée
par
chaque
entier
qui
n'
est
pas
divisible
par
p.
Cette
congruence
possède
alors
p - 1
ou
p
solutions
différentes.
On
a
donc
p
;;;;;
g + 1 ou
pest
un
facteur
de
tous
les coefficients
du
polynome
g!
'IjJ
(x)
-
g!
'lp
(1).
Par
conséquent
G
est
Ie
pro
duit
d'un
nombre'
fini
de
nombres
premiers.
Soit
E I'
ensemble
des
nombres
naturds
t qui
satisfont
pour
tout
f.acteur
premier
P
de
K U
U'
G
la
condition
suivante,
dans
laquelle
P"
désigne
la
puissance
la plus élevée
de
P qui
est
un
diviseur
de
K U.
1.
Si
P
n'est
pas
un
facteur
de
U,
il
existe
au
moins
un
entier
X
~~"u'
(mod.
U')
qui
n'est
pas
divisible
par
P, tel
que
'Ij)
(X)
--
t
soit
divisible
par
pO',
mais
non
par
P6J+l.
2.
Si
Pest
un
facteur
de
U,
i1
existe
au
moins
un
entier
X =
u'
(mod.
U')
qui
n'est
pas
divisible
par
P, tel
que
1P
(X)
+
Ku
-t
soit
divisrble
par
P"'.
Considérons
d'abord
un
nombre
naturel
t qui n'appartirent
pas
à E
et
qui
possède
la
susdite
forme
(58).
Puisque
t
n'appartient
pas
à E,
au
moins
un
facteur
premier
P
de
K U
U'
G jouit
de
la
propriété
suivante:
1)
Voir
Proc. Kon. Ned. Akad. v. vVetenschappen, A'clam, 41,
227-237;
350-361;
442-453;
556-567
(1938).
3
1.
Si
P n"est
pas
un
facteur
de
U,
il
n'
existe
aucun
entier
X = UI
(mod.
UI)
qui
n'est
pas
divisible
par
P tel
que
'IjJ(X) -t
soit
divisible
par
p'"
et
non
par
pO'+l.
Parce
que
P
n'est
pas
un
facteur
de
U, Ie
nombre
pu'
est
un
diviseur
de
K,
par
conséquent
aussi
de
-
Kp
=
'IjJ
(p')
-t.
Si
p'
n'
est
pas
égal
à P, la
puissance
po,+l
est
donc
un
diviseur
de
Kp,
de
sorte
que
pest
divisible
par,
c'
est
à
dire
égal
à
P.
2.
Si
Pest
un
facteur
de
U,
tout
entier
X=:=
u'
(mod.
U')
tel
que
'tp(X) +
Ku
-t
soit
divisible
par
pO',
est
divisible
par
P.
Puisque
1p(p') +
Ku-t=
K(u-p)
est
divisible
par
KU,
c'est~à~dire
par
P", Ie
nombre
premier
p'
est
divisible
par,
c'
est~à~dire
égal
à
P.
Ainsi
nous
avons
obtenu
Ie
résultat
suivant:
Si
un
nombre
naturel t
n'appartenant
pas à E
peut
être
mis
sous
Za
forme
(58),
ou
pest
un
nombre
premier
~.~
u
(mad.
U)
et
p'
un
nombre
premier
.
u'
(mad.
U'),
au
moins
un
de
ces
deux
nombres premiers est
un
facteur
de
KUU'G.
Pour
les
nombres
tappartenant
à E
je
déduirai
Ie
résultat
suivant:
Proposition
10: P,resque
tout
entier
appartenant
à E
peut
être mis
sous
Za
susdite
forme
(58).
A
tout
nombre
naturel m correspond un'
nombre
CS7'
dépendant
uniquement
de
m,
K,
U,
U'
et
du
choix
du
polynome
'lp
(x)
tel
que
Ze
nombre
des
exceptions
;;;;;
N soit pour
tout
N;;;;;
3 inférieur à
CS7N {log N
)-m.
Si
nous
voulons
savoir
quels
nombres
naturels
t
sont
égaux
à
un
nombre
premier
augmenté
du
carré
d'un
nombre
premier,
nous
posons
K=U=U
I=
1;
'IjJ(x)=x
2;
G
est
Ie
pro
duit
des
nombres
premiers
p tels
que
tout
entier
X
non
divisible
par
p
satisfait
la
congruence
X2
--:
1
(mod.
p),
c'
est,·à~dire
la
eon~
gruence
X:=
± 1
(mad.
p),
d'
ou
il
suit
G
=-=
2.3 = 6. L'
ensemble
Eest
formé
par
les
nombres
naturels
t
satisfaisant
la
condition
suivante:
à
tout
facteur
premier
p
de
6
eorrespond
au
moins
un
entier
x
non
divisible
par
p, tel
que
x2-t
ne
soit
pas
divisible
par
p.
Le
facteur
p = 2
fournit
la
condition
que
t
soit
pair.
Le
facteur
p = 3
donne
la
condition
que
t
soit
congru
à 0
ou
2
(mod.
3).
Eest
donc
l'
ensemble
des
nombres
naturels
==
0
ou
=-=
2
(mod.
6).
Ainsi
on
obtient
Ie
résultat,
mentionné
au
eom~
menc'ement
de
la
première
communication:
presque
tout
nombr'e naturel qui
est
congru à 0 ou 2
(mad.
6)
est
égaZ
à
un
nombre
premier,allgmenté
du
carré
d'un
nombre
premier.
Si
nous
pos
ons
K=U=U'=l,
1jJ
(x)
=x
fJ
(g
entier
> 0),
G
est
Ie
pro
duit
des
nombres
premiers
p
pour
lesquels
chaque
entier
x~
non
divisible
par
p,
satisfait
la
congruence
(mod.p).
(60)
Chaque
nombre
premier
p,
tel
que
p
-,1
soit
un
diviseur
de
!J.
est
done
9*
4
un
facteur
de
G.
D'autre
part,
si Ie plus
grand
commun
diviseur
d
de
p - 1
et
g
est
inférieur
à p -
1,
il
existe
au
moins
un
entier
x,
non
divisible
par
p,
Del
que
xd
ne
soit
pas
congru
à 1
(mod.
p),
d'ou
il
suit
que
x
ne
satisfait
pas
à la
congruence
(60).
G
est
donc
le
pro
duit
des
nombres
premiers
p, tels
que
p - 1
soit
un
diviseur
de
g.
L'ensemble
E
est
formé
par
les
nombres
naturds
t tels
qu'
à
tout
facteur
premier
P
de
G
c'Ürresponde
au
moins
un
entier
X,
non
divisible
par
P, av,ec la
propriété
que
X g -t
ne
soit
pas
divisible
par
P.
En
vertu
de X g
=c
1
(mod.
P).
Eest
donc
formé
par
les nombr'es
naturels
t tels
que
t -1
soit
premier
avec
G.
Ainsi
nous
trouvons
un
autre
résultat,
Hgurant
dans
Ie
commen~
cement
de
la
première
communication:
presque tout nombre naturel t tel que t -1 soit premier avec G, est égal
à un nombre premier, augmenté de
la
gième
puissance
d'un
nombre premier.
On
trouve
Ie
troisième
cas particulier, trtaité
dans
Ie
commencement
de
la
première
communication,
en
posant
K = U =
U'
=
1,
tandis
que
1jJ(X)
désiglne
un
polynome
réel
quelconque,
qui
prend
des
valeurs
entières
pour
tout
es les
valeurs
entières
de
x
et
qui
croît
indéfiniment
avec
x.
Dans
ce
cas
je
démontrerai
que
Eest
formé
par
les
nombres
naturds
t tels
qu'à
tout
nombre
premier
w
corresponde
.au moins
unentier
y,
non
divisible
par
w,
satisfaisant
la
condition
que
t-1jJ(Y)
ne
soit
pas
divisible
par
w.
Je
distingue
trois
cas:
L
Supposons
que
t
appartienne
à E et
que
w
soit
un
facteur
premier
de
G.
De
la
définiti'Ün
de
l'
ensemble
E il
suit
qu'
ilexiste
au
moins
un
entier
y,
non
divisible
par
w,
tel
qu~
t-1jJ(Y)
ne
soit
pas
divisible
par
w.
II.
Supposons
que
t
appartienne
à E et
que
le
nombre
premier
w
ne
soit
pas
un
f.acteur
de
G.
Alors
les
nombres
1jJ
(x),
ou
x
est
entier
et
non
divisible
par
w,
n'appartiennent
pas
à la même
classe
de
restes
(mod.
w).
de
sorte
qu'
on
peut
trouver
au
moins
un
entier
y,
non
divisible
par
w,
tel
que
t -
1jJ
(y)
ne
soit
pas
divisible
par
w.
111.
Supposons
que
Ie
nombre
naturel
t
n'appartienne
pas
à E.
Dans
ce
cas
au
moins
un
facteur
premier
w
de
G
possède
la
propriété
que
'Ij)
(x)
-t
soit
divisible
par
w
pour
tout
entier
x,
non
divisible
par
p.
Dans
ce
cas
il
est
donc
impossible
de
trouver
un
entiery,
non
divisible
par
w,
tel
que
t -
1jJ
(y)
ne
soit
pas
divisible
par
w.
Eest
donc
formé
par
les
nombres
natureis
t tels
qu'à
tout
nombre
premier
w
corvesponde
alu
m'Üins
un
entier y,
non
divisible
par
w,
satis~
faisant
à
la
condition
que
t -'Ij)
(y)
ne
soit
pas
divisible
par
w.
La
proposition
10
n'Üus
apprend:
presque tout nombre, appartenant à
E,
peut être mis sous
la
[arme
p + 'Ij)
(p'),
011
P et
p'
sant des nombres premiers.
Retournons
à
la
proposition
10.
Pour
la
démonstration
de
cette
pro~
position
il
suffit
de
traiter
le cas
particulier
ou
'Ij)
(x)
est
un
polynome
à
coefficients entiers. Af,in
de
démontrer
cette
r'emarque,
j'introduis
Ie
pro~
5
duit
G*
des
nombres
priemiers p qui
ne
sont
pas
un
facteur
de
U'
et
pour
lesquds
la
congruenoe
g
/1p
(x) -
g!
1jJ
(1)
(mod.
p)
est
vérifiée
par
chaque
entier
x qui
n'est
pas
divisible
par
p.
En
outre
j'
introduis
l'
ensemble
E*
des
nombres
naturels
r qui
satisfont
pour
tout
facteur
premier
P de g f K U U'
G*
la
condition
suivante,
dans
laquelle
désigne
la
puissanoe
la
plus
élevée
de
P qui
est
un
diviseur
de
g!
K
U:
1.
Si
P
n'
est
pas
un
facteur
de
U,
i1
existe
au
moins
un
entier
X c
__
u'
(mod.
U')
qui n"est
pas
divisible
par
P, tel
que
g!
1P
(X)
--
r
soit
divisible
par
P;,
mais
non
par
P;+l.
2.
Si
Pest
un
facteur
de
U,
il
existe
au
moins
un
entier
X
=c=
u'
(mod.
U')
qui
n'est
pas
divisible
par
P, tel
que
g!1jJ(X) +
gfKu-r
soit
divisible
par
P;.
Afin
:de
démontrer
que
pour
tout
élément
t
de
E
Ie
produit
gft
appar~
tient
à E*,
je
distingue
trois
cas
différents:
I.
Soit
P
un
facteur
premier
de
K U'
G,
mais
pas
de
U.
Au
nombre
t
appartenant
à E
correspond
au
moins
un
entier
X
=u'
(mod.
U')
qui
n'
est
pas
divisible
par
p,
tel
que
1jJ
(X)
-t
soit
divisible
par
p-,)
,
mais
non
par
pO)+l.
Alors
g
hjJ
(X)
-
g!
test
divisible
par
p;
et
non
par
PÇ+l,
parce
que
Ie
facteur
P
figure
dans
g!
précisément
C - w fois.
IJ.
Dans
Ie
cas, ou
Pest
un
facteur
premier
de
U,
on
peut
trouver
au
moins
un
,entier X
==
u'
(mod. U')
que
n'
est
pas
divisible
par
p, tel
que
1p(X) + K u -t soilt divisible
par
P0),
de
sorte
que
g!
1p(X) +
g!
K
u--g
I t
est
divisible
par
P;.
lIL
Soit
P
un
facteur
premier
de
G*,
mais
non
de
K U U'
G.
Alors
p;
est
la
puissance
la plus élevée
de
P
qui
est
un
diviseur
de
g f
Puisque
P
n'
est
un
fadeur
ni
de
U'
ni
de
G,
on
peut
trouver
un
entier
x
non
divisible
par
P tel
que
1p(X)
jZé
t
(mod.P);
si
ron
choisit X
=_cu'
(mod.
U')
et
X
=ex
(mod.P)
on
obtient
donc
un
ent
ier
X=u'
(mod.
U') qui
n'est
pas
divisible
par
P, tel
que
1jJ
(X)
-t
ne
soit
pas
divisible
par
P;
par
conséquent
g!
1jJ(X) -
g!
test
divisible
par
p;
et
non
par
P;+l.
Si
la
proposition
10
est
déj à
démontrée
dans
Ie
cas
particulier
ou
1jJ
(x)
est
remplacé
par
un
polynome
à coefficients entiers,
je
puis
appliquer
cette
proposition
avec
gI1fJ(x).
gfK.
G*,
gIN
et
E*
au
lieu
de
1jJ(x), K.
G,
N et E.
Presque
tout
nombre
gIt
de
E*
peut
être
mis sous
la
forme
g!
Kp
+ g I
1jJ
(p'). ou
pest
un
nombre
premier
'-==
u
(mod.
U)
et
p'
un
nombre
premier
~~~
u'
(mod.
U'),
de
sorte
que
presque
tout
nombre
t
de
E
possède
la
forme
(58).
Dans
ce
qui
suit
dans
ceUe
communication
je
me
bornerai
à
un
polyp
nome
'Ij)
(x)
dont
tous
les coefficients
sont
entiers.
Désignons
par
P(t)
Ie
nombre
des
manières
dont
on
peut
écrire
Ie
nombre
naturel
t
sous
la
forme
(58),
ou
p----u
(mod.
U)
et
p'==u'
(mod.
U');
posons
6
1
-1+--
_ 1
H!{
h a
cp
(t)
-
---~I
~---
2,
~---'----'---
(61)
--
h--2b
(
h)
(
t-h)
K ba
cp
(U)
cp
(UI)
-log
7;-
log
--j(
(b
est
Ie
premier
coefficient
du
polynome
1jJ
(x)
'=
b xg +
...
;
cp
( t)
s'
annule
pour
tout
t < 2 K + 2
b)
et
Qj~'
(t)
=
lT
W
(p,
t)
•.
(62)
p~(logt)"
ou
W (p. t)
est
défini
pour
tout
entier
t
et
pour
tout
nombre
premier
p
de
Ia
manière
suivante
(dans
eette
définition
p."
est
la
puissance
la
plus
élevée
de
p
qui
est
un
diviseur
de
K U,
tandis
que
cp(
U)
désigne
Ie
nombre
des
nombres
naturels
;;;;
U
qui
sont
premiers
avec
U):
pour
un
nombre
premier
p
qui
n'est
pas
un
facteur
de
U. Ie
produit
(63)
est
Ie
nombre
des
nombres
naturels
h
s;
p'''+1
UI
qui
sont
congrus
à
u'
(mod.
U')
et
qui
ne
sont
pas
divisibles
par
p.
tds
que
1jJ
(h)
-t
soit
divisibIe
par
p''',
mais
non
par
p"'+I;
pour
un
facteur
premier
p
de
U Ie
produit
(64)
est
égal
au
nombre
des
nombres
nature
Is
h;;;;
p'"
U'
qui
sont
congrus
à uf
(mod.
U')
et
qui
sont
premiers
avec
p"',
tels
que
1jJ
(h) + K u -t
soit
divisible
par
p"'.
Pour
un
nombre
premier
qui n"est
un
facteur
ui
de
U
ni
de
U', Ie
produit
(p--l)2
,
--"
-~--
W (p,
t)est
done
egal
au
nombre
des
nombres
naturels
h
sp'"
+ 1
P -
qui
ne
sont
pas
divisibles
par
p,
tds
que
1jJ
(h) -t
soit
divisible
par
P"'.
mais
non
par
p,,+I.
Pour
un
nombr1e
premier
quiest
un
facteur
de
U,
mais
pas
de
U', Ie
produit
p-:-l
W (p, t)
est
égal
au
nombre
des
nombres
naturels
p
h;;;;
p'"
qui
sont
premiers
avec
p"', tels
que
'1.p(h)
+ K u -t
soit
divisible
par
p'''.
W(p,
t)
est
positif
pour
tout
entier
t
et
pour
tout
nombre
premier
p
qui
, ( 1
)2
n'est
pas
un
facteur
de
KUU'G.
En
effet,
L=
___
W(p,
t)
estalors
Ie
p
nombre
des
nombr·es
naturels
h;;;;
p -1 tels
que
'lp
(h) -t
ne
soit
pas
divisible
par
p;
la
relation
W (p, t)
t=
0
implicerait
que
pest
un
facteur
de
tousles
nombres
1jJ(X)
-t,
ou
l'entier
x
n'est
pas
divisible
par
p;
ce
nombre
p
serait
alors
un
facteur
de
G.
Pour
un
facteur
premier
p
de
K U U'
Gilsuit
de
la
définition
de
7
l'
ensemble
E
que
W (p, t)
est
positif
ou
nul,
selon
que
Ie
nombre
naturel
t
appartient
à E
ou
non.
Si
ron
choisit
rentier
t>
1
et
Ie
nombre
y tels
que
(log t
)"
soit
supérieur
ou
égal
au
plus
grand
facteur
premier
de
K U
U'
G.
Je
nombre
[2:
(t)
est
donc
positif
ou
nul,
sdon
que
t
appartient
à E
ou
non.
Pom
les
entiers
t>
1
qui
n'
appartienent
pas
à E, F (t) est,
comme
nous
l'
avons
observé,
borné,et
cp
(t)
.12:
(t) s
'annule,
si ]'
on
choisit
y
supérieur
ou
égal
au
plus
grand
facteur
premier
de
K U
U'
G.
Proposition
11:
Si
mest
positif
et
si
l' on a
v>3mg+2m+2g,
presque tout nombre t appartelJant à E saUsfait à
la
lrelation
F
(t)
= (1 +
_!L-;;.)
cp
(t)
Q~
(t).
ou
[8[
<
1.
(log
t)
(65)
Le
nombre
des
exceptions
;;;;
Nest
pour
tout
N
~
3 inférieur à
cssN
(log
N)
-m,
ou
Css
dépend
uniquement
de
m,
y,
K, U, U'
et
du
choix
du
polynome
1jJ(X).
11
est
évident
que
la
proposHion
10
est
une
conséquence
immédiate
de
la
proposition
11.
Dans
Ie
cas
particulier
ou
K=U==U
I
=l,
G
est
égal
à 6,
comme
nous
l'avons
vu,
tandis
que
Eest
l'ensemble
des
(p_._1)2
nombres
naturels
t=-_.O
ou
=- 2
(mod.
6).
Le
pro
duit
.----
W
(p.
t)
p
est
égaI
au
nombre
des
nombres
natureIs
h;;;;
p-I
tels
que
h2
-t
ne
soit
pas
divisible
par
p,
c'
est~à~dire
(p=_ll:
W (p, t)
est
pour
tout
nombre
p
premier
p>
2
égal
à
p--3
ou
p-I,
selon
que
test
un
reste
quadratique
de
p
ou
non;
pour
tout
nombre
pair
t
on
a t W (2, t)
O::o~
1.
Ainsi
on
trouve:
Pour. presque
tout
nomb,re naturel t
==
0
ou
2
(mad.
6)
Ze
nombre
des
manières
d'
écrire
t
comme
un
nombre
premier
augmenté
du
carré
d,
un
nombre
premier,
est
égal à
ou
[()
[ < 1;
dans
cet
énoncé
je
suppose
que
m soit positif
et
que
v
soit
supérieur à 8 m + 4:
Ze
produit
III
est
étendu
à
tous
les nombres premiers
impairs p
;;;;
(log
t)
v,
pour lesquels
test
un
reste quadratique
de
p,
tandis
que
II
2
est
étendu
ailX autres nombres premiers impairs
p;;;;
(log
t)v.
Le
nombre
des
exceptions
;;;;
Nest
potlr
tout
N
~
3 inférieur
a.
CS9
N (log N )-m, ou
CS9
dépend
uniquement
de
m
et
de
Y.
De
la
même
manière
que
j'ai
déduit
la
propositron
8 ,de
la
proposition
9
(p.
448
et
565),
je
puis
démontrer
que
Ia
proposition
11
résulte
de
la
proposition
suivantle:
·.~
.....
2 .... n
8
Proposition
12:
Si
Mest
un
nombre
positif
et
si y
est
supérieur
à g
M,
on
a
pour
tout
N
;:;;
3
[N]
1+
2.
2,' 1 F
(t)
-
cp
(t)
Q:
(t)
12
< C90 N g (log
N)-M,
t=2
ou
CgO
dépend
uniquement
de
M,
y,
K,
U,
U'
et
du
choix
du
polynome
'ljJ(x) .
La
démonstration
de
cette
proposition que
je
donnerai
dans
la
commu~
nication
suivante
est
analogue
à celle
de
la
proposition 7 (p.
557-566),
mais
d'abord
je
dócluirai quelques lemmes.
Au
lieu
du
lemme 9 (p. 449)
j'utiliserai
maintenant
Ie lemme
SUÎ\nant:
Lemme
14: A
tout
nombre
naturel
et
à
tout
polynome
1fJ
(x) =
bx
g +
...
(b>
0)
du
degré
g;:;;
1 à
coefficients
entiers cOt'respond
un
nombre
positif
c91
jouissant
de
la
propriété suivante:
Si
nous
désignons
par
A'
un
nombre
;:;;
2 b, par B'
un
nombre
>
A',
par
y
un
nombre
réel, par k
un
nombre
nlatulrel, par h
un
entier premier
avec
k
et
si 2,'
est
étendu
à to
us
les entiers
v'
>
A'
et
:s;
B'
et
:s;
y
auxquels
v'
:::;
y
correspond
au
moins
un
nombre
premier p
::::=::
h
(mad.
k)
tel
que
'ljJ
(p)
= v',
na
us
avons
2,'*
vl<y
\
b-g
,-I
+-
IJ
g
1---
~
--
ep
(k)
A'<v'_<B'
v'
_
log--
v'
::::
y b
1
< C9\
Big
(log
BY
.
Démonstration:
Comme
nous
l'
avons
vu
dans
la
démonstration
du
lemme 9 (p. 449) nous
pouvons
supposer
y
;:;;
B'
et
A'
;:;;
C92'
ou
C92.
dépen~
dant
uniquement
du
choix
du
polynome
'ljJ(x),
est
choisi si
grand
qu'à
toute
valeur
de
v';:;;
C92
correspond
une
seule
valeur
positive
de
x telle
que
1jJ
(x)
= v'.
En
choisissant les
nombres
positifs a
et
f3
de
telle façon
que
nous
ayons
'Ij) ( a) =
A'
et
'ljJ
(f3)
=
B',
nous
obtenons
2,'* 1 = 2,'
v'
C(::Sp~f3
f3
==
h (mod. k),
par
suite, en
vertu
du
théorème
de
SIEOEL-W
ALFISZ
(lemme
7;
p. 448)
I.;:'
1 - 'I' :k)
fit;
u 1 <
c"
P (log p)-m <
c"
B+
(log
BY';
a
c
g3
dépend
uniquement
de
m,
tandis
que
C94
dépend
seulement
de
m
et
du
choix
du
polynome 'Ij)
(x)
.
9
En
posant
w=
1fJ
(u) I on
obtient
f3
B'
J
dU
J
dw
log
u -
~'
(u)
log
u'
a
A'
ou
bug=w
(1
+ o
(w-f)).
1
u = (
~
)u
(1
+ 0
(w
-~)
) ,
'IfJ'
(u)
= g
bug-I
(1
+ 0 (U-I))
=gb~
wl
-;
(1
+ 0
(w
-;)).
1 w (
_2.)
log
u = -
log
_.- + 0 w g
g b '
par
conséquent
J
~
~ -b
_2.
JB'
w-
1
+f
dw
(B'
w-
I
dw
log
u -g
---w--
+ 0
--w-
a
log
-
~
log
._.
AI
b
AI
b
I
-1+
2.
= b -
'g-
2,'
._IJ_'.
__
..
~gnn
+ 0 (log
log
(3
+ B')
).
A'<v'<B'
Ainsi Ie lemme
14
est
démontré.
log---
b
En
outre
j'ai
besoin
du
théorème
suivant,
à
M.
L
M.
VINOORADOW.
Lemme
15: A
chaque
couple
de
nam
bres natulrels g
et
m cot't'espondent
un
nombre
naturel
r;
et
un
nombre
positif
C95
ayant
la propriété
suivante:
Si
Z
est
supérieur
à 3
et
si
x
(x)
=
ax
g +
...
désigne
un
polynome
réel
du
degré
g,
tandis
qu'
à a
correspond
une
fraction it't'éductible a
telle
que
q
I a -
-:
I--=::
q-I
Z-g
(log
Z)'l
et
(log
Z)'1--=::
q~
Zg
(log Z)-'1,
on
a
(f,
(66)
10
Lemme
16:
Les
nombres
'Y)
et
C95'
définis
dans
Ze
Zemme précédent,
possèdent
la propriété suivante: pour
toute
paire
de
nombres
réels Z > 3
et
a,
telle
qU-ê
l'inte,rvalle fermé
(a
=t=
Z-g
(log
z)
'1)
ne
contienne
auCtlne
fraction à
dénominateur
positif < (log Z)'1,
chaque
polynome
réel
x(x)l=ax
g +
...
du
degré
g satisfait l'inégalité (66).
Dans
ces
communications
(a
=t=
n
désigne
l'intervalle
(a-
C,
a +
C)·
Démonstration:
Posons
T = Z g (log Z )-'1.
Puisque
l'intervalle
fermé
(a
=t=
-~-)
ne
contient
aucun
nombre
entier,
on
aT>
1.
D'après
un
tJhéorème
connu
de
DIRICHLET,
il
existe
au
moins
une
fraction
irréductible
-~
telle
qu'on
ait
q
o < q = r
et
\ a - : \ <
f~·
Cette
fraction
{-
étant
située
dans
l'intervalle
( a
=t=
-~
)
possède
un
déno~
minateur
;:-;:
(log Z)'1,
de
sorte
que
Ie
Iemme
16
découle
du
lemme
précédent.
Lemme
17: A
chaque
système
de
nombres naturels g, m
et
U'
cor~
respondent
un
nombre
naturel C
et
un
nombre positif
C96
ayant
la propriété
suivante: pour
toute
paire
de
nombres
It'éels
Z > 3
et
a,
telle
que
r intervalle
fermé
(a
=t=
Z
-g
(log
z);)
ne
contienne auCtlne fraction à
dénominateur
positif <
(logZ)Ç,
chaque
polynome
réel
x(x)!=ax
g +
...
du
degré
g
satisfait pmllr
tout
ent
ier u',
qui
est
premier
avec U', l'inégalité
I
.J:
e2JTiX
{p)
\ < C96 Z (log Z)-m.
p~z
P
=:
u'
(modo
U')
Démonstration:
1.
Soit
g =
1.
Le
nombre
C =
'Y)
+ 1,
ou
'Y)
désigne
le
nombre
mentionné
dans
Ie Iemme 15,
possède
la
propriété
désirée.
En
eHet,
sans
nuire
à
la
généralité
nous
pouvons
supposer
log Z > U'.
Soit
h
un
entier
quelconque.
Puisque
((J.
=t=
Z
-g
(log z)
'1
-I-
J)
ne
contient
aucune
fraction
à
dénominateur
positiE < (log Z)'1 +
I,
l'intervalle
fermé
(a
-+
~,
=t=
Z--g (log
Z)'I)
ne
ren
ferme
aucune
fraction
à
dénominateur
positif
<
~()g
fj,)'1-1-I,
par
suite
à
plus
forte
raison
aucune
fraction
à
déno
F
minateur
positive
< (log 2)'1.
Le
lemme
précédent
nous
apprend
done
\
2",i
(C<-I-h,)p
\ <
Z(l
Z)-m
.J:
e u C9S
og
,
p<z
d'
ou
il
suite
que
u'
-2"ih,,'
_ (
h)
1
-----
2,-"
c<-I-u
P
.J:
eZnic<p
=--/
.J:
e
u'
.J:
e '
p~z
U
h=1
p::2,Z
p ::::
u'
(modo
U')
est
également
en
valeur
absolue
inférieure
à
c95
Z (log
Z)-m.
11
2.
Soit
g:2;
2.
Le
nombre
C =
'Y)
défini
dans
Ie lemme 15
possède
la
propriété
désirée.
Car
d'
après
Ie
lemme
préeédent,
appliqué
av,ee
hx
X(x)
+
Ct
au
lieu
de
x(x),
on
a
I
p~/2nj(X(Pl+'[f;)
I
<C9s
Z(logZ)-m,
d'
ou
il
suit
que
1
:E
eZ,-,ix{p)
=-,
p:;;;'z
U,
U'
2nihu'
(hp)
-----
2ni
x(p)-I--
.J:
e
U'
.J:
e u'
h=1
p<Z
p
==
u'
(mod.
U)
est
également
en
valeur
absolue
inférieure
à
C952
(log
Z)-m.
Lemme
18: A
chaque
système
de
nombres
naturels g, m,
U'
et
b
correspondent
un
nombre
naturel
'Y)
et
un
nombre
positif
C97
ayant
la
pro~
priété su ivan te: pour
toute
paire
de
nombres réels Z > 3
et
(J.,
telle
que
l'intervalle fermé
(a
=t=
Z-g
(log
Z)'
1)
ne
contienne auCtlne fraction à
dénominateur
positif < (log Z)'1,
chaque
polynome
réel X
(x)
=::
ab
xg +
...
du
degré
g satisfait pour
tout
entier u', à l'inégalité
I
.J:
e2,-,iX(p) I < C97 Z (log Z)--m.
p~z
p=:u' (mod.
U')
(67)
Démonstration:
Le
nothbre
'Y)!=!; +
1,
ou
!;
désigne
Ie
nombre
men~
tionné
dans
Ie
lemme
préeédent,
possède
la
propriété
désirée.
En
effet,
nous
pouvons
supposer
log Z >
b;
puisque
(a
=t=
Z-g
(log
Z)
ç -1-1)
ne
contient
aueune
fraction à
dénominateur
positiE < (log
Z);
-1-1,
l'intervalle
fermé
(a
b
=t=
Z - g (log
Z)
q
ne
ren
ferme
aueune
fraction
à
dénominateur
. . (log Z)s + 1 . . , .
posltIf < b
,par
sUite a
plus
forte
raison
aueune
fraction à
dénominateur
positiE < (log
2)
ç,
de
sorte
que
Ie lemme 18
est
une
eonsé~
quenee
immédiate
du
lemme
préeédent.
Lemme
19: A
chaque
système
de
nombres
naturels g, m,
U'
et
b
correspondent
un
nomb"e naturel
!;
et
un
nombre
positif
C9S
ayant
la
pro~
priété suivante: pour
tout
système
de
nombres
réels 2 >
3,
Y
et
a,
tel
que
. r intervalle fermé
(a
=t=
Z-
g
(log
Z)
Ç)
ne
contienne
aucune fraction à
dénominateur
positif < (log
Z)
ç,
chaque
polynome
réel X
(x)
'==-
a b xg +
...
du
degré
g satisfait, pour
tout
entier
u'
qui
est
premie" avec U', à l'inégalité
I
.J:
eZ,-,;ix
(p)
I < C98 Z (log
Z)-m.
Y<p<z
p-lt'
(mod.
U')
Démonstration:
Le
nombre
!;:=
1 +
'Y)
+ g
m,
ou
'Y)
est
Ie
nombre
figurant
dans
Ie lemme
préeédent,
possède
la
propriété
désirée.
En
eHet,~l'inégalité
1 / 6 100%

Contribution à la théorie additive des nombres. V

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