{"id":3881,"date":"2020-11-02T09:49:47","date_gmt":"2020-11-02T08:49:47","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/?p=3881"},"modified":"2021-01-25T15:30:16","modified_gmt":"2021-01-25T14:30:16","slug":"nombres-premiers-symetriques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/","title":{"rendered":"Nombres premiers sym\u00e9triques"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nombres premiers sym\u00e9triques: qu&rsquo;est-ce que c&rsquo;est  ?<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Je ne vais pas vous parler de nombres premiers palindromes (comme 131, qui est premier et qui se lit de droite \u00e0 gauche comme de gauche \u00e0 droite).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Regardons \u00e7a de plus pr\u00e8s&#8230;<\/p>\n\n\n\n<!--more-->\n\n\n\n<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_85 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-white ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Au menu sur cette page...<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/#A_lorigine_des_nombres_premiers_symetriques_The_Big_Bang_Theory\" >\u00c0 l&rsquo;origine des nombres premiers sym\u00e9triques: The Big Bang Theory<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/#Sont-ils_nombreux\" >Sont-ils nombreux ?<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/#Une_fonction_qui_nous_dit_si_un_nombre_est_premier\" >Une fonction qui nous dit si un nombre est premier<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/#Une_fonction_qui_liste_les_premiers_nombres_premiers_symetriques\" >Une fonction qui liste les premiers nombres premiers sym\u00e9triques<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/#Reflexions_diverses\" >R\u00e9flexions diverses<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/#Lensemble_nest_pas_un_groupe\" >L&rsquo;ensemble n&rsquo;est pas un groupe<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/2020\/11\/02\/nombres-premiers-symetriques\/#Quel_genre_de_raisonnement\" >Quel genre de raisonnement ?<\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"A_lorigine_des_nombres_premiers_symetriques_The_Big_Bang_Theory\"><\/span>\u00c0 l&rsquo;origine des nombres premiers sym\u00e9triques: The Big Bang Theory<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00c9tant fan de cette s\u00e9rie t\u00e9l\u00e9vis\u00e9e, il m&rsquo;arrive de la regarder tr\u00e8s souvent. Dans un \u00e9pisode, l&rsquo;un des personnages (Sheldon Cooper) mentionne ne fait que \u00ab\u00a073\u00a0\u00bb est le meilleur nombre.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nombres-premiers-symetriques-73-763x1024.jpg\" alt=\"nombres premiers sym\u00e9triques nombre 73 the big bang theory sheldon cooper\" class=\"wp-image-3882\" width=\"293\" height=\"393\" srcset=\"https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nombres-premiers-symetriques-73-763x1024.jpg 763w, https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nombres-premiers-symetriques-73-300x403.jpg 300w, https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nombres-premiers-symetriques-73-600x805.jpg 600w, https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nombres-premiers-symetriques-73-224x300.jpg 224w, https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nombres-premiers-symetriques-73-768x1031.jpg 768w, https:\/\/www.mathweb.fr\/euclide\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nombres-premiers-symetriques-73.jpg 900w\" sizes=\"auto, (max-width: 293px) 100vw, 293px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Je ne vais pas expliquer ici la justification donn\u00e9e par le personnage; je vais juste me contenter de dire que parmi ces explications, le fait est que \u00ab\u00a073\u00a0\u00bb et \u00ab\u00a037\u00a0\u00bb sont deux nombres premiers et qu&rsquo;ils sont sym\u00e9triques l&rsquo;un de l&rsquo;autre.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-pullquote\"><blockquote><p>Deux nombres premiers <em>x<\/em> et <em>y<\/em> seront consid\u00e9r\u00e9s comme sym\u00e9triques si:$$x=\\sum_{k=0}^na_k10^k\\quad\\text{et}\\quad y=\\sum_{k=0}^na_{n-k}10^k.$$<\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Sont-ils_nombreux\"><\/span>Sont-ils nombreux ?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00c0 vrai dire, c&rsquo;est une question difficile. On sait que l&rsquo;ensemble des nombres premiers comporte encore des zones sombres&#8230; Une premi\u00e8re approche est de s&rsquo;aider de Python.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Une_fonction_qui_nous_dit_si_un_nombre_est_premier\"><\/span>Une fonction qui nous dit si un nombre est premier<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La premi\u00e8re chose \u00e0 faire est d\u00a0\u00bb\u00e9crire une fonction bool\u00e9enne pour savoir si un nombre est premier ou pas. Pour se faire, je vais utiliser un r\u00e9sultats de math\u00e9matiques disant que si un nombre <em>n<\/em> n&rsquo;admet aucun diviseur inf\u00e9rieur \u00e0 sa racine carr\u00e9e, alors il est premier.<\/p>\n\n\n\n<pre class=\"EnlighterJSRAW\" data-enlighter-language=\"python\" data-enlighter-theme=\"dracula\" data-enlighter-highlight=\"\" data-enlighter-linenumbers=\"false\" data-enlighter-lineoffset=\"\" data-enlighter-title=\"\" data-enlighter-group=\"\">def is_prime(n):\n    for i in range(2,int(n**0.5)+1):\n        if n%i == 0:\n            return False\n    \n    return True<\/pre>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dans cette fonction, je parcours tous les entiers <em>i<\/em> de 2 \u00e0 la partie enti\u00e8re de \\(\\sqrt{n}\\). Plut\u00f4t que d&rsquo;importer la fonction <em>sqrt<\/em> du module <em>math<\/em> de Python, je pr\u00e9f\u00e8re \u00e9lever \u00e0 l&rsquo;exposant 0,5 car \\(\\sqrt{n}=n^{0,5}\\).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pour chacun de ces entiers, je regarde si <em>n<\/em> est divisible par <em>i<\/em>; si tel est le cas, alors le reste de la division euclidienne de <em>n<\/em> par <em>i<\/em> (donn\u00e9 par n%i) est nul. Dans ce cas, cela signifie que <em>n<\/em> n&rsquo;est pas premier puisque divisible par un nombre entier autre que 1 et lui-m\u00eame. La fonction retourne alors \u00ab\u00a0False\u00a0\u00bb.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Si on sort de la boucle, cela signifie qu&rsquo;aucun entier inf\u00e9rieur \u00e0 \\(\\sqrt{n}\\) ne divise <em>n<\/em>, et donc que <em>n<\/em> est premier. La fonction renvoie alors \u00ab\u00a0True\u00a0\u00bb.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Une_fonction_qui_liste_les_premiers_nombres_premiers_symetriques\"><\/span>Une fonction qui liste les premiers nombres premiers sym\u00e9triques<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"> <\/h3>\n\n\n\n<pre class=\"EnlighterJSRAW\" data-enlighter-language=\"python\" data-enlighter-theme=\"dracula\" data-enlighter-highlight=\"\" data-enlighter-linenumbers=\"false\" data-enlighter-lineoffset=\"\" data-enlighter-title=\"\" data-enlighter-group=\"\">for k in range(11,1000):\n    sym = int( str(k)[::-1] )\n    if is_prime(k) and is_prime(sym):\n        print('{} et {} sont premiers sym\u00e9triques.'.format(k,sym))<\/pre>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ce petit programme donne:<\/p>\n\n\n\n<pre class=\"wp-block-preformatted\"> 11 et 11 sont premiers sym\u00e9triques.\n 13 et 31 sont premiers sym\u00e9triques.\n 17 et 71 sont premiers sym\u00e9triques.\n 31 et 13 sont premiers sym\u00e9triques.\n 37 et 73 sont premiers sym\u00e9triques.\n 71 et 17 sont premiers sym\u00e9triques.\n 73 et 37 sont premiers sym\u00e9triques.\n 79 et 97 sont premiers sym\u00e9triques.\n 97 et 79 sont premiers sym\u00e9triques.\n 101 et 101 sont premiers sym\u00e9triques.\n 107 et 701 sont premiers sym\u00e9triques.\n 113 et 311 sont premiers sym\u00e9triques.\n 131 et 131 sont premiers sym\u00e9triques.\n 149 et 941 sont premiers sym\u00e9triques.\n 151 et 151 sont premiers sym\u00e9triques.\n 157 et 751 sont premiers sym\u00e9triques.\n 167 et 761 sont premiers sym\u00e9triques.\n 179 et 971 sont premiers sym\u00e9triques.\n 181 et 181 sont premiers sym\u00e9triques.\n 191 et 191 sont premiers sym\u00e9triques.\n 199 et 991 sont premiers sym\u00e9triques.\n 311 et 113 sont premiers sym\u00e9triques.\n 313 et 313 sont premiers sym\u00e9triques.\n 337 et 733 sont premiers sym\u00e9triques.\n 347 et 743 sont premiers sym\u00e9triques.\n 353 et 353 sont premiers sym\u00e9triques.\n 359 et 953 sont premiers sym\u00e9triques.\n 373 et 373 sont premiers sym\u00e9triques.\n 383 et 383 sont premiers sym\u00e9triques.\n 389 et 983 sont premiers sym\u00e9triques.\n 701 et 107 sont premiers sym\u00e9triques.\n 709 et 907 sont premiers sym\u00e9triques.\n 727 et 727 sont premiers sym\u00e9triques.\n 733 et 337 sont premiers sym\u00e9triques.\n 739 et 937 sont premiers sym\u00e9triques.\n 743 et 347 sont premiers sym\u00e9triques.\n 751 et 157 sont premiers sym\u00e9triques.\n 757 et 757 sont premiers sym\u00e9triques.\n 761 et 167 sont premiers sym\u00e9triques.\n 769 et 967 sont premiers sym\u00e9triques.\n 787 et 787 sont premiers sym\u00e9triques.\n 797 et 797 sont premiers sym\u00e9triques.\n 907 et 709 sont premiers sym\u00e9triques.\n 919 et 919 sont premiers sym\u00e9triques.\n 929 et 929 sont premiers sym\u00e9triques.\n 937 et 739 sont premiers sym\u00e9triques.\n 941 et 149 sont premiers sym\u00e9triques.\n 953 et 359 sont premiers sym\u00e9triques.\n 967 et 769 sont premiers sym\u00e9triques.\n 971 et 179 sont premiers sym\u00e9triques.\n 983 et 389 sont premiers sym\u00e9triques.\n 991 et 199 sont premiers sym\u00e9triques.<\/pre>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nous avons donc une r\u00e9ponse \u00e0 notre question: les nombres premiers sym\u00e9triques ne sont pas si rares que \u00e7a&#8230;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Par soucis de \u00ab\u00a0perfection\u00a0\u00bb, je vais tout de m\u00eame am\u00e9liorer le code pr\u00e9c\u00e9dent en effa\u00e7ant les doublons. On a alors le programme complet suivant:<\/p>\n\n\n\n<pre class=\"EnlighterJSRAW\" data-enlighter-language=\"python\" data-enlighter-theme=\"dracula\" data-enlighter-highlight=\"\" data-enlighter-linenumbers=\"\" data-enlighter-lineoffset=\"\" data-enlighter-title=\"\" data-enlighter-group=\"\">def is_prime(n):\n    for i in range(2,int(n**0.5)+1):\n        if n%i == 0:\n            return False\n    \n    return True\n\nL = []\nfor k in range(11,1000):\n    sym = int( str(k)[::-1] )\n    if is_prime(k) and is_prime(sym):\n        if sym &lt; k:\n            k, sym = sym, k\n        if (k,sym) not in L:\n            L.append( (k,sym) )\n            \nfor e in L:\n    print( e )<\/pre>\n\n\n\n<pre class=\"wp-block-preformatted\"> (11, 11)\n (13, 31)\n (17, 71)\n (37, 73)\n (79, 97)\n (101, 101)\n (107, 701)\n (113, 311)\n (131, 131)\n (149, 941)\n (151, 151)\n (157, 751)\n (167, 761)\n (179, 971)\n (181, 181)\n (191, 191)\n (199, 991)\n (313, 313)\n (337, 733)\n (347, 743)\n (353, 353)\n (359, 953)\n (373, 373)\n (383, 383)\n (389, 983)\n (709, 907)\n (727, 727)\n (739, 937)\n (757, 757)\n (769, 967)\n (787, 787)\n (797, 797)\n (919, 919)\n (929, 929)<\/pre>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Vous pouvez constater que je n&rsquo;ai pas pris en compte les nombres inf\u00e9rieurs \u00e0 10, bien qu&rsquo;ils soient aussi premiers sym\u00e9triques.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">On peut aussi remarquer que parmi les nombres premiers sym\u00e9triques, il y a beaucoup de palindromes (929, 919, 787,&#8230;): un peu plus de 46 %&#8230;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Si on avait continu\u00e9 jusqu&rsquo;\u00e0 :<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>10000, il n&rsquo;y en aurait eu que 12,33 %;<\/li><li>100000, il n&rsquo;y en aurait eu que 11,96 %;<\/li><li>1000000, il n&rsquo;y en aurait eu que 1,986 %: l\u00e0, \u00e7a baisse consid\u00e9rablement. Pour information, il y a 5740 premiers sym\u00e9triques inf\u00e9rieurs \u00e0 1000000.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Je conjecture donc qu&rsquo;\u00e0 l&rsquo;instar de l&rsquo;ensemble des nombres premiers, celui des premiers sym\u00e9triques est infini.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">S&rsquo;il est ais\u00e9 de d\u00e9montrer que le premier ensemble est infini (vous pouvez lire cet <a href=\"https:\/\/blogdemaths.wordpress.com\/2013\/10\/21\/infinite-des-nombres-premiers-marre-deuclide\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">article fort int\u00e9ressant<\/a>), il n&rsquo;en est sans doute pas la m\u00eame chose pour le second.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Reflexions_diverses\"><\/span>R\u00e9flexions diverses<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Je note \\(\\mathbb{S}_\\mathbb{P}\\) l&rsquo;ensemble des premiers sym\u00e9triques.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Lensemble_nest_pas_un_groupe\"><\/span>L&rsquo;ensemble n&rsquo;est pas un groupe<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Quelle que soit l&rsquo;op\u00e9ration que l&rsquo;on d\u00e9cide d&rsquo;attribuer \u00e0 l&rsquo;ensemble \\(\\mathbb{S}_\\mathbb{P}\\), addition ou multiplication, ce n&rsquo;est pas un groupe.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En effet, 14447 et 74441 appartiennent \u00e0 \\(\\mathbb{S}_\\mathbb{P}\\), mis leur somme (88888) n&rsquo;est pas un nombre premier donc n&rsquo;appartient pas \u00e0 l&rsquo;ensemble.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">De m\u00eame, leur produit 1075449127 n&rsquo;est pas un nombre premier.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Quel_genre_de_raisonnement\"><\/span>Quel genre de raisonnement ?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La difficult\u00e9 majeure pour d\u00e9montrer la conjecture (ou au contraire la r\u00e9futer) est qu&rsquo;il est difficile d&rsquo;exprimer le sym\u00e9trique d&rsquo;un nombre premier quelconque. Dans la d\u00e9monstration d&rsquo;Euclide sur l&rsquo;infinitude de l&rsquo;ensemble des nombres premiers, on pouvait partir du fait que le produit de nombres premiers augment\u00e9 de 1 est aussi premier. Mais \\(\\mathbb{S}_\\mathbb{P}\\) a une structure plus complexe. C&rsquo;est certes un sous-ensemble de \\(\\mathbb{P}\\), mais cela ne nous aide pas.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Avez-vous une id\u00e9e ?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nombres premiers sym\u00e9triques: qu&rsquo;est-ce que c&rsquo;est ? Je ne vais pas vous parler de nombres premiers palindromes (comme 131, qui est premier et qui se lit de droite \u00e0 gauche comme de gauche \u00e0 droite). 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