Nombres premiers

Déterminer si un nombre exprimé en fonction de nn est premier - Exercice 1

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Question 1

Soit nn un entier naturel tel que n4n\ge 4. Le nombre n24n^{2}-4 est-il premier ?

Correction
Soit n4n\ge 4 . On peut écrire que n24=(n2)(n+2)n^{2} -4=\left(n-2\right)\left(n+2\right) .
Raisonnement par l’absurde\red{\text{Raisonnement par l'absurde}} :
Supposons que n24n^{2} -4 est premier alors obligatoirement un de ces facteurs doit être égale à 11.
D’une part :\text{\blue{D'une part :}}
Si le premier facteur n2=1n-2=1 alors nn doit prendre la valeur n=3n=3 mais cela n'est pas possible car n4n\ge 4 .
D’autre part :\text{\blue{D'autre part :}}
Si le deuxième facteur n+2=1n+2=1 alors nn doit prendre la valeur n=1n=-1 mais cela n'est pas possible car nn n'est pas un entier naturel.
Conclusion :\text{\blue{Conclusion :}}
On arrive à une contradiction, car on a supposé n24n^{2} -4 est premier et de ce fait obligatoirement un de ces facteurs devait être égale à 11. C'est donc que l'hypothèse faite est fausse.
Pour tout entier naturel nn tel que n4n\ge 4, le nombre n24n^{2}-4 n'est pas premier .
Question 2

Soit nn un entier naturel non nul. Démontrer que n37nn^{3}-7n n'est jamais premier.

Correction
Soit nn un entier naturel non nul. nous allons factoriser l'expression n37nn^{3}-7n.
On a donc : n37n=n(n27)n^{3}-7n=n\left(n^{2}-7\right)
Raisonnement par l’absurde\red{\text{Raisonnement par l'absurde}} :
Supposons que n37nn^{3}-7n est premier alors obligatoirement un de ces facteurs doit être égale à 11.
D’une part :\text{\blue{D'une part :}}
Si le premier facteur nn vaut 11 alors l'expression alors n37n=6n^{3}-7n=-6 et 6-6 n'est pas un nombre premier.
D’autre part :\text{\blue{D'autre part :}}
Si le deuxième facteur n27=1n^{2}-7=1 alors n2=8n^{2}=8 ce qui implique que n=8n=\sqrt{8} ou n=8n=-\sqrt{8} mais cela n'est pas possible car nn n'est pas un entier naturel.
Conclusion :\text{\blue{Conclusion :}}
On arrive à une contradiction, car on a supposé n37nn^{3}-7n est premier et de ce fait obligatoirement un de ces facteurs devait être égale à 11. C'est donc que l'hypothèse faite est fausse.
Pour tout entier naturel nn non nul, le nombre n37nn^{3}-7n n'est jamais premier.