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Titre : Théorie des nombres : traité de l'analyse indéterminée du second degré à deux inconnues ; suivi de l'application de cette analyse à la recherche des racines primitives avec une table de ces racines pour tous les nombres premiers compris entre 1 et 10000 : mémoire présenté à l'Académie des sciences et inséré, après rapport, au recueil des savants étrangers / par E. Desmarets,...

Auteur : Desmarest, Eugène (1786-18..). Auteur du texte

Éditeur : L. Hachette (Paris)

Date d'édition : 1852

Sujet : Théorie des nombres

Sujet : Équations du second degré

Notice du catalogue : http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37383218v

Type : monographie imprimée

Langue : français

Format : 1 vol. (IX-312 p.) : tabl. ; 27 cm

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Description : Collection numérique : Originaux conservés à la Bibliothèque de l'École polytechnique

Droits : Consultable en ligne

Droits : Public domain

Identifiant : ark:/12148/bpt6k994948

Source : Bibliothèque de l'Ecole polytechnique, A2B 196

Conservation numérique : Bibliothèque nationale de France

Date de mise en ligne : 15/10/2007

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DESMAREST, E.

TY~H~ de /~M~~C

Ï~~FWMF~ du ~~Cû~~ ~~F*~ deux ~CCMMM~

Hachette

Paris 1852


R-~asr. M MUBUft

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LANALYSE INDËTERMtNËE DU SECOND DEGRÉ A DEUX mCONMES

Dt L'APPUCATtOt) Ot CETTB AKALYSB A LA BECHtMBB MS MACtNKS PMtMmVBS

AVEC UNE TAKLE DE CBS BACMBS POUK TOfS LES NOMBMS PMMUas COMPHtS BSTRB t BT tOOOO ~jfOME P~7~ t~~O~t' Mi. SC~WBS

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/~mËORtE DES- NOMBRES

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Ambroise LEFEVRE

47 Quai uuc ~fUi~s A's~ius t'.Uilâ.

PARIS

!HBRAtME ~E L. HACHETTE ET C' Mt'B P)Kt<RK-8AMNA!!).<t, N' )<

:t'rtsde)'~o)edeM<'<h!efne.

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ERRATA.

FAUTES ESSENTIELLES A COR&tGER.

Pagett,)igne84,<K'

i6, )ignes 4 et ca/'fM )e Cfjeftieient de r.

M, )igneS, 20'?a,/w:M77.

S7,)j~7.t8.+'.

32, lignes <i,i3,)!i7, <yo«~! A an coefSeient de

44, lignes 98 et 30, <M<t': –R au second membre de ta premtere egaiite. 46, ligne 10 =R, /MM –R.

S8, lignes S, 3, 4, S, M/Tf.: te coefficient de r.

S8, ligne 10, –~ et -)-&/<, /MM +2n et

H6,)ignei2,X=.c–30,/MMX=.r+30.

188, ligne 27, n' 89, ~M n< 88.

189, ligne 2S, n' 89, /<M n° 88.

989, tigne~O, c'ett'a-dire, /M< est-ce dire


:E

THÉOME DES NOMBRES.

TRAITE

Dt

L'ANALYSE INDÉTERMINÉE Dt.'

SECOND DEGRÉ A DEUX INCONNUES.

INTRODUCTION.

i. L'analyse indéterminée du second degré est une science toute moderne. Euler parait en être te véritable créateur; on lui doit, du moins, les premières méthodes tentées sur cette partie, méthodes incomplètes, mais qui constituent les premiers enseignements réguliers sur la résolution, en nombres entiers, des équations du second degré à deux inconnues. Lagrange, Legendre, plus récemment Gauss, Poinsot, Cauchy,Jacobi, etc. ont ajouté à cette théorie des principes remarquables; les faits sont donc nombreux, mais épars, et dans la limite même de deux inconnues, cette analyse n'a pas été, ne pouvait pas être présentée en corps de science. Le traité que nous publions est le résultat de plusieurs années de travaux. Est-it un exposé méthodique et complet de cette théorie qu'Euler nommait épineuse? Prendra.t-i! la place que nous lui assignons? Le public jugera; mais nous croyons être dans le vrai en disant que cette place était libre. Ne parlons que des ouvrages les plus étendus et qui offrent un ensemble de principes sur le sujet qui nous occupe Essai ~M/' la théorie des w~M, par Legendre; DMy«w</o/!M <ï/'Mwc</cs, de Gauss. Malgré notre


protbnd respect pour ces maitres de la science, nous pensons que le premier est un simple recueil, et son titre l'indique, de principes déjà connus ou dus à l'auteur, sur la théorie des nombres, c'est-à-dire sur toute l'analyse indeter. tninee. Quant au second ouvrage, peut-être est-il permis de reprocher au savant allemand t'emptoi de notations particulières, de dénominations nouvelles qui ne paraissent pas indispensables. Remarquons, d'ailleurs, que le travail de Gauss, justement intitulé ~ec/cAf~ est purement théorique, ne donne aucun moyen pratique de résoudre en nombres entiers les équations du second degr~ à deux inconnues*. Ces remarques ne peuvent diminuer le mérite d'auteurs Cette opinion est le résultat d'une étude approfondie de l'ouvrage précité; néanmoins quelque!, développements peuvent être nécessaire)!, surtout pour ceux qui, consciencieusement sans doute, mais sur parole d'autrui, pensent que Gauss a complète cette partie de l'analyse des nombres.

Étant donné a résoudre, en nombres entiers, l'équation du second degré à deux inconnues AX'+2BXY+C~+8DX+aEY+F==0;

la méthode connue de résolution de cette équation suppose que l'on a calculé préalablement lesdiverses solutions, en nombres entiers, d'une première équation auxiliaire <M*-)-2&ty-~<y' = M, cette seconde recherche admet la connaissance des solutions entières d'une seconde équation auxi.liaire s'–A=M«; or, dans l'état actuel de cette partie des mathématiques, le dernier point qui est capital reste purement hypothétique; on n'a aucune méthode de résolution en nombres entiers, de t'équanon fondamentale z'–A=M«; Gauss perfectionné d'une manière admirable la méthode qui établit le passage des solutions supposées connues de l'équation ~*– A == aux solutions de t'équation <t~* + 8~ + <~ = M nous rendons justice pleine et entière à la ~acité du savant allemand sagacité à laquelle nous devons les principes essentiel qui consti. ment notre seconde partie; mais si, comme il est dit dans le texte, nous avons un profond respect pour ce maître de la science, le respect n'exclut pas l'examen, il nous est impossible d'admettre, non pas seulement comme méthode, mais même comme moyen quelquefois pratique, les diverses indications données par Gauss pour la résolution de ta congruence <* = A (module M/, congruence qui est bien l'équation z'– A = M«. L'auteur convient lui-même, n° <SS, que s<s indications ne sont pas générales et sont rarement utiles citons le paragraphe qui termine la section IV.

Jusqu'à présent nous n'avons traité que la congruence simple :'==A (module M); nous avons appris à reconnaitre les cas où elle est résoluble; par le numéro i08 la recherche des racines ettes-mémes est ramenée au cas M est un nombre premier ou une puissance d'un nombre premier, et par le n" iOi ce dernier cas est ramené à celui où M est un nombre premier. Quant à celui-ci, en comprenant ce que nous avons dit n° 61 avec ce que nous enseignerons section V, on aura presque tout ce qui peut se faire par les méthodes générâtes; mais dans


pfaees avec raison parmi les analystes célèbres; eUes ex.pu<}uent la pensée qui a présida notre travail elles expliquent également les motits de la division de ce traité en trois parties: s

Première partie, résotution de l'équation

aX'+~-t-c=K.

Deuxième partie, resotution de l'équation

2~.t~{- c~" == M;

Troisième partie, résolution de l'équation

aX' 2AXY cY' + 2dX + 2eY +/== 0.

le cas où elles sont applicables, elles Mat infiniment plus longues que les méthodes indirectes que nous exposerons section VI et partant elles sont moins remarquables par leur utitité dans la pratique que par leur beauté. »

Faisons sur cette citation deux remarques

Les principes exposés par Gauss n° 04 et suivants et section V, ne peuvent donner que les racines de la congruence e* = 1 (modute M) qui est l'équation ï'–l==M<f, ces principes sont donc rarement utiles.

L'ensemMe indirect relaté section VI est un procédé ù l'aide duquel une persévérance opiniâtre peut, si les nombres A et M ne sont pas éieves, exclure tous les nombres entiers qui sont étrangers aux solutions de la congruence ~= A (module M).

Cette note est un peu longue, mais elle établit nettement la nature du fait hypothétique qui servait de base à toute cette analyse; la méthode indiquée ne pouvait donc présenter un caractère pratique, elle n'avait pas un caractère généra), puisque toutes les équations incomplètes échappaient à ses lois.


PREMIÈRE PARTIE.

RÉSOLUTION DE L'ÉQUATION aX'X-~e==K.

3. Si l'on pose ~==~) l'équation proposée prend la forme

.c'-}-6.)-<K'=<ï.K.

Enfin, si l'on pose &===<y, <K;==~, Ka= P, cette seconde équation devient ~+~+/-==P.

la résolution proposée est donc subordonnée à celle de l'équation -~+7.c+~==P.y,

et celle-ci étant résolue on doit montrer le passage régulier de x a X, c'esta-dire indiquer, parmi les valeurs entières de x, les multiples exacts de M. 3. LBMMB. Si un nombre est représenté par la formule .t'r, les nombres q et r étant entiers, l'expression de la racine carrée de ce nombre offre quelques circonstances qui nous seront utiles.

<° Si le nombre q est impair,

La racine carrée par défaut étant H~=.c-}-~–i, le reste est H -t-~+'* 4 t

La racine carrée par excès étant H,=.)-2~,leresteest–Ht-}-~±~.

La lettre A représente le nombre entier 4<- ~j ce nombre qui repara!tra fréquemment diU). toute cette partie sera invariablement représenté par la même lettre.


2" Si le nombre y est pair,

La racine carrée par défaut étfmt H, = x -{- te j'este est La racine carrer par excès étant H,==.t'-(-1, leresteest–2H,-}- I)e simples catc~h prouvent l'exactitude de ces propositions. it est d'ailleurs manifeste que les propositions réciproques sont exactes.

RtlSOMJTKM PH ÉQUATION ~+~+r=P.

4. Cette recherche peut ~tre énoncée de la manière suivante Les nombres P, y, étant entier~ trouva deux nombres entiers a, h, qui vérifient l'égalité a*H-}-==P./(. Ces deux nombres « et Il constituent une solution de l'équation proposée. Or, la connaissance d'un nombre a, applicable à l'inconnue amène immëdia~ment celle de deux autres nombres –(P–a) et -(P-a), applicables à la m~e incopnue. Si l'on désigne par /t-y-2< les valeurs de y correspondantes, et si l'on conserve dans le calcul la lettre générale x, on a les tro{~ égatité~ suivaftes

p.)-~)-)-~

P(A~(P–.c)(P-~–<y)+~,

~+~2<)===(P+.~)(P+~+y)+~

de ta on déduit ~-=%~–(!), <== 2~-{-< et par conséquent on a les deux égalités [B]~==:P, <A==4P/<, qui nous seront utiles dans ta suite.

Les nombres P et r donnent des produits qui doivent ctre représentés par la formule .K'-)-y.c-{. or, ces nombres obéissent, en général, à une loi ana.logue à celle qui caractérise les nombres dits figurés. Keprésentons, comme ci-dessus, par A, ~f- les trois premières solutions en y, et formons les deux pMMressions suivantes

j, 3.e, 5~ 7~ (2K– 2~), 2<(2), 2~(3), '~4; 2/(K).


Fonnons aussi

r régression /<+j ~+3-t-5+7.+(~-3)+(2P< ~+2+3+4.+(N-~+ -i- N )

fF==A+!~+~+~+~+~]

-~esno~s ¡ ~~+2+3.+(~~ j t~=~-t-! ~+3+5+7. ~(2N-<)] '~+2+3+4.+ + N ]

Chacun des nombres F et F', multiplié par le nombre P, donne un produit dont la forme est les nombres x, y, r, étant entiers. Calculons, en effet, chacune de ces valeurs, en remarquant que le nombre des termes multiples de t qui entrent dans F est inférieur d'une unité à celui des termes multiples de t qui entrent dans f, on a

F==A-t-~f'N–~)N,

?'==~+~(N-~).

Multiplions chacun de ces nombres par P, on a, en employant la première des équations [B],

F.P==(~)W-.<N(~)-t-(),

F'. P==(~)W- ~+~) -}-~+~).

L'égalité ~= 2~ + indiquée précédemment, montre que les nombres < et ? ont simultanément le même état, soit impair, soit pair; si dans l'un et dans l'autre cas, on extrait la racine carrée, si on note les restes, on a les résultats suivants. Les nombres t et y sont impairs dans le premier groupe et sont pairs dans le second.

Racine carrée de F.P == (j- f)N '+~,

R~ ~+~+~+~1. i Racine carrée de f.P == (~-{- ~)N -t- i~-i

Reste =(.+~+~+~+~


On doit donc démontrer (LeMME n" S) I", dans le premier cas, l'exactitude après simplification de l'égalité

2% dans le second cas, l'exactitude de la même égalité

or, cette égalité unique est une conséquence des égalités [Bj. Il est donc démontré que les nombres entiers F et F' sont des solutions de à chacune de ces solutions correspondent deux valeurs de .r.

A l'hypothèse restreinte d'un nombre unique P, substituons une hypothèse plus large. Soit une suite de nombres entiers ,P, ,P, ,P, ,P, ,P. Si cettesuite n'est pas complétement arbitraire si, /w c;c., chacun des nombres qu i lui appartiennent réalise plus ou moins directement l'équation ;=P. les nombres x et/ étant entiers, on conçoit que les nombres, déduits par un procédé analogue à celui que nous avons présenté, obéiront à quelque loi plus ou moins régulière, et réaliseront d'une manière plus ou moins directe, la même équation. Remarquons, d'ailleurs, que dans la recherche actuelle, les nombres P et sont placés symétriquement, et qu'il nous est permis, pour faciliter l'explication, d'intervertir les rôles simultanés que ces nombres remplissent. Nous admettrons que chaque nombre de la suite ,P, ,P, ,P, ,P, etc., caractérisée précédemment, 4 ° ou présente la forme générale ?' -{- telle est la suite r, t+y+~ 4+2?+/ 9+3y+r, ~+~-)- 2" ou donne, chaque terme étant multiplié par le nombre invariable A, un produit

Racine carrée de F.P == (f + t)N

Reste ==/(~-t-~– i

Racine carrée de F'.P == (~+ +

Reste ==~)–

ltrs t A dr-r/

~==~

~)-~==~ i

4 4- 4-


(tout ta (bnne est ~-{-{- telle est la suite ~-1, A-t-A-Ll~ r /,A+2~+~ .)A+.l~~±i, A~+A~+~. L'adoption de ces suites n'est pas faite au hasard, elle est uueconséttuence immédiate de toute recherche sur ta résolution, en nombres entiers, de t'équation .ï.( -)-== P. et nous démontrerons que l'on peut, par une tuéthode géncrate, déduire de cette adoption une solution de l'équation propusée;or, dans cette étude, comme dans plusieurs autres sur la théorie des nombres, dans la recherche des racines primitives par exemple, tu, et seulement là, refide ta duncutte sérieuse, les autres nombres inconnus étant liés au premier pardesretations extrêmement simples. Nous pourrions prolonger l'examen des principes généraux qnt appartiennent à la partie actuelle, et suivre les développements raisonnes offerts par les nombres déduits de la première suite, puisque cette suite laisse au nombre un caractère générât; néanmoins, nous avons cru devoir étaHir, dès à présent, la division exigée par l'état impair ou pair du même nombre y. Ce mode nous a paru ajouter quelques clartés à nos explications, et nous avons lieu d'espérer que cette opinion sera partagée par tous ceux qui liront l'ensemble de ce travail.

RÉS(MmON DE L'ÉQUATION + 7.r + <-= P .y. (Le nombre ctant impair.) (;. Cette résolution présente deux chapitres qui prennent leur point de partage dans la nature diverse des deux séries précédemment indiquées. CHAPtTBE PREMIER.

7. Considérons la première des deux séries'primitives,

~+7+~ 4+2<y- 9-~+~ t6-~+/

terme général /t'

série que nous représenterons par les lettres .P, ,P, ,P, ,P, “?. Si l'on dé.signe par /<, s, 2t les nombres relatifs à un terme de cette suite, c'est-à-dire Une simple transformation de calcul démontre regatite

~+A'.+~=(A.+~)'+,(~+~)+r.


les nombres qui ont, avec chaque terme de cette suite, les rotations indiquées n" 4, avec un sent nombre P; relations qui, dans le cas actuel, donnent les égalités P==~-)-~==~{-}- /<='), /}-A===4P. on aura, en faisant, par exempte, sur.,P les raisonnement!) faits dans les circonstances anaio.gués, x" 4

~=~~ 4 J

j

~+2~2 j l

p=/<+~+~+' 5

~2~+2 ]

p _+~+&+-); ~l j ]

"2~-t-2+3+. N ]

p -J- ~+3+7+7+.(~-t)+(2N+~]

"{-2+3+. ]

p -4'+3+5+.2N-~ +(2N+~] .+.- <-t-2+3+4+.N 1 ) + K-~ ]

De là on déduit

~==(~~+~+~

.~=~+~+~+~-+~)+4,

ou, par l'intermédiaire des égalités P==s-)-<===~ <)-4/'–y'==4P~ /<=')

~=(~+~+~+~-(2~+y,(N+~.+~

~+,=(~+~+~+~/+(2~+~+~+~.

Si nous substituons d'abord a N, et successivement, la suite naturelle 1, 2, 3, 4, etc.; si ensuite nous faisons la même substitution pour M, nous construirons ainsi une table analogue a celle que l'on désigne en arithmétique sous le nom de Table de Pyttiagore ta nouvelle table est sans limite, et, soit pour faire image, soit pour faciliter les explications ultérieures, nous appâterons ~.f colonne les divers nombres qui appartiennent il notre série primitive; 2° cc&7!/<cj' verticales la suite des nombres déduits de chacune de ces têtes de cotonne. Conséquemment, la position exacte de tout nombre faisant partie de la


table est caractérisée par ta grandeur des nombres entiers substitués a N et à /< la valeur assignée à K, ou la /Mo/~c.Ef<c~ </M /<~ <wHf/M< ou la /H<A/e WM'</« /v</<~ //</<)/c«/M/~w; ce rang étant compté, par exemple, sur la première colonne verticale, sera marqué par un indice placé f< <wf<?~ au ~M de la lettre principate P la valeur douoée ensuite à Il indiquera le rang borixontat compté de gauche à droite, et sera marque par un indice placé M~Mt~eet ~« de la lettre principale P.

8. ÏHKonHME. Chaque nombre de l'une des séries horixontates P, P~ c està-dire chaque nombre appartenant à la table précédente, donne, si on le ntuttiplie par sa tète de colonne un produit dont la forme est .c-{- le nombres étant entier. La tête de colonne soit de soit de P~ est manifestement le nombre/<<7/<-t- or on a

t'(~+~+~=[~+~+~+i)-]'+[(/<'+~-t-~(?!+t)–(~+~ ft.+~+'-)==[~'+~+/-XN+i)+/:]'-t-[(/<y/N+~+/~+~. 9. TKÉOR~ME. Si on extrait la racine carrée d'un nombre appartenant aux suites horizontales ?,“ P, la racine et le reste correspondant auront l'une des deux relations suivantes

1 Relation Reste de ?“ = Reste de P,,+,.

Ces restes sont indépendants de la lettre et par conséquent sont invariables au moins pour deux suites horizontales, ils sont tous représentés par la formule AQ', le nombre Q étant entier.

2" Relation. Reste -{- racine de P,, = Reste -racine de P~. Ces sommes sont indépendantes de la tettre et par conséquent sont invariables, au moins pour deux suites horizontales; toutes constituent des nombres appartenant à notre seconde série primitive; en d'autres termes, toutes sont représentées par la formule AK'AK-{-~1 ces diverses propositions sont démontrées par le calcul suivant

P.=(N+~[~N+1)'-2(N+~~+r(N-(-N+~,+t, f ca8.N==~ (N+-<)V-}-~K'+(8~–4)K+~–4]~4/-K'-)-(8/2~)K -t-4~-2~==K2K+2~+~+~+A(K+iy.


2' cas. N ==2h (~+~ //<'+[4~K'+(4~–4~–2~t+4/'K'-t-(4~-–2y)k+f -~)=j~K+~/<+~+'~j'+AK'+AK+~-[(2K+~K+~j. P~=:)~+~N~/+'2(N+~~+7.(~)'+<y(N+~+~ cas. ~==2K+1. rK~4'/K'~8y+4;K+/~+4]M+4/'K'8/t-2y;K -{-2y+1 == [(2K+2~+yK.+<y+~J'-{-A(K-t-1

cas. K==2K. (\-+-4)'~4~k'+(4'y+4)K+~2]M+4~K'+(4/-+2y)K-{- +~<='(2K+<~+yK+~]'+AK'+AK+~2K~)~K+~]. Ainsi 1" lorsque te nombre N est impair, l'extraction de ia taciue carrée de chacun des nombres ?“ P,,+, donne un reste égal a A(K-t)'; lorsque !<; nombre N est pair, l'extraction de la racine carrée de chacun des nombres p 1> Pt-tl donne 1111 reste (jui t~ l'(~galité l'este + rae, = AK'+ AK + ~t! P. ?“+) donne un reste qui v~nfie J'cgaHte reste-)-)'ac.== AK~-t-AK-)- on a donc !e résume suivant

N-2K Reste + racine == AK* + AK + –~– q-1

\==2K Racine ==r2K+~<+yK+~

'\==2K-t-1 Reste =A(K+~

S = 1 Racine ==(2K+2)/K-)-y–~

Reste -{- racine == AK.' + AK +

<i)t l\este+racinc=AK'+AK+At1 + 3

Racine =(2K+1~+~+~.

N==2K4-'t Reste =A(R+1)'

Racine =(2K+2)M+<yK+~+1.

10. La table constituée est, avons-nous dit, sans timite, mais l'ascension des nombres qu'e!)e renferme est assez rapide, ces nombres ne sont qu'une partie très-mimme de ceux que peut, dansFéquation donnée, présenter !e coefficient dey; or, adoptons une des suites horixontates, ?“ par exemple, de ta table précédente que nous appe!)erons ~/c/~M<M'< donnons a chacun des nombres de cette suite te rote de tête de colonne et recherchons les propriétés que peuvent ourir les nombres déduits par la loi citée de cette eu)te ou séné


secondaire P, La table primaire peut être représentée de la manière suivante

/p p u p p p p

t'" )*') Tt ~< i'o "'o'.)

p p p p p p p

t't t't t') r) t't i~t "'x')

P P P P P P P

)t, ,t, ,r, )t~ ,r, ,r,

P P P P P P P

~H' a'!) t*~ t't t~t t't "'0')

[H]

P P P P P P P

~'f–t t'–) ft<–) ft<–t )*M–t )*o-*)'"n'<'–)

P P P P P P P

o't< t'M <*)-< t't< "'n'~

\0'tt+t )'f+t <*f+t ~t'+t t'f+t !+) <t*)-t

t-expo!ié suivant a pour but de démontrer que si l'on adopte un tertHC générât représentant une des suites horizontales du tableau {H}, cette suite représente une série de têtes de colonne, c'est-à-dire peut être t'origine d'une table immense comme la première, et dont chaque nombre soit isolé, soit lié a sa tête de colonne, présente exactement toutes les propriétés qui caractérisent les nombres appartenant a la table primaire. Remarquons d'abord qu'une suite horizontale du tableau (H) est formée par l'une ou par l'autre des deux lois suivantes qui sont voisines mais distinctes, cette suite peut être formée 1° par le même nombre de termes multiples de et multiples de t; 2" par un nombre de termes multiples de t inférieur d'une unité au nombre de termes multiples de s.

p ( ~)+~+~5).+.(2N--))+~N+1)) )2~)+2/(2).+2<(N) )' p -<-t-( -~)+~)+.(5)+.+~+~2IS+1) 1 l'a.t-f=o~o~1- { ,f(1)+J'(3)+J'(5)+.+s(2~-1)+s(2N+1) 1 .+,–.f. '~(2~)-)-2~2)-t-2/(3).+2~)+2~N+~~ 1 ou, voir n° 6 vers la fin,

P.=~=(~+~(~)'-(~+y)(N+1)-H,

~=~=(~+~+~(N+~+(2~(N+i)+L

Désignons par <, les nombres liés aux suites .ir, et par les retations


déjà indiquées pour la suite primitive P; on a

~==~

~==~+~-p.(N'+~+/<

~=~N'+<+~+~.

~.==?~'+<)'+~'+D+/<

Catcutons les vatem-s des nombres /<, Aj, /<, te nombre par iequei o)) doit multiplier chaque terme de la suite P,,==n. ou de la suite ?“+,== f. est représente par la {brmute M'-j-t'on a donc /<,==/<,==M'-}-~<-{-r; 2" le raisonnement fait dans les circonstances analogues n" 4 donne les égalités Pour

-t+<t==~.

f~-)-A==4~

~==2(~-t-~+r)(N+1)-(27!+y;,

ou ~=~+(~+7).

Pour <{'.

~+~.==~

(/,)'+A=~A,

~,=2(~+~+/-)(!+<)+(2~+~

ou ~==~-(~+~.

Si dans ~.+, ?t,. <)~.+, on remplace tr. ~A.par leurs valeurs respectives, on a

==[(N+~'+~-1]V+!~[(N+~fN'+~)]'-8(N'+~[(\+~[N'+~-i]j.< +~(N+~)(K'+<)-(N'+~j?[(N+~(~+~(!<'+~

<=[(N+<)(N'+~)+~W+M(K+i)(N'+~+)]'-9(N'+~!K+i~+<)+~~ +~(N+~(N'+~+l]'-(K'+l))?[(N+<)(X'+i)+~-P<'+i)!,

=[(N+<)(N'+i)-+{?[(N-t-~(N'+~]'+2(N'+t)[(N+~(!+<)-<])~ +~N+()(ï<'+<)-]'+~'+lM(X+i)(X'+<)-~+(?:'+l)i,

~~==[(N+~N'+~+~'+t?t:(K+~'+~+~'+a(N'+~[(N+~(N'+<)+~)., +,t(?<i)(ï<ri)+4]'+(N'+~K?!-).t)(K'+<)+~+~'+')!


Ces quatre formules nous permettent d'établir deux théorèmes semblables a ceux (lui ont été enoHcé!. n"' 8 et 9.

11. Tt~oKJhtE. Chaque nombre appartenant aux suites horizontaies ~+t donne, si on te muttipiie par sa tête de co!onnf correspondante, )))) produit dont ta (orme est .t' -)- << -t- le nombre .t étant entier, nous indiquerons seulement les principales circonstances que présente le catcut C~. ~.=~-S'+ ~(X'+/

~=(~+~+~+i)'-(~+?)(N+i)+i, r

21T0-2

''==~+~+?.

~.(~=~+t)'+~+~K'+l)+~'+~-}-.), )r ~(~==~+i)' (~+,,+~ ~'+-')'+~(N'+~+i~+~+~ La racine carrée de ce dernier produit est ~(N'-t- ~)– (~ -r'~ '?) <

le reste est ~(N'+i)- ~+~'+~ ou la racine carrée est T~' -}- d) –(/ 7')(N -)-<)-(-/),

le resteest ~[~(-~–(/j-r)(T!]~

< = ~-t-1)' +~ + + A,,

~.=(~+~+~+~-(a~?)(N~)+~

t i1f0-2 -+-gn..+- g,

~'='~T+~+?'

~(~==~'+i)'+ [~+~+?~](N'+ ~+~'+~<+~, ~.(~=(~'(N'+~'+2~(~+~(N'+~)+~(N'+~+~'+~+.). La racine carrée de ce dernier produit est ~~(N'-t- ~)-)- (~'T– +") <

le reste est ~(N'+i)-+~

ou la racine carrée est )r,(N' -}-i)~- (/ ~)(N -i)–(/

ie resteest ?[~(N'+<)+(~+~+~-)(N+~+?)]+<


:<. (: <~== ~N'+~+ 1)+A,

~.==~!<'+i)'p~-(~+V)](N+<)+.'+~+~,

~J=(~' +i)' ~– ") (K'+i)+?~"+-')+~'+~+~, la racine carrée de ce dernier produit est «~{-<;– ("j~ ')

'm la racinc caft'ee est ~C<' -t-~– ~+~?+~)(~+~–+?j.

te )-Mtp f".t V[?(.~+ <)–("'+ ~+~+<)–(~ +?;]+~

t' CAS. ~,=-~K'+~'+~N'+1)+~,

~,==~+~+[~(~+?)]~+<)+~+~+.,

~?J=(pJ'+~'+S~f%+'/)]('<'+~+~!<'+~+~'+~+'-). r) n

La racine carrée de ce dernier produit est ~(K' <)+ S–– (~

ou la racine carrée est ~(K'-}-<)-t-(/t-/t?-t-)(N-~)-)-

leresteest '/[~'+~+~'+~+'-)(K+4)+/<]+~.

Ainsi, dans les quatre cas ou a reste = (~X''aci)]e)-{- le théorème est donc démontré.

i2. Ta~oRÈME. Si on extrait la racine carrée de tout nombre qui entre dans les suites horizontales on aura, entre les racines et les restes correspondants, l'une des deux relations suivantes

Relation reste de w,=== reste de ~j.,

~Relation reste de <p~ = reste de <

(~es restes, indépendants de la lettre n, et par conséquent invariables, au moins pour deux suites horizontales, sont tous représentés par la formule A.Q*, le nombre Q étant entier.

Relation reste + racine de == reste + racine de t?,+,

2 Ketatton reste-(-raone de == reste- raone de

Ces sommes, indépendantes de la lettre n, et par conséquent invariables, au


moins pour deux suites horizontales, sont toutes égates a un nombre apparte. nant :< ta seconde série primitive, c'est-à-dire sont représentées par ta (ormutf \K'K-)-–~–. indiquons seulement les principaux points du calcul.

)"C~ ~.=~+'+'+( ?[~+t~'+t)-t? 1.+~~+t~.+))-,)] J Cu, "h'- L-+'<+'+U-<]j -(?i'+~+<)~"+t)-ti-(~~<)~

Soit N'=XK-l, si après substitution, on extrait ta racine can'ëe du resu).tat, on a

Racine carMe == [(3N+2)K+9?f+<~+(~-)-s;K.+~+<

Reste =-~+a)K.+~ +1]~ +A(?!+ t)'K'+AH2~+3K + ~)-+~-2J]~

+A(?(+~)'<+~l2\

Racine can-ée == ['3N+Z)K+a!<+<]/<+(~+~–a)K~!t+~–

RMte+Mcine==A [(N+t)K.+N]'+A[(N+t)K.+N')+~+~.

Soit N'==2K, te résuttat varie selon t'état [~] pair[y] impair du nombre ~"1 Racine carrée == [(2!{-2)K~-N~+(~t-~–2)K~–'t.

Reste ==A[(N+1)K+~]'.

[2°] Racine carrée == [(2N+2)K-{-N]7!+(~-)-~–2)K-t-~i.

Reste+racine=A[(K+~K+~T+J(!S+1)K+~1~±i.

-C*s~ J~+~+')+~~+f~+~+')+~' ("+~+~N'+i)+~ ;.l' (-8(N'+<)[(N+~N'+<)+~ -(N'+1)!KN+~)+~(N'+<)i. Soit ~'==2K- si, après substitution, on extrait ta racine carrée du résut. tat, on a

Racine carrée = [!2N+S)K.+2N +3~ +(?N+ y– 2)K. +~ + 3(~

Reste =-[(S!N+2)K.+ 2N+3'+A(K+~'K'+[A(2N'-{-SN+3)–(~+~-a)1K. +A(N'+3N+~)-~+~Y

+A(N'+3N+tJ- 4 )*

Racmecan-ce = [(2N+a)K.+2N+3~+(?N+v–8)K.+?N-t-3(~Y

Reste+facme==A[(N+i;&+N+~]'+A[(N+<)K+N+~+~-+-l.


Soit ~==2K je résultat varie seion t'état [1°J pair, [2°] impair du nombre ffj Hacine carrée = [~'S+~h-+2j/+~–2)K-}-$-t-y–'). h<'stc =A[~-}--).R-}-}-1]'.

~J haci.~ carret. = ~~+~ K+ \~J/~(~y-2; K+~' heste+racine=A ~+~K+~]'+AJ(.\+~K+~ _[~+~iS'+~V+ (~j/.v+ij-~]' .t/]. (+i!~+~~+~+~J~ +~-+~;y[(X+~(.+i)-j]+(.N'+~ Soit ~'== 2K si, après cette substitution, on extrait ia racine carrée du résultat, on a

Kacinecat-ree =–[f2X+~K~K+~+(<~+y+2)K+~<+~,

ft~te ==-[(~+~K+~+~.<+A~+~K'+[A~+3N+~-(~+?+2)]K +~+~(~+~).

Restf+faeme== A[(K+ijK+~+A[~+~K+K]+.i~l ,.t.su)tat donné par Soit K'==2K. te résultat varie selon i'état ~"] pair, [2°] impair du nombre N. [f] Racinecarrëe = K~+2)K+N]M-{-(~+y-(-2)K+~+~

Reste ==Ar(.(-1)K-)-)' résultat donné par

[2°] Racine carrp<-== p2K+2)K-t-(~(-y–2)K-)-

Reste+racine =A[~+4)K+~]'+A[(N+~K+~]+~, résuttat donné par

4.CA. ,== ~+~+~+~~+ ~~+~'+i)+i]' +~~)(N'+<)+t]' U. ~"+I- ~!N'+~[(?!+~(N'+~+~+~~(N+~(N'+i)-)-~+~'+i)t.

Soit N'==2K- Si, après substitution, on extrait !a racine carrée du résuttat, on a:


Racine carrée = [(M + 2)K + M + + f~+ ~+ 2)K. + + ~+~, Reste ==- [(8N+2)K+2K+3~ +A(N+i)'H'+ [A(2K'+SK +3)-(~+<y+~]K. +A[?i'+3~+~+M~.

~tc+rac.M= A [(N+~K+N+~'+A[~+~+M+j]+~uhat donne par Soit N'=2K, te résultat varie selon l'état [1'] pai. [2"] impair du nombre N. ~] Racine carrée == [(2N+2)K+K-t-2~+(~'+y~-2)K+~ Reste ==A[(N+~)K -] luttât donné par ~.+,.

[2"] Racine carrée == [(2!<+2)K+N-}-2~+(~+y+2)K+~+y. Reste+racine=A[(K+l)K+~]'+Ar(N+~K+!~1+~ résultat donné par

Le théorème est donc démontré, et le résumé générât des faits que nouséta. blissons est consigné dans les deux tableaux suivants.

N'K+t j~~+~-==A[(N+~K+N]'+AKN+~K+N]+~±l,

t RaciM ==AK~+2)K.+:N+~N+?-S]K+?N+~.

x Reste-A N+I)K+

~{ 1 ~==~[~+<~+~

pair Racine= lN

\N'=2K P~ RaciM== [(2N+3)K+N~+bN+~-g]K~ N (Reste+rac.=Af(N~)K+~T+AF(N+~K+~1+~+l, nombre < 'JL ~J*

""P~' ( Racine = [(~+2)K+~+[(~+?-a~4-~–i.

X

Reste + rac.=A [(Iq+I)Y, +N+IP+A[(N + I)K+ N + 1] A+!

N'=:K.-t-i <RMte+rac.==A[(N+<)K+N+i]'+A);(N+~K+N+<]+~+i, -1 Raeme== [(2N+2)K+SN+3~+[?N+~-2]K+?N+3(~).

N Reste==A[(N+i)K+~-t.

nombre ileste=À[(lq + i)K + N

pair Racine== 9 ~N'==SK ~N+2)K.+N+~+bN+?-2]K+~+~-i. N t Re~.+ra..=Ar(N+i)K+ !'±iT+ Ar~~+~l +~+i, nombre L J L z j 4 \P<"rf RaciM= [(9N+8)K.+N+2~+bN+9-2]K.+~L~i


Re5te+rac.==A[(N+~K+K]'+Ar(K+i)K+H]+~.i,

N'K-1 1 Reste-f.rac,~Aj(N-)K-f-N]'-E.At(h.f.t)K-t~-f- ~=SK+< hacine= [(2N+!)K.+2N+<].<+[~+<y+S]K.+./N+~. ( Rest<'=Af~+~+~)',

i. N 2

nombre~ i Racine=

\M'==8K ( R.ciM=~ ):'2N+9)K.+~+bK+?+8]K+~+~. N'=2K

K (R~e+~=A~N+<)K+~t'+Af(N+~+~f+~ 11 ( Reste-f-rac.=A I !N·]-~)K-f-N -I,-A~'(N-9)K-~ft 1\1 J' -f-A h a,

if. nombre Je Resle+rac.=A IN+1)K+T 2 1 +A (N+1)K+7 + 1 4 nombre~ J J :+ impair Racine = [!2N+S)K+N]/<+~N+~2]K+~–. &

N'=2K+1 Reste+rM.=A[~+~K+K+<]'+A[(N+~K+K+<]+~. K'==SK+) g,,j.s ( Racine== [(8N+9)K+2N+3]7!+bN+?+2]K+?N+-

\i. N ( Reste ==A[~-+~+~+~,

nombre Reste N f

nombre R~~ine` N N'=2K pair ( Racines [(2N+~K+N+8)/!+[?N+?+2]K+~+?+~

N'=2K

N' ~K .Reste+rac.==A~+~K+'J+A[(N+~K+~]+~,

aonthre oN-<-3 impair ( Racines [(SN+%K+K+a]/!+bN+?+2]K+y+2– impair Racine= [(2N +2;K+N 2 Ajoutons à ce tableau les formules suivantes liées à la table primaire, c'est-àdire le résumé partiel du n" 9.

N-2K Reste+ racine == AK' -{- AK -)-

N==2K Racine ==(2K-}.(-K-t-i.

N=2K+~ 1 Reste ==A(K-t-

Racine =(2K+2)/:+yK+y–~

N 2K Reste + Racine= AK'+AK + ~J,

~=2K ,,<, 3

N.·-2K Racine ==(2K+4)~+yK+~.

N==2K+) 1 Reste ==A(K+~,

Racine ==(2K+2~+~K+y+<.


i 3. \ous n'avons exposé qu'une partie du chapitre actm'i, il ne uou~ est donc pas permisd'établir une conclusion générate; néaumoins, .si noscxptications ont été daires, on peut déjà entrevoit-ta suite de la route <)uc nous nous proposent; de parcourir, Faisons sur t'enscmbb précédent quetqut'st-ftnarqufs. anHopéex, il est vrai, par suite incomplètes, mais utiles et peut.t'tre iudispt-nsables pour t'inteitigencc du tableau numérique suivant.

Si, dans tes suites générâtes t' et i~ (n~ 6, vers la fin ou rentptacc successivement paries nombres naturels: 0, 1, 2, 4, etc., chaque sub.stitution créera deux suites horixontatesqui, dans les apptications, ser'.n) des functions de la seu!e lettre M; le résultat de ces substitutions sera la tabte que nous avons appelée ?~/<; /~wM~-c, et chaque suite, qui est alors coupos~. de tennes dénommes eo~w«-, sera t'o-igine d'une seconde table or. si, dans chaque suite générale donnée précédemment par le remptacement de on substitue successivement a K', cest.u-dire a k, les nombres naturels 0, ), 2, etc., le résultat final sera une série de tables dites yM/M~fWM/w'c.i.- et dans l'état actuel de cette théorie, 1° la première série primitive /<}-{- contient un nombre indéuni de termes et est Foraine de la table inhérente a cette série 2" chaque suite horixontate de la table primaire présente, a son tour, un nombre indéfini de termes, est l'origine d'une table secondaire, et chacun des termes ou nombres entiers de la suite génératrice est tête de colonne; chaque terme ou nombre entier appartenant a l'une des tables précédentes présente, si on extrait la racine carrée qui est une fonction de/<, une des deux relatious

Reste = A Q', Reste racine = A. ? -)-. AH -{-

les nombres Q et H étant entiers ces quantités sont, d'ailleurs, représentées fréquemment par le même nombre, car elles sont invariables, au moins pour deux, et en générât pour plusieurs suites horizontales; 4° chaque terme ou nombre appartenant à l'une des tables donne, si on le multiplie par sa tête de colonne, un produit représenté par la formule le nombre vêtant entier.

Nous avons donc partagé tous les nombres en deux grandes catégories, selon que ces nombres appartiennent ou sont étrangers a nos tables; de ta Ce partage provisoire devra être modifié comme il sera dit à )a fin du second chapitre.


ou peut déduire un prcmipt mode de résotution de l'équation ~-t-'F+~-=='~

dans tes conditions précitée.

Etant donnée a résoudre en nombres entiers l'équation

,.<-{-+,.==P.~

le nomtx'e impair; si t équation proposée est résotubte, le nombre P occupe, en généra), une place dans les tables si donc, dans ce dernier cas, ou extrait la racine carrée de ce nombre si on désigne cette racine par R, et le reste par h,, ou a l'une des deux égalités

n,==A.Q', R-t-R,=A.H'-(-A.H+~±~.

La position, jusqu'ators inconnue, du nombre P est conaptetcment déterminée a t'egatite caractéristique donnée correspondra, en général, une racine fonction de /< cette racine, égalée il R, donnera à M l'état de nombre entier, et la substitution de ce dernier nombre dans la tête de colonne inhérente a P donnera le facteur T, capable de créer le produit dont la forme est ;E*y.<-}- c est.a-dh'e fera connaître une solution de~

Ce premier et bref aperçu laisse de coté toutes les conditions, soit detitnite dans les essais, soit de possibUite de résolution de t'équation proposée ces recherches nécessaires suivront l'examen des faits relatifs au second chapitre de cette partie remarquons seulement que, dans l'explication actuelle, nous avons admis comme effectués les remplacements successifs de ~i, et ensuite de ou de K, par la suite naturelle 0,1,2,3, etc. Si, dans te résumé général qui termine le numéro précédent, on opère ces substitutions, le résultat est, comme il a été dit, une représentation de toutes les tables liées a la première gérie pri mitive l'ensemble régularisé donne le tableau suivant


t'

's==0 K'==:o N==~~

TABLEAL p p Ps i TABLEAU TITS DIL P. COtON11IL Till 1 Pt COLO-~init I*TR I)lt :~Oto»NX i! t. TtTtMCOMttNt Tt.MBitCOt.MSR ttfDtMCOMSX)! correspondante f la valeur eorr~pondantc à la valeur correspondante à la vatew

de Il donMe par la ra- de n donnée par la ra. de a donnée par la n.

cine, cine. i. â.

~+~+'~ ,.+t,+,).+,+<+.. ~+y~ h

nt+9"+:r, n\+(,+1)1I+'1+1 +r, +1 4r. ")'

1I.4C\U, a.u:¡,(U. 114C1'U, 1'1

HI '1-1 9+3 9+~ '1-1 r ~+~.= I '.+~ .+2±!i 8 .+~ ,1 Z = 3,+~ 5 ~+~±! ~N~ 3 )' y =. 1 1 1 2 2 2 = "±ii ~~±± I ~+~~ $ = f~ ~+~ 7.+~' 8 ~+~ ,.+~ T 4 2 1 Iii 2 1 lAii ~~±. 8 -¡- 2 1 4 i 1 2

=!~ ~+i±=i«,+i'~ ~+~~+~ H.+i~~+~; i 1 14r-2 2 t i 2 S ~+I~i~+"~ ~+~~+~! ,3.+i~~+i~ v ` i- 1 ~8n. i 2 19n+ Q 13n~ = "~ii .+i'~i ~+~? ,~i~ <+~ ,<+~" ~±1 n.+'~i < <~i~ ~.+~' 2 1 1 1 2 l, ='A±i <+~~+"~ ~+~ ~+!+1~ ="~±1 ~+~=i~+~ ~~d±, 4 2 + S' -2 't 2 y Q

==* '+?-' .+?+< ~~< <,+ y+9 3 = A. 2' ,+ .+ ~+< 4 9 .+ ~+ 6 = A. 9' ),+ 9~ .+ ~+< ,+ ~+ 7

A. t' ,+ 4~-) 1 .+ 4~+< 0

= A. S' .+ t~-) 1 .+ ~+< 4 = A. 0' .+ 0~-) .+ ~+) ==A.7' 73 4+7?-< n+7~+< <+~+<S .+7<+<6 J a =: 8 11+ 7q-1 n.l. 8q.1.~ n'i" 7'1+13 "+ ''1+45 '1 A. ,+ ~-< .+ ~+<

t = A. O' n+ !)~-< ~+ 9~, f .“ 1

= A.<0' ,+t<< .+<~+< .+<~<, .+<~+!)< ¡


~––––––––––– !N===< N=2 K===3 3 P, 4 P. P, T~D! 0)! COMXKf: M)M!"« T~Tt OK HOLOXS)! Tt.T!! M COt.UKKt! Ttïti Of! COtOXM correspondante à la valeur con'espondattte a la correspondante & la correspondante ù )a correspondante a la de /< donnM par la ra- vateur de /< donnée vafem de /< donnée valeur de n donnée valeur de /< donnée ciné. par la racine, parfat'acine. par la racine. par la racine. 'r' «,'+~+<)n+!!y c~+~-e). ~'+(~+~ «)'+(<6~-)))« <e<'+«a./+))j<, +<+t' +<+< +<+9f. -<?+<+t0r. ~.4~.).)~ MCMM. )t*OMU. MO)tM. tttcnoa. fncfo.

j~ ~+~ G ~~I ~+~? 3 G j s ,.+~ 7.+~ 7.~ G ~+~ ,.+~ G ~.+!? ,.+!i ,.+~ ~+! ?li+-, s 2 2 ,+i~ a <+i~ .«+~ <~+i~ ~+i! .+i±tl .i~ ~+~ .+~ -7 ~+~ .+I~ ,~i~±,~i&HI ~+1~ ~+i~ <+~ n~i~ n.+~ n.+~ <~+~=I .+~ s a s $ s a .i"~ .+~ <~+~ii .+~

j' ~+~ ,+~

:o+ )-< ~+ ?+<

<t+<~–) <t+:y+<

8<t+<~–3 80+4~+3

)0a+e~–3 <0o+~+a

<4)t+~–6 <t)t+7?+6

<0a+9~–6 <6t+~+6


t.t'nsembip <te ce traite est terminé par divers exemptes numémmes: unr suite de ces exemptes Mtappticabteal'éqttation

.t'}-3t.t--)-24t=P

'toc autre suite est applicable al'équation

.t.r~9 =?.

i.e nombre est toujours premier absolu et donne, dans les deux suites, des équations résolubles eu nombres entiers ce nombre P est limité, dans la première suite, par 1 et )000; dans la seconde suite, par ~OUO et 2000; on doit donc, dans le tableau précèdent, et ù A, y, substituer, dans la première suite, les nombres 3, 3~ 24<; dans la seconde suite, les nombres –H, 59, 8C9. Ces substitutions donnent les résultats consignes dans les tableaux [H] et [H 6~.

Toute équation ~=P. le nombre impair, peut être transformée en une autre dans laquelle le coefncient de l'inconnue qui remplace x, est l'unité positive; te désir de conserver à la théorie précédente toute généralité, a dû nous faire éviter cette transformation dont l'examen aura d'ailleurs lieu dans le second chapitre; mais il peut être actuellement utile de montrer que le changement précité 1 ° ne complique pas la recherche de l'inconnue 2' permet toujours de soumettre le terme connu r aux conditions, r nombre positif et inférieur à P, conditions essentielles dans la limitation des essais. Soit l'équation

.t-'±:(2~f~-±r==P

si l'on pose.r=M±/t, le résultat est

«'±M–.A'–~±:=P.

)" Le changement du signe de l'inconnue nouvelle; 2° la diminution d'une unité ou de plusieurs unités dans la valeur de~ de ces modifications em.ployées convenablement, on déduira l'équation finale X'X-)-~==P. par conséquent, si on opère ces transformations, on devra ensuite et dans le tableau précédent, poser l'égalité <y=-)-l ce changement est si simple que la consignation des résultats nous a paru inutile.


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CHAPnjt)-: t).

14. !\ous avons expose tes principales t'irconstances que présente t'étudc des retatiotts qui existent entre les nombres déduits de la première série primitive et l'équation .)-{-==: Les relations, avec la même équation, des nombres déduits de la seconde série, sont analogues. Considérons la seconde des deux séries primitives

4~-rt'-+. i 4r-rh i 3r-,rr tr~il, ~y. 4(4.+2(4/–~+~ Terme généra! /(4/' ~') ~(4/' –/)-)-

série que nous représenterons par ,P, ,P, ,P, ,P; etsinousdesi. gnoHspar 2/des nombres dont les relations avec chaque terme de cette suite sont actuettement bieu connues, ou a

p./<=~-+~+~

P(~)==(P-)(P~~–~+~

P(~~)==(P+~+~-+y)+~

de ta on déduit

~==P, /==2~+y, ~-)-4/-–~==4PA,

ou si, comme précédemment, on pose 4/'–==A, etpar conséquent ~==A, la suite primitive qui nous occupe prend la forme

A+< 9A+i 3SA+< 49A+< (2~+~'A+~

–~–, "T"' l –4––' 4 et les suites horizontales de la nouvelle table primaire sont représentées par les formules

P.==(A~+A~+~)(N+~A(2~)(N-H)+A, P~==(A~+A~+~±J)(N+~'+A(~+~)(N+~)+A. !?. TH~oa~ME. Chaque nombre de l'une des suites horizontales P. et P,


c'est-à-dire tout nombre appartenant a la table primaire, donne, si un le multiptie par sa ~c <&' w/w</<c, un produit dont la forme est <y < -}- le nombre r tétant entier. La tête de colonne est A~ A/ï -}- –' un a donc P~.P=t~'+~+'+</–A(~+t;(K+t)+A)~'+A/<+~'), ~=~(~'+~+~~+t/+A(~+<)~-+<)+Al~+~+~); i ou

~.p=~~+A.+~)(.+~j+~~+A.+~)(N+~A.) J ('fv·P~t~/f'-+-A/r- ~t~(Y..l-9rAtr-A~,t.~+L\~t'+Au-l-A~ (N+1)-AII-T t I '+~. 11

~P==~A~+A~+~(N+~+~j+f~+A~+~)(K+<)+A.<+~J L A+<

-t--y-.

\tasi, dans les deux cas, le reste est égal à la racine augmentée de~-i, par conséquent (Lemme n" 5) le théorème énoncé est exact.

16. Tt~oRKME. Si, après l'addition d'un nombre entier convenable ±:G, nombre qui peut être nul, c'est-à-dire si, après avoir rendu exactement divisible, et après avoir divisé par A, un nombre quelconque de la table primaire, on extrait la racine carrée du quotient exact entier obtenu, cette racine et le reste présenteront l'une des deux relations suivantes

1 relation Reste donné par P~ == reste donné par P~ Ces restes, indépendants de la lettre A<, par conséquent invariables, au moins pour deux suites horizontales consécutives, sont représentés par la formule

La notation Pf.P~t évite l'emploi d'une périphrase, mais il est essentiel de rappeler que les «ombres représentés parP~ et par P.~ doivent, avant l'extraction de la racine carrée, ~tre moditiés comme il est dit dans l'énoncé du théorème cette modification devra tonjouTs avoir lieu de la même manière; en d'autres termes, le signe du nombre G est d'abord arbitraire, mais le choix fait sera maintenu dans l'ensemble des essais pratiques indiqués plus loin. Cette note régularise la notation adoptée dans le résumé partiel qui termine le numéro actuel du texte.


'–~–, c'est-à-dire par le carré exact entier qui était donné dan« le cas analogue du chapitre précédent mais dans le chapitre actuel ce carré Q' est non multiplié; il est rendu divisible et est divisé par le nombre A. 2° relation Reste + racine de ?“ = reste -(- racine de ?“+,. Ces sommes, indépendantes de la lettre /<, par conséquent invariables, au moins pour deux suites horizontales consécutives, sont toutes représentées par l' la formule -?.– c'est-à-dire par un nombre appartenant a la première A

série primitive, ce nombre étant toutefois /WM&( ~M7M? et <~M~ <wc par A. Nous donnerons les points principaux du calcul.

~==(A~'+A~+~)(N+~-A(2~)(N-H)+A. Si après l'addition d'un nombre entier convenable G, on divise par A: si on ordonne le quotient selon la lettre on a

A+~(N-)-<)'-LArN4-2)±G

(N+~'+(N'+-'–––––~––––––.

Or,

1 CAS. Si N = 2K -{-1, le nombre est égat à

[(2K + 2)n+ K] + ~±~.

2' CAS. Si N==2K, le nombre est éga! à

~K+~+K+2]-[(2K+~~+K]+~+' P~=(A~'+A7!+~)(N~)'+A(2~)(N-H)+A.

Si, après l'addition d'un nombre entier convenable G, on divise par A si on ordonne le quotient selon la lettre ?, on a

~(N-~)'-(-A(N+2)±C

(N+~'+(N'+4N+3)~+-~––––~–––––;


')):

<" CAS. Si N ==2h-)- <, ic nombre est égal n

~~+2~+K+2]+~+.~±C.

2' C~s. Si K==2K, )e nombre est égal à

~+~.M+K+2j-[(2K+~/<+K+2J+~+~'+~+~ Les cas premiers n'ont pas besoin d'explications; dans les cas seconds, l'exa.men des restes prouve l'exactitude de l'égalité

l~eSte -+-1'aClne (K-–')'+y(K-~)+.±C

Reste + i-acine: = q(K i- --t- G -7

Reste + racine = ~–––2 A s ;-r

Le théorème est donc démontré, et on a le résume partiel suivant ==2K ~+~ == ~)' +~) +~ N=2K Racine =(2K.-{-1)~+K;

N=2K4~ 1 Reste=(K+~,

Racine=(2K+2)n+K;

N=2K ~+––––(~)'+~)+~ N=2K Racine==(2K~-<)/t-K+2;

N==2K+4 4 ~ste=(K+~)',

Racine==(2K+2)~+K+2.

i7. Les observations que nous avons faites dans la partie analogue du chapitre précédent, sont applicables notre étude actuelle les nombres qui constituent la nouvelle table primaire sont des coefficients de dans l'équation -~+?-c+~=P. Cette table est sans limite; néanmoins l'ascension des nombres qu'elle contient est assez rapide; ces nombres ne sont que des cas particuliers dans cet ensemble de coefficients, qui sont, sauf les impossibilités, complétement arbitraires. Est-il nécessaire de remarquer que notre route est tracée? Les séries horizontales qui constituent la nouvelle table primaire peu-


veut-ettes avoir le rote de têtes de colonnes, et créer ainsi des tables secon.daires? examinons. Les suites)' et P, constituant deux nouvettes séries pr<tniéres, séries que nous désignerons par~ et '? si on désigne par .t,, /< pom'w; 't! par~ pour <j), des nombres dont les relations avec et 'f ont f~te indi<~uees n" 4, ou a

~.==~+~+1)+/<

~=~+~+~H)+~.

~.===~'+~+i)+/<

~~==~+i)'+~'+i;+/<

Le nombre par lequel 00 doit multiplier chaque terme, soit de la suite t'~==~, soit de la suite ?“+,==<!)., est représenté par la {bnmue AK'+A~+~.

Les raisonnements faits dans les circonstances analogues (n° 4) donnent les relations qui existent entre t, et s, d'une part, <, et de l'autre; on a ainsi tes égalités

/<,==/~AM'-(-An+~,

~+~==~

(~'+A==W<

~.+~==?.. e

(<,)'+A==4?A.

Si de ces dernières égalités on déduit les valeurs de << les résultats sont ~=2A(N+~'+2A~+~(N-~)-A,

/.=2A(N+~'+2A(N+2~+~(K+~-)-A.

On a ainsi tous les éléments nécessaires pour le calcul des formules qui re. présentent les suites ~t,). ~'t ~+t-


Cestb)'mutesso))t:

==~A.<'+A/<+~')(?i+i)'-A(~+i)(N+i)+Al(N'+))' -[i!A(N+~<'+2A~+~(?<+~-A];N'+~-)-A~+A~+i±-

~~=!+A~+i±l)(!<+~A~+~(?<+~+Al(~+~' +[2A(!<+t)~-)-SA~+~i(N+~-A')(N'+i)+A~'+A/.+~. ~.=~+A~+~±-')(N+i)'+A(a7<+i)(N+i)+A](N'+~ -[2A(N+<~+2A(N+2~+~(N+1)+A](N'+~+A~+A~+~. .==~+A~+~)(N+<)+A(~+i)(N+i)+A](N'+~ +[aA~+~+9A(N+~+~(N+d)+A](N'+4)+A~+A~ Ces <brmutes ordonnées selon la teMre sont

~==A[!.?!+l)(?t'+l)–t]~'+[A(N'<XN'+~-A(~(N'+l)~ +~[P'+~'+~A(N'+~[(!t+~(N'+i)-(N'+8)], 1~~= A[(t< +i)(N'+~+~+[A(N'-l)(N'+i)'-}-Af2ï<)(N'+<)]/? +~[(N+~)(N'+<)+<]'-A(N'+i)[(N+l)(N'+i)-

t. =A[(N+<)(?+<)–l'iW+[A(îP+4N-}-3XN'+<)'–A(2N+4)(N'+<)]<) +~-[(N+~+~+A(N'+~[(N+1)()!<'+1)+~,

~.=A[(N+i)(N'+l)-)-<]'~+[A(N'+4N+3)(N'+<)'+A(3N+4)(N'+i~ +~+<)(N'+i)+iT+A(N'+4)[(N+t)(N'+~+(N'+Z)]. i$. TaÉoKÈm. Chaque nombre appartenant aux suites horizontales :!r,


TT, ~+,, donne, si on le multiplie par la tête de colonne correspondante un produit dont Ja forme est ~-}- le nombre étant entier. Dounons seulement les principaux points d'un calcul plus !ong que diPficile.

Racine = )A[(N+~(!<'+ ~–<](N+~+[A(!<'–');S"+~–AK]/)

Xt.it, donne ¡ +~i(N+d)[(K+~(~+~]-A~"+))-~i(N-<)-). i Re<te==)A[(.\+<X?''+~](K+<+[A(?!(N'+~-AK~ f + (N+<)[(N+iX!<'+~]-AN(N'+~(K-t)-< + ~1. /NMine=jA[(N+</?)'+~+<](N+<+[A("('<'+~+A~ + i±l (N~i~(N+~(N'-)-~] AN(K'+ + (K <),

donne Reste IA[(N IXN' 1) + 1](N + I)Iàe + 4 + 1) (ri Abla Reste = fA[(N + ~N' + +<](!<+ <))~' + [A(N' + + AN]<, + (N+~[(N+<);N'+<)]-AN(N'+~+~(?!+~.

Racine = fA[(K+<)(N'+i)-i](K+~+[A(N'+~+3)(K'+~-A(K+2J].< +~(N+~[(N+~(K'+<)-<]+A(N+~+~

donne Reste = {A[(N+1)(N'+<)-<]P<+~)~+ t:A(N*+4N+3XK'+l)-A(ï<+2j]~ + ~[N+~(N+~+~]+A(N+2)(N'+<)- ~i +

Racines )A[(N+~(N'+~+i];N+~+[A(K'+4N+3j(K~~+A(K+S)]~ +~(N+~[(N+~'+~+~+A(N+~N'+<)+~,

Reste == )A(N+<)(N'+~+<](N+~+ [:A(N'+4N+3)(K'+~+A(N+a)]7. + (N+<)KN+~'+~+i]+A(N+2)(N'+~+ +

Dans chacune de ces extractions de racines carrées, le reste diffère de la racine; la différence est i donc (lernme n" S), le théorème énoncé est exact.

i9. Tt~o~ME. Si, après l'addition d'un nombre convenaMe :±G, c'est'a<;


dite si, après avoir rendu divisible et après avoir divisé par A un nomixe appartenant u 1 une des séries it, ~+t, on extrait la racine corrée du ()uotient exact entier obtenu, cette racine et le reste précèdent présentent tune des retations suivantes

Reste donne par w~.== Reste (tonné par ~+,,

i relation Reste donne par ~.== Reste donne par ~+,.

(.t's restes, indépendants de la lettre n, et par suite invariabtes, au moins pour deux suites horizontales, sont tous représentés par la formule ––' c est-a'dire par le carré exact entier qui était dans le cas analogue du chapitre précédent; mais dans le chapitre actuel, ce carré est non ntuhip)ié; il est rendu divisible et il est divisé par le nombre A.

i Reste racine de === Reste-{-racine de

re a Reste racine de = Reste-)-racine de

Ces nombres, indépendants de la lettre M, par suite invariables, au moins pour deux suites horizontales consécutives, sont tous représentés par la formule ~:L~+''=~ c'est-à-dire par un nombre de la première série primitive, ce nombre étant rendu divisible et étant divisé par A. Dans le calcul suivant, qui prouve l'exactitude du théorème énoncé, l'addition du nombre G n'étant pas essentielle au début, cette lettre supprimée d'abord, doit être remise vers la nn; en d'autres termes, on devra rendre divisible et diviser par A le premier reste final obtenu.

CAS. La formule qui représente 1~ (n" 17, vers la fin) donne, si on la divise par A

5~'=[(N+i)(N'+i)-~<'+[(N'-t~'+')'-a?!(K'+<)+~ i+'.[~+<+~-i]'-A(?!'+))[(?<+<)(X'+i)-(!<'+S)] 2)]. +––––––––––T-––––––––––-


Soit K'==SK+< Mta Hacine<.wee==[(2K-)-~K+M+~~+(!<–)R+K–<, ttMt.'+Mcin<'=[K~+~+.'S- !'+? K~+~+K- t+~

Suit K'==2h,)c )'<"i())ti~ VMt'ic -.eton f'ctat pair, ~"impair du nombt'M X t" hacinera)T.'<- ~+2,K+~+~-))K+~-i t

hcst~JK~+~+~J'.

a" Rac)M-<tfn-t-==[(2!<+~K.+K~< +(X–~K+~

Reste + nciM== ) K~+<) +~' t'+y K(N+<)+~] +

2' (:As. La (bt'muie qui représente ~+) donne, s! on ia divise par A !==[(?f+~(X'+<)+i]'+[W--i)~'+~'+3N(N'+i)+i]~ A

~'[~'+~'+i)+~A(N'+~[(K+~/N'+~-N']

+-'–––––––––––––A––––––––––––––

Soit N'=2K+),on Racine Mn'ee = [(SN+2)K+aN+3]~-(-(N–OK+N, R<-ste+ r.dM= fK(K+ ~+N+~]'+? rK.(K+i)+N+~] +7-. Soit N'== 2K. !e imitât varie selon t'etat <* pau', S" impair du nombre N <' RaciMearree == [(!N + 2)K.+ N+2~ + (N-i)K-j-

Reste =[K[N+))+~+<]'.

Racine carrée == [(2N + 8)K-(- N + 2]/! + (N–~K + ~-1, R.st.+racin.=~+~)+~±~]'+~K(N+i)+~2'I+,. Les nombres, reste, racine + reste doivent être rendus divisibles et être divisés par A.


3' CAS. La formule qui repfétente adonne, &t on la divise par A: a, d-G ==[~-T~(t<'+i)-+KN'+4?)+3/?)'+t)'2;?)+S~'+i)+)~ ~'[~+~P''+<)-<]'+A(!<'+<)[(N+<;(N'+~+K']

+–––––––––––––––~––––––––––––––.

Soit?<'==~K+l ona, Ra<;ineearrM=:~r<+2;K-}-<+i~+(!'<a)K-+N+:i, 1 Reste+Mcine= L~+t)+N-~)'-)-JK(?!+t)+!?-–)+~. Reste+ racine '-1]' [ N --g 1 '-1\ Soit N' -= 3&, te rétuttat varie ~!on t'etat i' p<m', 2' impair du nombre N Racine carrée=[(2?<+2)K+~+(N-t.3)K+"-(-i,

RMte=~(N+~+~

f Racine can-ee=[(9N+2)K+N]7t+(?!-)-3)K+!

RMte+MciM==fK(N+~-)-T+JK(N+~)+~. 4' CAS. La formule qut représente donne, si on la divise par A ~~=[(N+i)(N'+<)+~+~'+<N+3X~+i)'+!(N+8)(N'+i)+~ A

~KN+<)(N'+i)+~'+A(N'+~(N+~'+l)+N'+S]

+-"–––––––––––––––A––––––––––––––––' SoitN'==2K+<, ona Racmeearree=[(!N+8)K+2N+3]/)+(N+3)K+N+~ R<ate+ Mcine= ~K.(N +i)+N+~T+~rK(N+~+N+~-2l +,.

Les nombres Reste + racine et Reste donnés dans les deux derniers cas, sont égaux & ceux qui ont été donnés dans les circonstances analogues liées aux deux premiers cas.


Soit N' == SK, le fMuitat varie selon l'état <' pair, a" impair du nombre K

i' Racine carrée == [(2N + !)K + N + 2]/< + [N + 3) K + +

RMte=[K(N+~+~+<r.

Racine carrée = [(8K + 2)& + N + 2]/' + (N + 3JK. + –p-, 1

R~.+,~e== + rK(N+~+~~]'+'/[K[X+~+~J!j +,

Le f~sutné général relatif aux principes actuels est consigne dans le tableau suivant

/r< ==!!&t ~+~=f~+~ L J !'+J~-H)+~ L -J ( Racine = [(8N+ 2~ +2N + +(K–~K. +1< ).

~=[K(N+<)+~]',

k noobtt < f Reste= KCN+1J+¡ 1

( Rac:ne=[(2N+2)K+N]~+(N-<)K.+~-1.

~N'=2K 1 P'lr, n r K– ) `N' .K ~Restc+~me=[K(K+<)+'~]+?jK(K+~+-J+. nemhtt~ M_~ a? )) "( Racme==[(SN+~K.+~+(!<K+- J N'aQK-f 1 R~te+racine=['K(N+i)+N+M'+7)K(?f+~+K+~'t+'. /N =:ie)\-(-t L j t- j Racine ==K2N+a)K+M!+3~+(K-~K.+N.

3 N Reste==[K(N+i)+~+~,

)? ~nt)BbM< 2 ` Racine=~Mf+~K.+N+~+(!<-<)K.

(~e+~=[~+~+~]'+.[K(.+~+~~]~ nombre) N4-d ( Raciae=[(9N+2)K+X+2~+(N-~K+-


:Kr-) ( Kt-ste-t- racine t ). K(N+i)+N-J–i ~J i'~t ). K~+~+K-X– *J t Racine = ['3X -}-2;K + SK + <]/< + (?! + 3;K + N + 3

'K ( R<te===tK~+~+~)', 3iK+N+ 3

,5. Hutttbf'x Resle: 1. K~i +

pair. Ilncine ((E\ -B;TC-f-]n-+-(Y -f-3)K-f- -f- t

~'===2K ( Hacine==[~'+3;K+?!~+(~+S)K.+"+i. N t N'

t H~te + Mcin<. == ~(~+~ ;+~ t'+J K.:K+1 )+~ t + [-) non)).r~ J L J R.n.=[(M+8)K+K]~+(N+3)K+~. "i Ral'Íne f f(~2K.+ ) j + '°'' [~~+~+~~]'+?[~~+~+~+~] +~ f t RaciBe==[~+2jK+SJ<-}-3]/t+(N+3)K+N+<. J N ( R~=:[K'.K+~+~+iy,

1 N ( Rhte=[KI.N+l}+¡+-1]I,

nombte nombre' 2.

( Racine ==[(a!!+2)K+N+2]<!+(!!+3)K.+"-)-3.

!<'=2K. ( Reste + rac~. == FK(?)+t)+~~2't+9r&(N+i)+~~1+., ncmbM J L /S J impair. I Racine-=[(2!!+8)K+N+2~+(N+3)K.+–

Ajoutons à ce tableau les formules suivantes, liées à la table primaire, c'està-dire le résume partiel n" i6.

(Reste + racine = rK–l'+JK –1 + r

N~2K 1 2

{ Racine=(2K+1)~+K;

N=2K+l Reste=(K+<)'

( Racine= (2K -{-2~-{- K

N.= 2K Reste-t- racine=t'K–i–JTj-orK 1–i N==2K L s J "). 8 j N-2K ( Racine==(2K-t-K-)-2;

N==2K-t-J Reste=(K+~)'

Racme=(2K+2)~+K-)-2.

Nos remarques sur ie tableau qui termine le chapitre précédent sont apptica-


btes au tableau actuel. Substituons d'abord, et successivement, u N les nombres 1 2, 4, etc.; taisons ensuite la même substitution pour les r~suttats ntunériquessont consignes dans le tableau Ht suivant; or, ces r~uttats montrent que les racines carrées fonctions de sont iudépendautL's des lettres y et cette circonstance nous a permis de réunir en un seul tableau les trois r~snnx~ relatifs aux équations

~+~-=='~

.r'+.+/'=P,~

~+3~+24<=P.

c'est-à-dire les tabteaux Ill, tV, V.

OBSERVATtox. La fin du paragraphe précédent constate que les racines cart'éet. sont des fonctions de ? et sont indépendantes des tettres~et r, mais il est certain que cette indépendance pouvait être indiquée dans les premiers dévetoppements du chapitre actuel remarquons, en enet, que dans les expressions )" principales P~, P~, 2° secondaires 1?~ ~) ?.<'+« ~s coefïicients des lettres /<'et /tsont des fonctions de <y et de mais (onctions telles, que les nombres y et r entrent exclusivement sous )a(brnte4/'–<y'==~, tequeinambre A est multiplicateur dans les deux circonstances; multiplicateur d un carre exact entier H' pour le terme fonction de 2° d'uu nombre entier L pour le terme fonction de ?; or les nombres P~ )' doivent, avant toute extraction de racine carrée, être rendus divisibtes.et (''tre divisés par A t'n" i6 et n" i9~ par conséquent les résultats, qui subissent ensuite l'extraction précitée, ont la forme générale HV-{-L/<-}-M, les termes H" et I. étant indépendants des lettres q et la racine carrée de ces résultats, aura donc la forme Hn-}- V, le nombre étant le quotient exact entier donné par t'expresL

sinn~


~=="

rtT)tOECOM!t<t.

TABLKAU Ut. Equation gën~raie .)-<y~4-==:P.r 'fABLI!:Al; III. Équation générale 1 At'+At+:'±'

TABLEAU IV. Équatton ~-)-~+/.==P.~ o==t 1 T~ ('<'+(<)~+,.

TABLEAU V. Équation .c'+3~~24~==P~~==24~y=3~A=3 ~'+a4+)

Cmg*Mm) ?=:9) f=~t) y=?9t A=9

MMtdtYit.o.pMA. MMtdhM.npMA..p~diTMooptfA. "MX)! l

~+~ = (~)'+~)+, = ("?)'+?(~)+~ ~+. ~+, /6–M\t ,t-a\ + r a*r a sn+z = ~T~+~-r;+' '+'' = (~)*+?(~) +'' <"+'' 7'.+3 ~+~ r = ("?)'+?(''?)+~ M+, 7 ~+t x (~?~~(~F)'~ ~+' ""+'. s (~)'+?(~)+'- M+~ <& ,~+t ~+, · /<S–e\ /<6–o\ 6E*.r 19 tan-~T 16n+9

= ~-T-+?~+'- M~ ~+, ~+, (~F)'+''(~')+'' '+'- M t~+B <?.+'< v (~F)'+?(~)+" '"+'- 9' <~+9 ).)“+)) ~= < r <"+' "+' s r '"+' ""+' 8t+3 0)t+t < «)0+4 <(«+< · <9<t+6 <~+! v «'.+< )4H+< «<t+7 )<)).+< s <ao+e < · '< M M~t 90.+U 11


<~==0 ~!===< !==2 ) P P t t.lJf"J~'U;. '1 P P c..OJ..U'(" s Tt-:¡"f. p t t j T<Tt M< mM'!<Nt ““ ,“ ~M~ft. M 'M'- T'" "t cut~t. x A~'+NAa+L.~ <Ao'+< tA~'+Mo+iA+t xA~+!iAyt+~ a "A~t6~+' 1 T<()! Nf cuH't. ,j;~ ut eoM~tt. '~M' T<Tt f)t mM.t!«;. ttït )j): mM)t!(t. <;tf-+~'– ..r- 1 t~–t.')'+ttr-),<t o~f–t~'+~r–t)~ ))'tf–<<t'+)~)f–)A +~!t 1 + +)Cf-.it +f+!) +ii5r-< T~rt M MtOMt. Tht M CMA)!<M. T~T)i M 0)M)!t!t[. Tttn! M CMMXitt. T~. M COMtXt. 9<'+~+? «<)'+) <+t<n+<3 !7/t'+0a+a N7<t'+<6o+!i) 0

l 1 ttcc<u. ttctitts ttMC<u. tMcaoa. KtOitm. _1

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3a+< ~t+t ~t+t ~+3 ta+t

iA «+7 M+t <Xt t<t+< <~+6 tt+O <"+' <io+'' ?')+<() ?«+)! '!« 7<+< 7o+7 7«+t 7e+:t ?«+« <n+o <x+~ 90 <«+) e"+e ~+~

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'1 ~t+« ~+U 8),+) <M,+7 'Ca+tt <Ct+tt «)<,+S <~+< «<+n <~+<j) a

«<t+4o <4o+99 )4a+S )<n+<9 ""+t9 «o+t~ ~H+a «)a+<3 3 I 'B«+M «<.+9<

1 M)t+M 9(M+at

.(_t_


) .e partage en deux catégories de tous les ttomtx es entiers, partage provisoire indique n" S, doit donc être modifié tous te. nombres appartiendront nu seront étrangers a toutes les tables précédentes. Ou peut doue établir une règle générale applicable a toute équation dont la forme est ~{-y.t-)-=P. le notnbre y étattt impair.

20 hÈuni GE.\jÉHAt.Ë. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers et dans les conditions précitées, l'équation possible .t'-)-{-== P. le nombre P occupe, en générât, une place dans une des tables catcutees; cette place sera caractérisée par i'une des épreuves suivantes

~'° ÉfBEUvE. L'extraction de la racine carrée, R, du nombre P, extraction qui aura lieu par excès ou par défaut, donnera un résuhat qui vérinera une des conditions

Reste-)-raeine==A.H'+A..H-(- Reste=A.Q';

ou, en remarquant que l'expression A. H'A. H-)- peut être écrite A~H4-t/+~

–––- on aura i une des deux égalités

P-+~=R(R-1) P-.A.<y==R'.

Ainsi, pour opérer les essais indiqués dans cette première épreuve, on devra retrancher du nombre P les divers nombres entiers dont la forme est soit ––~ soit A.Q'; examiner les résultats donnés par ces !;oustrac* tions; et même en laissant de coté les conditions de limite dans ces essais, con*ditions dont l'étude sera iaite plus loin, il est manifeste que la nature du chiffre des unités, soit du produit R(R–1), soit du carré R', donne une grande rapidite a ces essais successifs.

i" Si le nombre P vérifie l'égalité P–~L+~JL~==R(R– on recherchera, tableau ligne horizontale dont le titre à gauche est A(2H + 1)' + 1

Reste+racine=~

la fonction de /< (pi, égalée au nombre entier connu R, donne a /< t'état de


nombre entier; ce dernier nombre sera substitue a ? dans le facteur correspon* dant, tête de colonne de ta fonction de et le résultat sera une solution entière de~ pourt'équation proposée.

2" Si te nombre P vétifie l'égalité P– A. Q'== R% on rectjerchera, tableau i, tigne horizontale dont ie titre a gauche est Reste==A. la (onction de rr (lui, égalée au nombre entier connu R, donne à n l'état de nombre entier; la règle sera ensuite celle qui est indiquée dans le paragraphe précèdent. 1"ExfMt't.B.)-3~-{-241==20M~ î<t première épreuve donne 2053-–33<= (42~41; l'examen du tableau relatif' it l'equatinn actuelle, tableau auxiliaire (H), donne, 1" partie, 3' colonne 2~<<5==42; de là n===–~3; ce dernier nombre, substitué à dans la tête de colonne 4~20/<-{-903, donne I'ega)ité~=~, et par suite .c==:182*. 2* EXEMPLE. ï* -}- 31 .f -t- 241 == 20< La première épreuve donne 20~–3(5') ==44'; l'examen du tableau auxiliaire (H) donne, 2' partie, colonne, 10~-}-154==44; de là /ï==–.4< ce dernier nombre, substitué à dans la tête de colonne correspondante ~3<)-24'), donne y-21, et par suite <F==~ 90.

ÉPREUVE. L'extraction de la racine carrée du nombre entier –– extraction par excès ou par défaut, présentera un reste qui vérifiera une des deux égantés

Reste+racine=''+~+~ Reste=~.

Ainsi, désignant par R la racine carrée, on aura l'une des égalités P~_B.+~+G~ !~0'~=~.

A A ( A A

On devra donc, pour opérer les essais indiqués dans cette seconde épreuve, h 1 b P + G 1 d, b BI+qB+ r+ G retrancher du nombre entier ––~ les divers nombres entiers .L~t 5 examiner la nature des restes donnés par ces soustractions la règle est alors cette qui est tracée dans le paragraphe précédent.

Deux valeurs de x correspondent à une valeur dey, mais dans cet exemple et dans tous ceux qui suivent, la consignation de la seconde valeur de x nous a paru inutile.


ExMtfm..t')-2=)0')6. Les hypothèses sont <y==t, /-=2, A ==7, et, par suite, ries ttombres /~?c-{-«c//«', désignés, tableau tV, pat les expressions 2+/ 6- etc., sont, aprescomptément par f. et division par A 2, 2, etc.; les nombres, restes, désignés, même taMeau, par les expressions F, 2', 3', 4', etc., sont, après complément par (. etdivisioHparA <, t, 2, 3,etc.;onaabrs;i-~==~7==~t'2, et division par A 1 1 2, etc,; on a alors 1U~JU y .-1- 3 Í) ~13'-1`Z, et par conséquent oo a: reste-(-racme=t le tableau IV présente une ligne horizontale dont le titre à gauche est2-t- lequel titre est, dans le cas actuel, ~– ==~ on aura dune, même ligne horizontale, 3' colonne, t'égaiite ~-)-~ :==~; de là ~=4; ce dernier nombre 4, substitué a dans la tête de colonne correspondante 4(4/- ;M'1, donne ~-=449, et par suite .r=7(M Ainsi le système ~-==449, ~==70~ constitue une solution de l'équation proposée ~+~-{-2=1096~. n est d'ailleurs évident que les tableaux peuvent offrir plusieurs fonctions de M qui vérifient les conditions exigées; ainsi, parexempte, si le nombre 4 est substitué u M dans la tête de colonne (4/-–'))~(4/-–~+/

ou obtient le système-solution ~-==~42, ~'==394. Constatons aussi que l'exposé actuel est un premier aperçu de l'ensemble méthodique que nous cherchons à établir le mode d'épreuves présente encore quelques complications que les théorèmes sur les limites feront disparaître, et toutes ces épreuves se réduiront alors a l'examen de deux termes.

21. THÉORÈME. Étant donnée à résoudre en nombres entiers l'équation -~+~+~==~)y nombre impair. Si les tables indiquées présentent un muttipteP.~ du nombre P; si l'égalité correspondante fonction de/!== racine carréH==R, du nombre P.m, donnea l'état de nombreentier, ces deux conditions donnent, en général, une solution de l'équation proposée. Admettons l'exactitude de l'une des couples d'égalités

f~j P.~==R'-)-A.H'+A.H-)- ./Y~)=R; (-21 P.~==R'+A.Q', /'(n)=R;

~=R.+~~+~

H ~±C==R.+9'±i,~=R.

A -1' .mA


On a démontré, n° 20, que, l'une de ces couples d égalités étant exacte, <nt peutcalcujer, en général, un système-solution de l'équation proposéf .r* -{- y == (P. /)J.

Soit ce système représenté par .c=~, ==/ il est alors évident que .< == =A./y< est uu système-solution de l'équation ~{-y.(-==P l~s taits indiqués dans les deux numéros qui précèdent, établissent que la présence dans les tables d'un nombre entier P. constitue un caractère t'n générât sunisant pour résoudre l'équation ;c'y.e-==:P. les considérations suivantes prouvent que le caractère cité apparait toujours, et donne une solution de l'équation proposée lorsque celle-ci est résoluble en nombres entiers. 1° nombre P./y<, la lettre pouvant être l'unité, a une place dans les tables; 2" la connaissance de cette place amène toujours une solution de t'équation proposée; examinons successivement les deux parties de ce principe.

1. Si t'équation .e'yr-f==P. nombre impair, est résoluble en nombres entiers, ces tables présentent une infinité de multiples du nombre P; chacun de ces multiples a par conséquent une tête de colonne correspondante désignons en effet par et par~' un systéme.soiution de l'équation possible proposée, on a donc t'égatité /)-yM-}-==P. Reprenons actuellement les formules indiquées n° 10

~-==~Hy-~(ï<'+<)+~

~~=~}-+<.(N'+~+/<

t.=?<(N'-t-1)'+1)+/<

~+.=?.(N'-+-+~'+~+/4,

formules qui représentent des nombres entiers placés dans les tables; rappelons que la lettre N' a été remplacée successivement par tous les nombres entiers; rappelons aussi que les têtes de colonne correspondantes aux nombres entiers w, w, y, sont toutes représentées pas l'expression ~,==~,==M'<jM-(- nombre entier qui, dans les conditions de possibilité de résolution de l'équation, est un multiple de P; si donc, on donne à N'-}-t i l'état de multiple deP; il est évident que les nombres w, ?:“.+,, <?“ seront des multiples de P, et auront place dans les tables.

2" Rappelons que tout nombre placé dans les tables vérifie l'une des couples


de propriétés désignées ct.de~us, n" 20, par les é~tih'-s~], ~j,[~],~J; ainsi ta secundo partie du principe qui nous occupe présentera quatre cas auxquels nous pouvons donner les noms de /(y~.)/~t//M /'M't<yMcj nous indiquerons les principaux résuttats donnés par te catcui.

~2. ~ew/e/-e/)7<Kw /'A-w. Soit l'équation proposée <y.c -}-==: nombre impair,

nous admettons que ia racine carrée du produit ?.< étant représentée par un nombre entier R, te reste donné dans cette extraction vérifie ta couple h j d'égalité du numéro précédent, on a

P.~==R'+A.H'+A.H-(-~==R. Racine==R==/-(~. Cette fonction de n, !e nombre étant entier, est correspondante au nombre Reste-}-Rac:==A.H'-(-A.H-{-~+i;

eite aura donc une tête de colonne, et cetie'ci sera, disons.nous, une solution entière de appticabte à t'équation ~(-==(P. Supposons, par exemple, en eftët que ta tête de colonne soit P~, nombre dont la valeur rejatéei0 est

P,.+.==(~+~+r)(N+~t-(2~+~(N+~)+~

ou P~=(N+1 )~N+~+2(N+< )]~+MN+~ )'+~(N+1 (~ j 2° que te nombre reste + racine, soit caractérisé par l'état impair 2K + 1 du nombre N' si alors on consulte te résumé général qui précède le tableau 1, on a Reste +racine= A[(N+~)K-t-N]'+A[(N+1)K-)-N]+~±i, ou Reste=A[(N~)K+N]'+A[~+1)K+N]+~i -racine, et racine=R=[(2N+2)K+2N+1~+(~-}-~2)K+~+~. L'hypothèse particulière au cas actuel est P. ~!= R'-j- reste,

< (P. ~)P.+.= R'(P~ ) + reste


Si dansle second membre de cette dernière égalité et aux quantités R, P, /M<f, ot) substitue les valeurs indiquées; si on extrait la racine carrée du résukat, on a

(t't~,=j~+~[~+~K+2K~<]~~(~4-~+8]K+~~3\+~+~'+Hi~ +2[~'+~'+V'N+~+)]K+~'<'+HX+< .+~+~+2

+?j(~+~K~+~~+~+<]"'+!~K+~[y~+~+~K+v'+3K+~+4~ +2[~'+i/+~-+i)+i]K+~+~+~~(S!+~+2J4-r

proposition réciproque est donc exacte, et dans les conditions précitées, le système-solution de l'équation est x- X, ~==~(P,,+, en désignant par X la racine carrée du premier terme, carré exact, qui appartient au second membre de i'egatite précédente.

23. /~M.ïw/M~ /<o~oj/&bM /'<'4'<o~«c. Soit l'équation proposée ~{-y~-t-==P. y nombre impair,

nous admettons que la racine carrée du produit P. /K étant désignée par H, tf reste donné dans cette extraction vérifie la couple [2] d'égaiités du n° 2i, on a P.w==R'-}-A.Q' racine==R==/'(M), la fonction de correspondante au nombre reste = A..Q', présente une tête de colonne, et celle-ci est, disons-nous, une solution de appticabte à t'equation ~-}-j-==(?. En efîe', sup. posons, par exempte, que la tête de colonne soit

P~,=(!<+1~'+~N+1)'+2fN+~~+/N+1)'+~+~-(-i; 2° que le nombre reste soit caractérisé par les égalités ]\== nombre pair, ~'==nombre pair, hypothèses qui donnent au nombre reste et H/' /:) les valeurs Res<e=A[N-~)K+~]',

Rac.==R=[2(N+2)K+K+2~+(~+y+2iK+~+~~ or, t'hypothese inhérente au cas actuel, est P.==R'-(-rps<e, ou (P. ~)P~, = R'( P~) + reste < P~)

si dans le second membre de cette égalité et aux quantités R, P~, resle, on


substitue tes valeurs indiquées, si on extrait la racine carrée, 00 a P.~t' ~+);[~+i!)K+-\+2~+!2fN+t)[v('<+t)-(-a]+~'<'+:<\+~+8<<+3]~ +2~+))'+y(\+t;+t]K+~+:+8)+~+~ )+t 1

+y S ~+t)[~+S;K+N+!+:S!(?i+i~N +l)+2]+v(~+~-+2;+3?<+3!~ +~M'S+<.<'+./<S+t)+~K.+~3-)+~!<-t-))+i{-

La seconde proposition réciproque est donc exacte et dans les conditions précitées, le système.solution de l'équation est ;e== X, ~-== w. P~ en désignant par X la racine carrée du premier terme, carré exact qui appartient au second membre de l'égalité précédente. Dans les deux démonstrations qui suivent, l'équation proposée est ~+.t-t-=P. l'hypothèse y==< n'altère pas la généralité, et diminue la longueur des calculs.

!i4. yrowc~e /~(M~o/: y~'t~'o~Mc. Soit l'équation proposée .r'+~+r=P.

nous admettons que la racine carrée du produit ?- étant désignée par R, le reste vérifie la couple [3] d'égaUtés 2i, on a

P.~+G_B'+B+~+&

–~––––t, R ractne==n ==/(/:);

A A racme = = n;

cette fonction de n correspondante au nombre reste+ racine, préseate une tête de colonne, et celle-ci est une solution entière de j: applicable à l'équation ~c-r=P. /K. z; supposons que cette tête de colonne soit P., dont la valeur est, n" i4:

?“== (A~-t-A~+~i) (N+~-A(2~)(N-~)+A,

ou P.=A(N+1)'7:t-A(N')~(N-~)'N. Si a cette hypothèse on réunit, par exemple les conditions N == nombre im.pair, N'== nombre pair, et si on consulte le résumé général n" i9, on reconnaitra que les quantités données dans la question, sont

R.~ [K(N+~+~)+~(N+1)+~' +.+G e Reste-)- ractne== =–––––J–'– ~-––

Racine ==R==[(2N+2)K+N+2]~+(N~<)K+!'+i;


d'aitte'n's, t'hypothese tiée an cas actuel, est

!~+~==R'+reste,

A

j 'L"d~' p~R.. P~(,.estc) P~

nu,enfin, l'

)'J~==.4.R'.P.,+ H K(X+~+-~j +tK'\+'t;+-~Lj~jP,A.R.P, si dans le second metnbt'e de cette égalité et a H, P,, on substitue les vateut's indiquées, si on extrait la racine carrée du résultat, on a

P.t~=fA(X+~[(2N+2)K.+?!+2]/<'+Ap(?)'K.+N'+.)') i +~?f--)/+;<]K.+~t)+Xi',

+jA(X+<;[(2'<+2;K.-)-+2]~+A[2(K'K.+N'-(-K-<]

+8[~–+K]K+'-X(N–~+Kj+~.

t~ troisième proposition réciproque est exacte et dans les conditions précitées, le système-solution appticaMe à t'équation est .==X,=~.P~ en désignant par X la racine carrée du premier terme qui appartient au second membre de l'égalité précédente.

2S. (~M</?c//?e /.vo/MM7'&'o/< /)/'o<yue. Soit l'équation proposée ;C't'-}-==P.

la couple [4] d'égalité n" 2jt étant exacte, on a

~±~=a'+~, racine==R=/(.); i

cette fonction de M correspondante au nombre entier présente une tête de colonne, et celle-ci est une solution entière de z applicable à t'equation .c* J- .t -j- === P. //<. supposons que la tête de colonne soit

P~==A(K+~'+A(~+~))'+K;

si a cette hypothèse on réunit, par exemple, N== nombre pair, K'== nombre


pair; et si on consulte te résumé générali 9, ou a [K(N+~+1]'+G

Reste ==––––––-–––––,

Rae.==R=[(2K-t-2)K-)-N-}.2~-{-(N-1)K+~' !'hypothèse tiée au cas actuel, est

'+G~D,.Q'+c

–==R-(-–

A T p

ou P. M. P~ = A.P.R.' + P~K(N ) -)- Si, dans cette dernière égalité et à R à ?“ on substitue les valeurs indiquées, si on extrait la racine carrée du résultat, on a

P.P~.== (A(N +~[(M +2)K+N +2~'+A~ j;K.+~+\-i],< +2[~-<)'+?f]K.(N-!)+?<)',

+{A(N+i)[(2K+î)K+N-t-3]~+A[a(K'K.+K'+X-

+2j'~f–+N]K.+~(N-ij+Kj+~

La quatrième proposition est donc exacte et dans les conditions précitées; le système solution, applicable à !'équation proposée, est ;t- == X, f== rit. P en désignant par X la racine carrée du premier terme qui appartient au second membre de l'égalité précédente; constatons d'ailleurs que le calcul relatif aux deux dernières propositions admet comme condition essentielle que le nombre (; a, au commencement du calcul, la grandeur et le signe que l'on donnera ensuite au nombre dont l'addition est nécessaire à la fin de ce même calcul. 26. Reprenons l'équation primitive proposée ;c'-}-.y;}-=P.jr, le nombre y étant impair, reprenons aussi les deux suites liées à cette équation, c'est-à-dire [M.] r, ~-t-~+r, 4+2y-(- 9-(-3y-t- terme général M'+~-t- r~l A-t-A 9A+~ SSA-)-< 49A+1 t .~4-i)'A4-t [N.J –j~–. -T–' –4–' –~–~ terme général Ces deux suites n'ont pas été, avons-nous dit, adoptées au hasard; en effet, toute autre suite serait inadmissible, ou du moins serait la reproduction avec


lacunes de l'une des suites précitées; examinons, en effet, quelles sont les conditions imposées aux suites possibles Je terme généra! de la suite doit, lemme n" 5, présenter l'une des deux propriétés suivantes Ce terme, s'il est isolé, doit, après extraction de la racine carrée par défaut R, donner un reste égal R-+; 2" le produit de ce terme par un facteur invariable doit donner, après extraction de la racine carrée par défaut R,, un reste égal à H,-)- or, toute série de nombres entiers, série réellement étrangère aux séries adoptées [MJ, [!\], ne peut vérifier ces conditions 1 soit une série [M,] anatogue, mais non pareille à la série [Mj cette nouvelle suite étant d'ailleurs convenable pour l'équatiutt proposée, c'est-à-dire étant réductible au terme connu lorsque l'on annule la lettre générale ces diverses demandes donnent au terme général de cette série [M,] la forme /t'(y±:2~~ -t- ou en isolant les deux variétés

~+(~+2~+/,

la rac. carrée par défaut est /<–{-~

le reste est (~1~)+~+'+~,

n'+(y-2~+~

la rac. carrée par défaut est -(- ~–

le reste est (.+~+~~+~

rappelant l'égalité Af–=A, on reconnaît alors que les conditions primitives imposées donnent ~==0 ou $===p~ or ces égalités donnent à la série [M.] la forme de la série fM.]; 2° soit une série [NJ analogue à la série [NJ, la nou.vette série sera

(A±:2~+(A±2~+~ 1


ou après isolement de chacune de ces suites et après multiplication par tu (acteur A±~.

(A + ~<t-. A + 2~< + 'A+~j'~+M+t)~ r

ia raciue carrée par défaut est !A-}-2~<i~

le reste est A -)- !~)/< + ~+~ -)- i±-'

4 A

~-M~'+(A-2~+~+'\

la racine carrée par défaut est (A–2~4-Lhi~

le reste est (A 2~ + ~+~ -}. ~±i 1

de ta l'égalité ==o, et par conséquent la suite devient la suite [\]. 27. ~b/nM~c/'M/M' /< ~OMr/~MNh'<w x*-)-qx4-r-=P.y, les divers ~j'o/««b/u' /<<M' ia M/< /)/-c/HW ~M'~e x,, y,. Si le produit P. r est représenté par le nombre (.rj'-)-~c,-)- et si l'on désigne par .t, des nombres entiers dont les relations avec P ont été caractérisées n° 4, on aura tes égalités j--}-~=P, /==2~<jf, ~,=/ si l'on désigne par Y les valeurs <t)tières de liées à la valeur on a

Y- 3, 5, 7. 2N+1)

~(2~, 2, 3, 4. N.N-~]'

et par suite deux formules, l'une en adoptant un nombre égal de termes multiples de s et multiples de t, l'autre en adoptant un nombre de termes multiples de < inférieur d'une unité au nombre de termes multiples de ~=~+P(N+~-(2~.+~)(N+1),

Y.==/,+P(N+~+(2~+y)(N-H);


ainsi, en désignant par X., X, les systèmes pour x correspondants aux VMteursY~Y~ona a

X.=P(\+~(~+y,,

~=~+~+~-(~+'y.~+~.

x,==p\-)-~+~

Y,==~+P~+~+(2.~+~~+~; i

ces formules sont générales, le nombre <y reste complétement arbitraire. 28. THKORKMï. Étant donnée à résoudre en nombres entiers l'équation possible ~-{-~t'-{-==P. nous admettrons, ce qui est permis, 1" l'état positif soit du nombre P, soit du nombre <y, soit du nombre 2" l'exactitude de l'inégalité /'<?; on peut alors toujours supposer .f)<;P, ~<P-}- en effet, toute solution relative à x peut perdre un mu)tip<e de I'; or, des conditions ~,<P, ~<P) on déduit ~<;P-{-y-}-1.

29. THÉOM!:ME. Étant donnée a résoudre en nombres entiers J'équation possible ;c'-j-y.r-== P. si le nombre P est premier absolu, tout système .f,, connu et constituant une solution de l'équation proposée, donne, en eH)pto\ ant les formules générales n" 27, tous les systèmes-solutions de Féquation. Du système .c,, acquis, on déduit l'égalité (.c,)'-}-}-== P. si l'on d~signf par .E,±~ une valeur entière applicable a l'inconnue y, on aura régatit~ (~,db~)-=h~)-t-==P. et si de cette dernière égalité on retranchft'égaHté précédente, te résuttat est ~±:2.i-,d:~)==P.~ ')" Si le nombre est un multiple exact de P, les nombres ~.±§ applicables à l'inconnue sont c<~))pris dans le second groupe des formules générales n° 27 2° si le nombre n est pas un multiple exact du nombre P, les deux nombres P et sont premier'' entre eux, et de l'égalité dernière précédente on déduit ~±2.<±<y==r. ou .r,-}-~=P.–(A')-y) et.t.–~=–P.V–(.t't-y, cesnombres. et.i'–~ sont compris dans le premier groupe des formules n° 27 ainsi étant donnéearésoudre, en nombres entiers, l'équation .y.y-==B.s, )e nont!)re B étant égal au produit P.T, dans lequel P est un nombre premier absolu; l'égalité T.==~ transforme l'équation proposée en une autre .<(-}-==t\) et cette dernière équation, si elle est résoluble en nombres entiers, aura la propriété indiquée dans le théorème précédent; un système-solution A~,


donnera, en employant les formules générales n" 27, tous les systèmes .r, on devra ensuite établir te passage de a < or, r si l'équation t'<y.i- ==B.= est possible, il existe au moins une valeur de z oui est int'é. t'ieut'e u B-t n" 28*; 2° les valeurs de z sont les quotients exacts entiers de l'expression par conséquent cette circonstance d'un quotient exact entier se présente au moins une fois tors(nje l'on substitue u toutes les valeurs entières relatives a cette lettre et comprises entre les nombres 1 et T(b4-y4-t). 30. OBSMVATto~r CABALE. Si l'équation proposée ~-}-t'-{-~==p. est possible, le nombre q impair et le nombre P premier absolu les principes démontres dans les deux chapitres précédents établissent, <" que tous les systèmes-solutions sont déduits d'un premier système .T,, 2* que le nombre P occupe en générai une place dans les tables préparées, place caractérisée par une extraction, quelquefois par deux extractions de racines carrées, place enfin qui donne immédiatement une solution de l'équation proposée; le problème théorique est donc résotu, mais la question pratique est pleine, entière, et dans lesconditions établies par les faits qui précèdent; cette question peut être énoncée dans les termes suivants Étant donnée à résoudre en nombres entiers l'équation .c'-)-}.=P. le nombre y étant impair, est-il possible de caractériser la place que tient dans les tables le multiple P. m, le nombre m étant intérieur à P-<y-{- ou plus nettement parmi les couples J~), [2], [3], [4] d'égalités du n° 2i, est-il possible d'indiquer celle qui donne Il la plus petite valeur l'indication d'une valeur minimum de donnerait évidemment le caractère pratique qui manque encore à cette partie de l'analyse, nous devrions donc l'exposer actuellement d'une manière complète, mais nous avons cru que, présentée en ce moment, cette recherche n'aurait pas toute la clarté nécessaire, elle devrait d'ailleurs être reproduite plus loin avec quelques modifications; dans l'examen de l'équation .t'-]-y.c-}-=P. le nombre q étant pair; remarquons aussi que la recherche de la limite actuelle n'est pas indispensable,

Nous admettons que t'équadon ;E* -)- -{-<-= B-: serine les conditions premières indiquées n" N8; est-il nécessaire de remarquer que dans le cas contraire un changement de signe dans les lettres et la diminution de quelques unités dans cette dernière, amènerait l'effet exige. f/exposéde la résolution directe de t'equation.t'-}-)-r==B.z, lorsque le nombre B n'est pas premier, eût donné ptu! de régalante à cet ensemble théorique, mais rappelons que notre étude spéciale est la résolution pratique des équations du second degré à deux inconnues.


puisque, et nous l'avons dit précédemment, toute équation <Q.(-B=-=P.~ z dans laquelle le nombre Q est impair, peut être transformée en une autre dont la forme est «*-{-M-R==P.V, et celle-ci peut, u son tour, être transformée en une autre dont la forme est ~==P. or, s'il est vrai de dire que lesétudes mathématiques restent en général dans le domaine spéculatif, cette vérité ne peut impliquer l'idée de faire les recherches qu'une tégere déviation 't une méthode peut rendre inutile; or, tel serait l'examen actuel et cette inutilité est prouvée par les faits suivants

Soit l'équation [t] X'yX-{-=P. fonction de deux inconnues X et Y, et dans laquelle le nombre y est égal à posons X==M– l'équation [1] J devient [2J M*-}- M -{- B A*== P. z; et si le changement de quelques unités dans la valeurde z est nécessaire, ce changement efïectué transforme l'équation [2] en une autre [3] «'-}-M-~R==P.V, dans laquelle le nombre R est positif, et est inférieur à P; dans cette dernière équation, la limite du nombre M lié au multiple P. m, limite indiquée précédemment, est?-}-2; il y avait donc excès manifeste dans la limite P-}- relatée ci-dessus, au moins lorsque le nombre y est supérieure l'unité; si on multiplie l'équation [3] par le nombre 4, et si l'on pose les égalités 2«-}-!==.c, 4K==/, l'équation ~3] devient [4] ~=P. équation dans laquelle on peut toujours supposer le nombre r positif et inférieur a P; or, l'examen complet de cette dernière équation, est compris dans l'étude suivante

RÉSOLUTION DE L'ÉQUATION X*+<yX+R=P./ (le nombre étant pair). 5i. Étant donnée à résoudre en nombres entiers et dans les conditions précitées l'équation X'X-)-R==P. on peut donner à cette équation la forme x'+~-+~+R-~=P~

ou si l'on pose X-(-~==.r, R–~==y,ona~==P. 'L'expose de la resotution de l'équation .r*-t-7-==P.~ présentera tous tes dcvctoppement~ nécessaires pour la fixation des limites Inhérentes à cette dernière équation, les considérations qui amènent cette fixation facilitent les recherches que l'on peut faire sur le point anatogue relatil' à t'équation .K*-)-<jf.c-}-r==P.y, le nombre impair, par conséquent nous consignerons MMuit<; les principes qui pourront guider ceux qui voudront faire une étude plus approfondie de cette partie moins essentielle, mais curieuse, de la théorie anatytique qui nous occupe.


MÉSOU'TKM DK t.'KQLATtUN X'+.f

5~. L'équation .)-==?.)- r

csL un cas particulier de l'équation .t'-(-{-== P. cas particulier donné par l'hypothèse y==f; un pourrait donc, dans l'étude actuelle, employer les principes étabfis précédemment, et qui sont indépendants de ccttfhypothesf y==~; recherche)'ensuite les modifications que doivent éprouver les principes pour iestjuets cette même hypothèse <y==M est inadmissible; mais comme nous l'avons dit dans la note qui accompagne l'introduction, la méthode générale de résolution de l'équation ~-{-2&r~-f~=M, méthode consignée dans la seconde partie de ce traité, est basée sur la connaissance des racines entières de i équation .D==M.S; remarquons aussi que la t'ésotution de cette dernière équation a une autre utilité, nous lui avons subordonné, partiellement du moins, celle de l'équation .<{-y.t:==P. le nombre y étant impah': nous avons donc cru devoir, reprenant une partie des idées et des notations précédentes, faire l'examen d'une manière directe. Dans les raisonnements qui suivent, nous supposerons que le nombre r est positif, et est inférieur au nombre P. Cette condition, si elle n'a pas lieu « /ww/, peut être réalisée par le changement d'une ou de plusieurs unités dans la valeur du nombre inconnu r, elle n'est pas indispensable pour nos premiers développements, mais elle facilitera ensuite l'exposé des principes de limitation qui terminent notre étude actuelle. La série primitive applicable à l'équation .E*-}-== P. est

r ~t-j-r 4-}- 9+/ /)-

elle est seule admissible, et la théorie de cette série unique contient tous les éléments nécessaires à la résolution de l'équation proposée appelons j, l, les nombres dont la relation avec la série indiquée sont actuellement bien connus, on aura j-}-~==P, ~==2/ ~==1, et tes deux suites horizontales con. sécutives sont représentées par les formules

P,,==(~+~+~-2~(N+1)-

P~=(~-)(N-H)'+~(N-~).

55. THKORÈME. Chaque nombre appartenant à l'une des suites P~. et P~ donne, si on le multiplie par sa tête de colonne /)- un produit représenté


par ta touMttte ~t ic nombre entier, ou a

S4. TtfMRMME. Si on extrait les racines carrées des divers nombres qui constituent les suites P,,et P~, on a la relation reste de P~,== reste de P~ c<'s restes, indépendants de la lettre M, par suite invariables au moins pour deux suites horizontates consécutives, sont tous représentes par la fbrmule ~.Q'.

constituons les tables secondaires, c'est-à-dire les tables dont les suites P,,et P~, sont tétesde colonne, on a Pa=~< Pt+t==<fo! désignons par les nombres liés aux nouvelles suites par la loi connue, on aura les égalités j,==~,

P~)-)=[~(-+~{-~]'+~

P,=~+1-t]/ +~'+~

~==[~'+~~+~~ +~+~7;

on a donc le résumé partiel suivant

,< (Racine==(N+1)K–1

Reste==/4-~ ,~<

este-I (.Racme==(N-}-1)/<-t-1 1

~)-~==~, t

~=2(K+1~2~+2~(N+<),

~,==2(N+1)/+2M+2/-(N+~,

A,==R'r,

~===~'+A-,

de là on déduit, par les raisonnements connus

~==~W-+<)+~

~==~(N'-H)'+<,(N'+4)-H. r

~.=~(N'+1)'+~+/< f

~==<P~'+~+~+~+~.


~'t)

~yy~/+~v+~r\~r-)~ -=--t~).r'j-r'j'h- ~r'<i-+'t''it~)'. ~~L~+'A~-i-r\-r'T~t'J-)-'A ~t~-t-t,(.+t)-)-)J~.+-(+~);A-r')'(~. 't~ ')-) (~+' 5t!. TmiOM~tK. ChtKjnu uun)t)t'eappa<tct)antau\ suite-. '.T, '“, 'ionu~,sion)emuttiptit'pat')atét(.'dt;cutuntt('ct))i't'spt)[)Ltat)tt.t)nprudmtt'cpréseutf'' paria t'urmute ')- le nutt~x'L' ctaut ~uUc'); si ot) dottuc aux valeurs et les fbt'tnes

~– ,).).

)'"–– ~––L.j 'T'

si u)) remplace f, et par ces valeurs dans tes exprc'sxions jjt'ftnicrcs )'ept'(~sentant 1?, enfin si on tnuitipiic h's )'esu)tats obtenus paries têtes de cotonne correspondantes !r,. et < on a

~==(~(?<'+t)'[~t-~(~'+);+-~+~, .=(~(y+~ )'+~ ~+~ '~+ ) +~t- ?~?..='?~+')'['+) +~r+~,

~+..?..==(?~(IS'+~)'+'2?.)(\'+))+ ~+~ f ou, après transformation,

~=j[(/)(N-~ -~N-(-+t]~+~–~<'+~ ~) )-“] j'-)- ~,+, == [(~+/-) (N+ ) /-2~+-t )~) )(.+< ;+[ +) '-t-r, ?. == L' ~+~ ~+ /+~+ /'+) ]~'+-' ~-i.;(~+~ ~+ ,+~ '+~ ?,t-== K~-) c''+~ )'+2~'+~ ~+~ ](~'+~ .-K~+~ ( ~+' j+~ r+~ le théorème est donc démontré.


5M. '(w:otu:Mt; St ou cx))':nt ):! nx'tw catTf~d'on rxjfnhx; apparte)):)))) n' sttitt'.sf~rixootah' r, ~““ on aun<

)~stf(jf~ --h<st<.df- H<-st~(je~=-h<'st<-d< ï

<;t". '(;s)c's,it)(i~j('))<)ants<i<Jaf~tn'f/<, par suite iuvariabies au nminsp'jtu d<-t)\ suites hot-iy.t~ntaics cons~uutivcs, sonttou.s <ep)'Met)~s pat- lu formuh' ~.Q ic nombre (~~aut<-))U<-r On peut donne)'aux vakurs de- J('.sfu<'n)cs!iui\a))t'"):

~=~~+':(~'+' –)J/<–}-}-'),)-~–<)', ~+.==:i~+~+',+~(~+~i-+~+'+')+')J~ ~=<'K~+~+~ .~+~,j'-t-~ ~+~+~fJ', ~.+,== ![(~+~ .+< ~(-~ ,j~~ ~~i r\ Ces c~atitesdthnontt-ent le t)jM~'p<ne cnonc~, et dunnent le resuntK suivant anatoguc a cf'nx qui ont ct~ pr~entcs n°' i2 et 19.

j Restes/-[~-p~-(-~–-)J

p=. (~=f~+~

Œeste==/-f(.\+~/K'-t-J;1),

"+' (Hac:= [~+l)~)~)j,,–

(Hest<==~(N+1)(-+t)-i]< J.

P =~ i (Rac:=f(N+~)-+.)

j~.ste==~(.\+~.V+4)+t~

"+' ~:tc:== j(N-y\1)-(.{-J).

Ajoutons à ce tahteau les fot'niuies tiees a la tai)ie primaire, c est-a.dit'c ic rpsutm' nartie) du n" 34, on a

(t~acine==(!4-t~-

Heste==/4- ( ftacine i n 'y

(Kacinc==(\-}-)~)

Si connnu nous )'a\'ons fait <)ans tes circnnstancesanato~ues (lui pt'f'cedettt, nt) donuf; successivHmcnt a t-t!) V les \a)ft))'s n, t, 2, etc.. un am-a h tahteau nmnt'Titjuc suivant:


-L" g" *1'. +S i 9 r + + + + + j S 8 t-t-S <!? a it a <- t! r: <t s 3 <~ -'o <* Il ¡ J t 1 T "ia E 'i 3~ c-t- î aa et a S* 4 c <'

<" <~ "'3' +2 .a ci + + + =t -)- =< + + S t) II ––––––––––––––––––––––––––––––––– .ï! S 5 1 1 ? ? S f 1 t 9 s '¡¡. J)

–––~

11 ~?. 3 J M ~.S" –––r'–––––––––––– Il ¡ r t i ri ?3 1 'S ° *ië~ 'ftK-~ P 4S5t~ 1~ ++++++

Ss ?- t ~S~~ .r~.

s~ y, t -+ + t1 :¡. M .EN 4- j!);–Tti~t?~

SS t ~+-t.++++

t! II -T~= &j* s s g ? 1: .Sa !3 3 t â Se~o~r'

M, a § 'il 3 8

.M ~~$t~ 9tT"$5~ TtM lit) S +++++++~

§ + t~S~

C C'lo:tM"4!"J'C""W;~O"1~ .~r L'

0 e S < )) N jit:s~C*S– ct0 1n1 A" >x ~( L, i- LI ri i- i- 'vf -i- C h Y 'i 'f' O -I- C_1 r! J' Ë A +++++++++~-++?- a~§~ 4 0 ++++++++++++++ tt B~S~g~ 1t -J g '& )! f )))))))) i

-g "SS~~ ·f 1! 'h%<&t,9.&;î.&% Ÿ < k L 1. L L L i t. O V L L L L 3 !iit!) H!i!i!i~iti!i ii!i)'i !i CO tj II II ll Il II II Il II II II II il

<< )..=.< n


L'extension donnée a ce tableau est une preuve et de la régularité des résultats obtenus et de la facilité que présentent les substitutions indiquées; cette extension est d'ailleurs peu utile, nous prouverons que les trois premieret lignes horixontales, lignes caractérisas par les titres :) gauche /)', sont seules indispensables, néanmoins conservons encore cet état gênera), et rappelons seulement que si l'équation ~-{-== P. est possible, il existe toujours un système-solution qui vérifie les conditions

~P ~.P )

Z'i ``~, y 3 i ` "i" r'·

~.<g. ~<~+~-

Étunt donnée arésoudre en nombres entierst'étjuatiun possible ;f*-}-=P. admettons, ce qui est permis, que le nombre soit entier, positif et inférieur a P le nombre P occupe en générât une place dans les tables précédentes cette ptace, si elle existe, est indiquée par une extraction de racine carrée de ce nombre, extraction donnant pour reste un nombre représente par r.Q', on doit donc retrancher toujours du nombre primitif P, et successivement, les nombres r. ~2', r.3', y. 4', etc.; et le résultat de l'une de ces soustractions sera un carré exact entier; on reconnaît priori que ces essais sont peu nombreux, ils sont manifestement limites, parla nature du nombre P; 2° par la nature du chiffre des unités inhérent à tout carré exact entier. Laissaut de côté toute étude, et sur la limitation de ces essais et sur les moyens que l'on doit employer pour rendre plus rapides les essais reconnus indispensables, étude qui termine cette partie; supposons que l'on ait constaté l'exactitude de l'égalité P–(N-)-==R', on recherchera, dans le tableau précédent et sur la ligne horizontale dont le titre à gauche est/)-~)', la racine fonction </e n, qui vérifie l'égalité /?M)=R, le nombre n étant entier, ce nombre entier sera substitué a n dans la tête de colonne correspondante, et le résultat final sera une valeur de applicable à l'équation proposée; de cette solution de y on déduira les deux valeurs entières de x.

Les raisonnements mathématiques doivent être indépendants de la grandeur des quantités données dans la question, par conséquent les exemples numériques ne peuvent rien ajouter à l'exactitude de ces raisonnements, mais ces exemples peuvent donner de la clarté aux explications

~32) =9565~

9565–(32~)2'==91',


t.t:'btea)t\t,d<'u\i('n)~)ignehorii!ot)tate,prt'tnit')e(.otonnt',prt-.scntt' 'J//–)==-<<), dcta ~t(i;

~)''tituaut:t/<tt:t)t)ni)))-t.'4udanstatetedecotonn<<4-ona 11 ;==-~4:{7, pt par suite <=r=48'28,

a

~-t-'254 ==~89),

'<;?)–4)4'=-2y,

f~ tableau \). (juatxt'mf ii~ne horixontaie, première cotomx'. pn~sexte ~<-}-~==25, de ta ~==6;

substituant a M ie nombre 6 dans la tête de entonne (n'-t-), un K ~==290, et par suite .t-===~<j6.

!.ct)ombr('des!uncti'x)S()e// qui sont utifes, n'est pas d'ailleurs limité; si, dans le prt-mif-r exemple précédent, on emploie l'egatite 2~-)-') =:'H, liée a ia première colonne du tableau, le systeme-sotutmn appliquée a t'Mjnatton proposée est ~'= 2~40. ==4T37 si, dans le second exemple, on emploie t'cgalité 4M-(-1=='25 tiee a la sixième cotonne; le système-solution est ~=2647, .r==352:<.

57. T~OM'ME. Siiaresoiution de t'équatton ;t-==P.r est possibte, ta constatation, )"deta présence dans les tables d'un multiple quelconque P.w; 2" de 1 exactitude de )'égaute/'(/<)= Racine carrée de P.w )e nombre ~< étant entier; cette constatation fait connaitre eu gênera) une valeur de admettons l'exactitude des egatites t'<–==R', /'(~==H; de ces egautesou déduit le système-solution .~==/==y, applicable à l'équation .r-}-==?. w. ou a donc le système .r==~, ~-==<y.w, appMcabie a l'équation proposée. Nous devons compietef l'étude actuelle par l'examen d'un principe analogue a celui qui a étf~ etabii n° 2i principe composé (le (feux parties, )" retatiou intime entre la possibilité de résoudre en nombres entiers t'equation .r'r==P.~ et la présence dans les tables d'un multiple P. /M du nombre )', '2° déduction


'.ubseqnented une solution apptkable il t'equati'jn proposa, solution ti<?<- tu punition occup<e dans les taises pat- temuttipte P.w. Les raisunnements qui j~rouvcnt l'exactitude de la première partie du principe énonce sont setnbtat)tes il cfuxfjuiottt ctt~mtsdaos (f 2i pt~cite, et leur reptudttction it'.us a paru inutile la sccuttdc partie du pntjcipt.'est t-iietucot m)L- jx'oposition t~ciprotjUt.<)')<' nous d~)t)f)))tt'oi)s de la mmuo~ suivante

38. PtU)W)!.)T)U\ )U:;C)Ht.JQt't:. Si t'MjUatioU .<)-===P. ) VM-ific la CUU)~t' d'~atit~s f.m–M'==~, /==K, Jp'.notnhtfs P, w, h, ~tan) <;ntiers, et si l'expression /(/:j (jui t-ept'esente la racine carrée de P w est j)iacefdans le tableau \i su)' la ligne horizontale dont le titre à jonche est .~r; nn peot toujours de ces t)\potttesps déduire un systeme-sotution appti(-a))t<at'M~uation .f'==P. Nous supposerons, pour fixer tes idées, que la fonction de /< représentant la racinf carrée donnée par Il. /H, est la racine carree déduite de n" 56; en d'autres termes nous admettons, r t'e~tit~ P.w==~+,, 5

et par suite /'(/<) == [(N )

que le reste obtenu après cette extraction est par conséquent d~H)~'+i)+~

3" que la tête de colonne est alors évidemment

~+.==(~-) (~ /+2,~ “" 32,

on a ainsi les égalités

!==!+~+~+~7<+(!+1)!'+~~+~+~+'~ == f'~ ;-{- 2~(N -(-1 ) -)-1. 1

Si, après avoir pose pour abréger J\<==~, )\==~ on multiplie terme terme les deux égalités précédentes, et si on extrait ta racine carrée du pro. 'fuit, le rehuttat est

t\<J~(~(2~-t-1/1 ,)=-)-


ainsi le systeme-solution

.t==~-)- < ~(~ ~-)-

~'==m[(~)<)-'<!«/ï- ],

est applicable a l'équation proposée.

39. ~b/'wM/c~' r<K'/</<~ ~«j' les ~WM' X) «~ ~Mc X, y~ .m/M~oM de /a~M x'-}-t'==P.y. Si dans les formules relatées n'' 27 on admet l'hypothèse <y==c', on aura les résultats suivants applicables a l'équatiot) proposée.

X.=P(K+1)-<

Y.==P~-t-f/-2~(N+~+~,

X.=P(N+<)+.r,,

Y.=P(N-~)'+2~,(K-~)-

40. Tn~on~ME. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation .c' == P. si le nombre P est premier absolu, te système-solution .y, dans lequel le nombre x, est inférieur à p est seul admissible comme solution inférieure a p et applicable à l'équation proposée; admettons en effet la possibilité d'une seconde solution .c, ± et~, dans les conditions précitées on aurait les deux. égalités

(.c,)'+~=P. (~±~)'=P.

ou, après soustraction,

±~,±~==P.H,;

or, le nombre P est premier absolu et est supérieur à on doit donc avoir l'égalité 2.c,±:~==P, et par suite ~,±:~==P–donc,Ie nombre x étant infép p

rieur a x, la nouvelle valeur de x ne peut être inférieure a remarquons aussi que cette seconde solution relative à x est déjà classée, formule n* 39, parmi les valeurs X, liées à la première solution par conséquent si le nombre P est premier absolu, et si on connait le nombre x, inférieur à p et solution de x, les


formules générâtes du u" S9 donnent toutes les solutions de applicables it t'équatioo proposée; on peut concture des faits précédents que si dans t'équation .t' + == P. le nombre P n'est pas premier absolu, et si l'on veut acquérir la certitude que toutes les solutions seront déduites d'une seule, it sera nécessaire de changer, pa.- une transfot'matioMconvenab~J'eq.jatioM proposée en une autre (}ui pr~entera la circonstaHœ essentiette indiquée, cette modification aura un autre avautage (jue te théorème qui commence l'étude suivante montre mieux <)ue toute expticatiot).

ttKCHKRCHK ))'L-NK SOUJTtU?. UH t.LATtOf ~+,=p, ).i..it.t:o..d..se~. 4i. T)~oftht!! c~tRAL. Si la résolution det'euuation -<{- est possible te nombre r étant positif et inférieur a P, on peut toujours réaiiser l'égahte P.~=R'-}-a', les nombres /'étant entiers, /e/~M!w~w~/M/< P

/?<'«/' -}-3~ ~cw<f//<a/< ~we«/' au /w/c3. Ce théorème a une grande importance; réuni au tableau numérique précèdent et a la prop. rec. n*' 38, t'ensembte donne un moyen pratique de résolution de toutes les équations dont la forme cst.= P. la démonstration que nous présen. tons est longue, pénibte, et cependant nous t'atons abrégée de moitié sans altérer son caractère généra) en admettant l'état impair du nombre P. ~CAS. p~

42. L~utR. Si l'équation .~+/-==(4y+~ est possible; si la solution hypothétiquement connue est désignée par le système .c, on peut toujours admettre que les nombres-ï-, ne sont pas supérieurs, le premier à 2y, le second a <y la première partie de cette conclusion est évidente, et de i'inégatité ~-(-~+1 > (4y+~ on déduit l'inégalité~, <;y-t-~+~ qui démontre la seconde partie du principe énoncé.

43. LM.MB. Si l'équation ~+/-=(4y-~)) est possible: si ton pose ~-==4< ou y'==2~ )e nombre entier k n'étant pas supérieur a 3, si t'en s'est assuré que les essais successif, 2, 3,4 ~-i~- 3 tentés pour ne peuvent donner une solution de cette inconnue; on est alors assuré, lemme


t~cede~t, ~ue cette soimiott ~tattvc à est un des tennea de la smte uatmetk ~– <r/–/ ~t t. 4*tt < ~tt +4, +. ~t. L~<–'), f.<c. f,e dernier uotubre de cette suite étant inférieur a si pour faeititer t'pxptication on ajoute aux essais indiquas pour~ ceux des nombres décroissants ~–t .</ A, au plus trois essais, on pourra attinïter que dans les conditions précitées le nombre M qui vérifie t'egalite certaine suivante,

JÂ) ~,(~~)==R.

est un des nombres entiers de la suite naturette 4,5,6. or, le dernier nombre de cette suite est égal a 3 (~––). Ainsi, dans les conditions établies, il existe un nombre entier utmte par les notnbrcs entiers 4 et 3 (~––) qui vérifie t'egatité certaine [A].

44. L.EM.UE. Si les conditions précédentes subsistent, le nombre entier H qui vérité t'ëgatitH doit être représenté par l'expression ~-}-2M– le nomt~'e entier étant positif et non supérieur a n.

)" L'égalité évidente

(~+~(~+")=(7+~+(~+~7~'+'~) est telle, que le second terme du second membre croit avec le nombre et dans le cas le plus défavorable, c'cst-n-dire dans les conditions /<==4, ~'==3, ce second terme est .s nombre supérieur a 4y, et p ar suite supérieur a y. si toutefois on admet l'inégalité [f]y;> 10; ces conditions admises, on a donc l'inégalité R > <y- et par suite < Nous ferons une remarque générate sur l'inégalité [e] et sur les inégalités analogues qui se présenteront par la suite ces limites relatives à y n'ont pas une grande importance, parce qu'elles prennent en général leurs causes dans ces raisonnements a ~</on, qui amènent un énoncé final simple et rapide; n'est-il pas d'ailleurs évident que toute cette analyse est surtout applicable aux équations dans lesquelles le nombre P, et par suite le n~bre sont assez élevés dans l'échelle numérique.


2" L égalité évidente

'4y+~(~+.<)===~+2~+1)'-(~+~+4.'+3~+~l), égalité dans laquelle le second terme du second membre est négatif, prouve l'exactitude de l'inégalité R<;y-2/<-(-<.

4~! Étant donnée à résoudre en nombres entiers et dans les conditions citées, t'équation possible .{-=?. l'ensemble des trois numérosqui pré.cèdent établit qu'une solution est toujours donnée par l'égalité certaine. [Bj ~y+l ) (~-(-~=(~2~+1 '[~+~). ')* !\ous admettons que les nombres entiers

-), -(~-2),3,-2,-1, 0, t, 2, 3 -¡--1 -¡--2 ,3, -2, -1, 0, 1, 2, a substitues a n'ont pu réaliser l'égatité [B], et par confiequent les limites de ce nombre ? sont 4 et 3 (~–~) ) 2° le nombre entier est non supérieur a n; 3° le second terme du second membre de l'égatité [B] est égal a r ces faits préliminaires constatés, on peut prouver que si t'en multiplie t'egatité [B] par l'un des deux carrés 2', 3', l'une décès multiplications transforme l'égalité [B] en une autre, dans laquelle le coefRcient nouveau de 4~ ==P sera non supérieur à ?1'3; et par suite l'exactitude de ce premier cas du théorème énoncé n° 4i, sera démontrée.

Le produit de [B] par 2' est

(~4M)==(2~+4M-.2~'+2'~2S-~)+~ +~-(2~ -§)'], ou, après soustraction des multiples de 4~ communs aux deux membres, M (~+<)[?- (~-4.]==[~- (2.+2<y+~r+2'b(2S-~+ +/<-(2«- Ainsi l'égatité certaine [B] dans laquelle le coemcient de 4~ était supérieur à 2-1~3 est transformée en une autre égalité [C] a laquelle est applicable la


seconde ligne horizontale du tableau Vt en outre, le nouveau cuenicient de 4<y-)-<== P, peut ne pas être supérieur u 'L'.–3; et cette circonstance, qui est pouf nous essentielle, est subordonnée a la possibilité de la condition y––(4~–4~–t :==<––-{-3, condition que l'on peut œrirc [D] ~)=>

Le produit de [B] par 3' est

(~+~(~).9~=(3~+6~-3!)'+3'[~+ï-~+~-(~]. ou, après la suppression des multiptes de 4~ communs aux deux membres.

[E] f~+~t ~+6~-3~2~+l1=[6~-3~<]'+3'MM-/)+~±:+/<-(~] L utititë de cette nouvelle transformation est subordonnée n ta possibitite de la condition

~3~-2~+1 ==<~+3,

ou .f.

ou ~<~+~.

ou,ennn,[F] ~=<

Les autres transformations de l'égalité première [BJ, c'est-à-dire les transfurmations auxquelles seraient applicables les lignes 4, 5, etc., du tableau \'t, ont certes leur utilité, mais elles ne présentent aucun caractère général; et le lecteur verra lui-même dans quelle circonstance cette utilité pourrait compenser les calculs que ces transformations exigent.

Il est démontré que, dans l'état actuel de cette analyse, l'exactitude de l'une des conditions hypothétiques

[D] 4(~)==>3(~)-2.

M ~=<~+~


indiquerait la posoibinté de réaliser l'une des égalités correspondantes [Cj et [KJ, avec la condition essentielle, le facteur de 4<y-}-1 non supérieur a -3; admettons l'inexactitude de la condition [F], c'est-à-dire admettons l'inégatité M ~>~+~

'je Jaquette ou déduit 2~ < et examinons t'influence de cette hypothèse sur la condition désignée [D]; à cet effet reprenons r~gaiitë première [B]. [B] (~+ <)(~L~+~ =~+~+i'~$--A)+L~ Uans les hypothèses générales précitées, puisque la racine carrée est ~-}-2/<– cette racine est inférieure y- et si l'on pose [K] 2~–~== cette même racine peut être représentée par l'expression y-}–'– les limites de /< étant 1 et exclusivement !a substitution de cette racine dans t'égalité [B], donne

M (~+<)(ï-~+~== (~+ ~<)'+<+~+.<+~ (~)'j Le second terme du second membre, c'est-à-dire le reste obtenu dans cette Ie extraction d'une racine carrée, est égal au nombre r de l'équation proposée; ce second membre est donc inférieur à (4y-)-<); nous faciliterons la suite du raisonnement en égalant provisoirement ce second terme ou ce reste il zéro la vateur de A déduite de cette supposition erronée sera peu différente de la valeur exacte obtenue en égalant ce même second terme au nombre r, on a donc ~+2~+~+~-(~==0.

de là /~+7-+~+~+~r' l'état négatif du radical étant seul admissible par suite des limites imposées au nombre A, cette valeurde~fait connaitre celle de 4(/:– en effet, de !'éga)ité fK] 2~


un déduit 4(M–)==~–-4/ etenHn

/==-.4('?+M)-}-\1~}-C4~<+16/<+4(<K)–t6./K Notre étude actuelle est l'examen des modifications <}ue t'inegatité hypothétique !<] peut amener dans la condition [D] nous devons donc comparer les deux grandeurs qui expriment 4(~–~), c'est-à-dire comparer ~j –4(~)-{-+ti4~ + ~/< -t- 4(<y–~) 16~ et ~('~)–~ or, pour toutes les valeurs de M, depuis/t== 3 (~L–j–3 jusqu'au maximum ~== ~'LH~) admissible pour cette lettre, ta premieredes deux quantités~] est supérieure il la seconde, cette conclusion sera incontestable si nous prouvons Le raisonnement fait dans le texte admet l'exactitude de la valeur de déduite du reste cMM pat' M et egato à xffu ainsi ta valeur exacte de c'est-à-dire la valeur de h donnée par l'équation obligée

~+~'+~–~+~~–(~'–~) ==~

été remplacée par la valeur de hi déduite de l'équation 'n

~+2~,+«–~+~ =<

nous représentons par quantité~+~–~+~–––, les deux équations préccttentes seront

/+3/!A–/t'=r, /-}-2?A,+3/<A.–)'=.,

de là on déduit par soustraction

M (A-A,)[2</+3«-(A+A,)]=~

les quantités h et /<< sont certes peu différentes, puisque le nombre h n'est pas supérieur a g, la quantité /'+A, sera peu différente de n alors l'équation [«] prouve, en rappelant t'inégalitc -1, que la différence de h à est inférieure au nombre 2 ou que le nombre A est supérieur au nombre d'une quantité inférieure à 2 si dans l'égalité [K] du texte, égalité dans laquelle le nombre a pris la place du nombre h, si on substitue au nombre h le nombre /<-)-&, cette égalité deviendra 4(/!–S)==~–4A–8 et le changement n'altérerait pas d'une unitf la limite finate assignée dans le texte au nombre


que, depuis /!=3(~)–3 jusqu'à ~==3~~J'adoption du polynôme +4(y+~+3(~)-2,

comme étant la racine carrée de la (juantite placée sous le tadical, donnerait un reste essentiellement positif: ce reste u examiner est

~;j 26~+(32+C~+~23-~) -7/ (Preste, s'il est positif pour une certaine valeur de n, augmente ensuite avec M, pourvu que ces valeurs <ie ra restent intérieures a-)-~ -)- or, si l'on pose n === 3 ~–~) –3, la substitution dans[Lj de cette valeur pour donne 'y (~-+7) (- +73~-t- 244), et, si l'on admet le cas le plus dér D on iSy'+682?-8380 ou ~~–68~-8380. or, suttat est positif si t'en admet ~>55 ainsi, dans les cas les plus dé!avorabtes pour toutes les équations dont la forme est .t-=P.;r, pourvu que l'on ait, r P=4<y- 2° le nombre ~'positif et inférieur à P, 3" le nombre non intérieur à 3(~–~) –3 si t'oo ne peut admettre la condition [F], c'est-àdire si l'on ne peut admettre la possibilité de l'égalité [E] avec la condition essentielle, le facteur de 4y-}-~ intérieur à ~––-(-3, cette impossibilité même amène )a possibilité de la condition [D], et, par suite, assure l'exactitude de iegatitéjC] avec la condition [D], le facteur de 4~-}~ intérieur a ~–+3. Les limites générales assignées au nombre sont 4 et 3~–), nous devons donc compléter cette étude par l'examen de l'influence de /< sur les conditions }t)] et [F], lorsque le nombre/< est limité par4et3~4. Or,te nombres ainsi limité vérifie la condition [F]; en d'autres termes, les conditions == 3 (~)–/sont contradictoires, la variation du nombre ayant lieu depuis 4 jusqu'à 3(~~)–4, ou, plus simplement, ayant lieu depuis 0 jusqu'à 3(~––) –4.


t" de > ou déduit 2/<–~ < ou y-}- i~ -$ <t- t, ou, si :) /< un substitue la valeur 3(~–') –~ on a

~+~-t<+<)- 31

() 2n-d < ~a -t~ 1 -0:

Le produit (4'y-)-l ifL~–-)- devient, si à /< on substitue la valeur~(~") le "s °

pj S~(S~)_ 1

Or, ce nombre contient te carré (<y-t-2/!–~)*,et, diminué de ce carré, il doit douner te reste r, c'est-à-dire le terme connu de l'équation proposée si donc, dans cette soustraction, le carré (y-{-2/:–~)' est remplacé parla quantité plus grande r2Nv 9/ 3n'

C$ 9~' --1 le reste de cette nouvelle soustraction sera, soit un nfT ïo ? nouvette soustracttou sera, son un nombre négatif, soit un nombre positif, mais inférieur à r, et, par suite, infe.rieur à 4~ ainsi.. du nombre [S] retranchons le nombre

as? /'9K 3/

'i0')0+~r

le reste est alors

r-) ~?'-L. !3 ~)~9//li?.-aM–04 ~+~)-8S6+T-+~+-4~-–-M–––T cherchons les limites relatives à et capables de donner à ce reste t'état positif et supérieur à 4y; ce reste présente deux parties la première, qui est Inde. pendante de la lettre l, est, dans le cas le plus défavorable, et si l'on a y> 45, positive et supérieure à 4y, maximum admissible pour le nombre r; la seconde partie du reste est dépendante de est positive et croissante depuis /==0 0 jusqu'à /== ainsi, le nombre tant limité provisoirement par les termes 0 et –2–~––, on est assuré que le reste [T] est positif et supérieur a 4y; par suite, ce reste est supérieur à r, et, par conséquent, dans ces conditions, l'inégalité > est inadmissible, et l'exactitude de l'égalité [Ej avec la condition essentielle F est alors incontestable.


limite supérieure provisoire ~–~– relative à la lettre n'est pas supérieure a la limite 3(~–4, maximum admissible pour cette même lettre or, reprenant l'examen du reste [Tj, on peut remarquer, ~'que depuis ~== jusqu'à /===3f~–)–4, la partie dépendante de prend = 36 Jusqu Il ~-8-) -4, a parhe pen aote de' prend t'état négatif, et, par conséquent, diminue d'autant, dans le reste T, la partie invariable positive qui la précède; 2* que, dans les conditions imposées, le maximum négatif de cette partie dépendante de correspond exactement au maximum 3~–4, admissible pour la lettre 1; si donc, a la lettre 1 et dans ~S4_~ on /=3(~) 4, te résultat final ans '4 30 ) on su >stltue = -¡- 1., e rt'su tat ma, après substitution el après réduction générale, est

[U] ,(~)+'~9,

[U) 4 T J 4

résultat qui est, en général, positif, et l'examen de sa grandeur, comparée a celle de 4y, donne les états suivants t° si ~==0, on a [U] >4y si l'on a y > 8; 2" si ~==-<, on a [U] ;>4~ si l'on a y > 12; 3" si /=2, on a [U] >4y si l'on a y > 50 enfin, lorsque le nombre est 3, le nombre [U] n'est pas supérieur à 4~, mais constatons que notre raisonnement admet la supériorité de ce nombre sur le terme connu r; le nombre [U] serait d'ailleurs supérieur a 4y si l'on diminuait d'une seule unité le maximum 3(~––) –4 assigné à 2" CM. P=4y+3.

La démonstration est semblable à celle qui précède, et nous indiquerons les points principaux du raisonnement

t" Si l'équation /'===(4y-{-3~ est possible, on peut toujours admettre que la solution x, hypotbétiquement connue, vérifie les inégalités ~,<2~+<, ~<y+<;

2" Si l'équation .r*-t-== (4~3)~ est possible, si les essais successifs,y = 4, ~-==2, /==3.==~–3 ne peuvent faire connattre une valeur dejr, on est assuré qu'un nombre entier n vérine l'égalité

[A.] (4~3)(~+~)==R'+~!


UM est également certain que le nombre M, en admettant la nun-reumtc pour des essais <– est un des termes de la suite naturelle 4, 5, 6, 7.–~–~ ~–~–

La racine R qui vérifie l'égalité [A,] est y-2~– le nombre étant positif et non supérieur à M; ces faits établis, on sait qu'une sulution est toujours donnée par t'égalité certaine suivante

M .~+3~L~+~ =(~+2.<)'+i'[~+~+3(~) -(~J; de cette égalité on déduit après multiplication par 2' et par 3' I'

[C,] (.t</+ 3 (v–~+i3–4'<+3)=~–2~–a?–3j'+2'[~–~+3/3('~–(~–~j, ['] !+3) (~ +6~–3/<-2/ + 3~ =(C~-3S-?-3)'+ 3'M8~–~ + 37! + 3 ~–~ -(9/<] q des raisonnemens analogues n ceux qui ont été faits dans le cas précédent prouvent que la transformation de l'égalité [B,] en l'une des égalités [C,] et [D,], le multiplicateur de 4~-3 n'étant pas supérieur à X–– -3, est subordonné aux conditions hypothétiques

M 4(~)==>

[F,] ~==<

Admettons l'inexactitude de la seconde condition, c'est-a-dit soit M ~+~

de là on déduit 2~–~<~–~ et en employant la lettre A comme dans le cas précédent, ou a

~K,j ] 4(~–~==2/<4/<;

si, à ta racine <y-)-2K–~ et dans l'égalité [B,], on substitue la vateu) ~-t-~–


qui représente alors la valeur inhérente a cette racine, le résultat est [M.t (~+3)(~+.<)=(v+~~)'+<+3.<+2?/.+3(~-(~)'j. I si, en rappelant les considérations présentées dans le cas procèdent, ou égale a xéro le second terme du second membre de cette égalité, et si on déduit de cette équation l'égalité suivante, c'est-it-dire la vatcm'

/<=~+y-~+4~ + 3~+3(2~),

enfin, si on substitue cette valeur dans {'égalité [K,], on a

4(/:–~==–4~+~+\16/+6~+48~+~2(y–Kj–')6~; alors l'examen comparatif des deux grandeurs suivantes

M –4(~+~)+~6~+ 64~(+48n-(-~–<-)-. tC~ et 3(~) indiquera l'état admissible ou non admissible de la condition [DJ toutes les fois que l'inégalité [G,] sera exacte; si de la quantité placée sous le signe radical on retranche J4(y-)~-3~Z–), te résultat est

~] 26~+~48+6~+~2-~) <M-. (~e reste, s'il est positif pour une certaine valeur de /<, augmente ensuite avec n, pourvu que toutes ces valeurs de restent inférieures a -{-g-)- donc, si ce dernier nombre est limité par fes termes 3 (~-––3 et 3~–V ce reste est positif; si effectivement on substitue à le nombre 3(~––~ –3, le résultat est ~–(-~–84~+288), ) et dans te cas te plus défavorable donné par l'hypothèse A =3, ce résultat devient 38~ 936?

TtT 8 <6

Or, ce dernier résultat est positif, si l'on admet y ;> 6<, et par conséquent notre conclusion sera encore celle que présente !a partie analogue du cas précédent.


Les modifications apportées par la valeur de /<, depuis le nombre 4 jusqu'au nombre 3~– dans les conditions hypothétiques [H,] et jr'~ seront semb lables à celles qu'éprouvent, dans les métues circonstances, les conditions [D] et [F] du cas précèdent; si les limites de sont 4 et 3~ –~ la condition [F,] est réalisée; admettons, en effet, l'exactitude des deux hypothèses suivantes ~>)-~ ~=3(2-~–~ hypothèses que nous disons être incompatibles, si la variation de test limitée par les nombres 4 et 3(~– ou, plus simplement, est limitée par les termes 0 et 3(~–!) –4. ~De~>ondéduit2/t-~<~–tet~2M–$<<;ou, si à n on substitue la vateur3(~––~ on a

~(S+')-s. ~l'

2" Le produit (4~+3)(~ si à on substitue la valeur 3(~) devient

[S.] 1 ~(~")~3,.

Le nombt'e[Sj contient le carré (~2~– par conséquent ce nombre, diminué de ce carré, doit donner un reste égal à si donc, dans cette soustraction, le nombre trop élevé [~- ~-{-T prend la place de ce carré, le reste sera un nombre négatif, ou ce reste, s'il est positif, sera inférieur à r, et, par conséquent, à 4~-}-3; or, ce reste est

N ~+~-g)-(~+M+<)+~<). La partie indépendante de est positive et supérieure a 4~+3 lorsque t on a A==3, y>29; la partie indépendante de croit depuis /=0 jusqu'à ,_H~–87/–96 L

<––––~––, le nombre étant plus étevé donne à cette partie l'état positif décroissant, puis t'etat négatif, et si, a ta partie indépendante de un


téunH la partie négative donnée par i'egaMté /==:3(~–J–4, le résultat final est

[".) ~-<)-M-

Ce résultat est positif, et l'examen comparatif de ~U,] et de 4~-2 donne tesétats suivants ~Si A==0, on a [U,] >4y-2, si y;>5; 2" si ~==~ on a [C,] >4~+2, si ~>9)3"si~==2, on a [C,] >4y-}-2, siy>22;4''si~==3,tenombre [U,] n'est pas supérieur ù 4y-)-2; mais le raisonnement admet seulement la supériorité de ce nombre sur le nombre et nous pourrions reproduire ici l'observation faite dans la partie analogue du cas précèdent.

CofCî.usMtt GÉNÉRALE. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, une équation .f*-{-== P. admettons, ce qui est permis, l'état positif des nombres P et r, l'exactitude de l'égalité r < P si l'équation proposée est possible, les raisonnements qui précèdent constateM l'existence d'un nombre p

entier P. m, le facteur m inférieur a .}-3 qui vérine l'une des trois égalités suivantes

[<] P./K–==R*

[2J P.w–2'==R'

[3] P./K–3'==R',

le nombre R étant entier, la proposition réciproque est également vraie. Les tables précédentes, applicables a t'équation ;t*-{-== P. ont été calculées en employant la relation unique, qui a lieu entre une solution certaine et toutes les solutions liées à cette première solution de i'équation proposée, en substituant successivement à N et à N' la suite naturelle 0, 1,2, 3, 4, etc.; tes expressions littérales w, <?,+, (expressions relatées n" 54) représentent, dans les conditions actuelles, tous les nombres entiers qui peuvent, après extraction de la racine carrée, donner un reste caractérisé par la formule y.Q*, le nombre Q étant entier, par conséquent si une des égalités précédentes [< ]. [2j, [3], l'égalité [3], par exemple, est exacte, on est certain que le nombre P. m occupe une place dans tes tables et par suite la fonction de ? correspondante, fonction qui représente la racine carrée de P. m, doit, si elle est égalée au nombre entier R, donner à n i'état de nombre entier, cette circon-


sttMKW tera connattre ta tête de colonne correspondante et ~r suite, tt" 38, donnera une valeur de)' applicable à l'équation proposée.

46. La conclusion générale qui précède donne un caractère pratique incontestable à la méthode de résolution de l'équation ~==P. mais cette ntéthude, applicable d'ailleurs à l'équation plus générale ~-}-<t'-)-f==P. exige l'emploi du tableau VI plus ou moins étendu or, ce tableau lui-même n est pas indispensable ou du moins une simple remarque prouve que sa partie i-éellemeiit essentielle est limitée aux trois racines fonction de /<, qui occupent les rangs 2 et 3 de la première colonne verticale; en d'autres termes, le tableau peut être complétement remplacé par le tableau VII suivant r ïh-B NB COLtMtM.

TtBMAU VII. P.= n'+r.

Racines.

Reste==2'.r, 2/<-)-1.

Reste = 3'. r, 3/<–i 3/<+1.

En effet, étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation possible .==P.~ on a, dans ces conditions, acquis la certitude que l'on peut satisfaire à l'une des égalités

~] P./?:==R' r

[A] [2] P.w=R'-t-2'

[3~ P.~=R'-t-3'

Or, si le nombre P est impair, circonstance qui, dans l'étude actuelle, conserve à ce nombre toute la généralité nécessaire on peut affirmer que la vérification de l'une des égalités [A] et l'emploi du tableau VI! amènent toujours une solution de l'équation proposée.

Si l'égalité exacte est

[1] P.~=R'+1'

*8it'onaP=~ t'égaMté -:==)' transforme l'équation ;<=P./ en une autre ;)-=/?, dans laquelle te nombre p est impair.


cette égalité donne le système .r==R, ~==M applicable a l'équation propos~ 2* Si l'égalité exacte est

[2] P./M==R'-t-2'

)c nombre K est impair ou pair; dans le premier cas, l'égalité 2M-~==K donue le système A'==2M'-(-2/ ~'==/M(/t') applicable à l'équatiot) proposée; dans le second cas, on déduit de l'égalité P.w==R'-}-2~.r, t'égalité P./M,==(P–R)'2*. dans laquelle le nombre P–R est impair et ta question appartient au premier cas.

3' Si l'égalité exacte est

P./H=R'-t-3'

Je nombre R a l'une des trois formes 3~– 3~-(-1, 3~; dans les deux premiers cas, l'emploi convenable de l'une des égalités 3~–~==R, 3M-==~ tableau VM, donne à n l'état de nombre entier, et par suite donne un svstème-solution applicable à l'équation; dans le troisième cas, tous les termes de l'égalité [3] sont divisibles par le nombre 9, et cette égalité devient M ~==~+~;

si le nombre P est premier absolu ou si ce nombre est premier à 9, l'égalité [B j i prend la forme P. ~,==y'1'. et parsuite le système j-=~, ~==~, est applicable à l'équation proposée si le nombre ? n'est pas un multiple exact de U, alors P est exactement divisible, soit par 3, soit par 9, et l'égalité fB! prend l'une des formes g.~==y*r, n.==~)-< c'est-à-dire M ~==~

[5J /~==?'-H'

le raisonnement étant le même dans ces deux égalités, nous admettrons que [4j est l'égalité finale obtenue on est assuré que le système ;t==û, ~-==[~ est une solution applicable à l'équation ~==~ et puisque l'on a g==~, il est évident que parmi les valeurs j4, f~ etc. de l'inconnu y, relatives à l'équation .t'r==~ on doit rechercher celles qui sont exactement divisibles par le nombre 3, soit ji. cette valeur et y, la valeur dexcorrespondante,


ou aura tes égales, ==(~{- < f, 3. ===(~y+1' P. = (yj' < ainsi le système ;t;==~==~ est applicable M l'équation primitive proposée: la recherche du nombre aura tien en employant les formules générâtes n* 59, elle demande quelques essais dont le nombre est très-limité, en effet, si l'équation primitive proposée-)-= P.est possible, cette équation doit présenter pour~ uue valeur intérieure a -{-1, et par conséquent le nombre doit être inférieur à 3~+t).

Le raisonnement qui termine le paragraphe précédent, admet l'état premier absolu du nombre /~= g ce raisonnement admet, en effet, qu'un seul système ~==?) /==)~ solution de l'équation .c'=P. donnera, à l'aide des formules générâtes n" 59, toutes les solutions de cette même équation; or, on a vu, n" 40, que cette seconde propriété est complétement subordonnée à la première si le nombre~ n'est pas premier absolu, t'état premier à 3 des diverses valeurs j* jt,, j~, etc. n'est pas une preuve de la non-existence d'une valeur de ~applicable à l'équation primitive proposée~-}-== P. on reprendra alors l'équation auxiliaire ~-}-y==~ et désignant paru- le plus grand facteur premierde p puis, posant y==~.K, K.==~, l'équation .r'-{-==~deviendra ~t-=~.f, soit .~==~, /=<,un système-sotution de cette dernière équation, avec la condition .c.< le nombre étant premier absolu, la suite <“ t, 1 etc. donnée par l'emploi des formules générales n" 39, renferme toutes les valeurs applicables à l'inconnue t, et par conséquent si on choisit parmi ces valeurs les multiples exacts du nombre K; ces multiples donnent, après division par K, une nouvelle suite $“ 9,, $“ etc. dont les termes sont toutes les valeurs applicables à l'inconnue~ relative à l'équation ;E*==~, cette nouvelle suite, dont un terme au moins doit être inférieur à 3(~-)-lY renferme évidemment les nombres jt,, [t,, jjt,, etc. donnés dans le calcul qui a précédé le calcul actuel, si parmi les nombres <“ 9,, $,, etc. on adopte ceux qui sont inférieurs ~(4"~) si ces nombres ainsi choisis sont tous premiers à 3, on aura la certitude qu'il y a impossibilité de résoudre, en nombres entiers, l'équation primitive -)- ~== P .y.

La réunion des hypothèses R=3q, P. ~==R'-}-3*. r est extrêmement rare, la


difliculté qu'elle présente est essemicllement théorique, plutôt apparente qu<réelle un peut d'ailleurs toujours l'éviter eu opérant, s'il y a lieu, la transformation de l'équation proposa, c'est-à-dire en changeant cette équation et) une autre, dans laquelle le coeHicient de l'inconnue auxiliaire est un nombre premier absolu la dernière partie de l'explication précédente donne tous les éléments nécessaires pour opérer cette transformation cette dernière partie donne aussi, connaissant un système-solution de l'équation transformée, le moyen de constater la possibilité ou l'impossibilité de résoudre, en nombres entiers, l'équation proposée.

L'emploi du tableau VII amène donc toujours une solution de l'équation pos.sible ;f'4-==P. or, cette circonstance même indique, entre les nombres x, qui constituent une solution, une, relation dont l'élégance et la simplicité nous paraissent remarquables, tout système.solution vérifie l'égalité .<)-r== P./H(/) en d'autres termes, dans les conditions précitées, le pré.tnier membre de l'équation résolue présente la forme .c*-)- et ce nombre est égal au produit d'un multiple exact de P, par un nombre dont la forme est exactement celte que présentait le nombre entier .c'-}-y.

47. La recherche des solutions, en nombres entiers, de l'équation ~-(-=P. est donc remplacée par cette autre recherche constater la possibilité ou l'impossibilité de l'une des trois égalités [Aj

[~ P./M–<=R'

[2] P.M–2'==R'

[3] P./H–3'=R',

parmi les procédés que le lecteur peut employer, nous indiquerons le procédé suivant, qui nous a paru réunir les conditions de célérité et de certitude pratiques que l'on demande à ce genre de calcul; remarquons 1" que le chiffre des unités d'un carré exact entier est <), 4, 6, 9, 5, 0; 2" que le chiffre des unités d'un carré exact entier étant 0 ou 5, le chiffre des dizaines de ce même p

carré est 0 ou 2; 3° que le nombre entier m est inférieur à ~3. Essai relatif à l'une des égalités [AJ, par exemple à la première de ces égatités;


)e nombre P. /M – doit être un carré exact entier; posons la série suivante de nombres entier!.

[8) ).P–1' 2.P–r. 3.P-t' 4.P- 1., 5.P–1' U.P– 7.P-.t' 8.P-t' 9.P–< IO.P–4' ou devra exclure de cette série tous les nombres dont le chiffre des unités sera 2, 3, 7,8, et cette exclusion sera définitive, c'est-à-dire aura lieu pour tout l'essai actuel; en effet, si l'on est certain que le chinre des unités du nombre P– par exemple, ne peut se concilier avec l'état de carré exact entier, le fait de non-concordance est également certain pour tes nombres <2.P–< 22.P–.r. 32.P–r, etc. la série [H] est donc réduite a six termes et une remarque assez simple détermine l'exclusion immédiate des termes dont le chiffre des unités est 0 ou 5; supposons, par exemple, que le nombre 7.P–r. présente le chiffre des unités égal à 5, le chiffre des dizaines de ce nombre est ou n'est pas 2, dans le premier cas on examinera à l'instant si ce nombre est un carré, soit lorsqu'il est isolé, soit après l'addition de 100P, de 200P, de 300P, etc., le coefficient actuel de P étant limité par la condition <–}-3; dans le second cas on reconnaitra immédiatement quel est le multiple exact 1 OP, '20P,30P, etc., que l'on doit ajouter au nombre primitif 7P– pour donner au résultat le chiffre des dizaines 2, et on soumettra ce résultat aux essais indiqués pour le premier cas; il est évident qu'une opération analogue aura lieu pour le terme dont le chifire des unités est 0 la série [B] présente finalement quatre termes dont le chiffre des unités est 1, 4, 6, 9; or, si l'on remarque que tout carré exact entier 1° dont le chiffre des unités est H a un chinre impair comme dizaines; 2° dont le chiffre des unités est 1, 4, 9 a un chiffre pair comme dizaines, on reconnaitra facilement que les quatre termes qui constituent alors la série [B] seront alors, le nombre P étant impair, soumis aux essais, en augmentant le coefficient de P, soit des nombres 1 OP, 30P, 50P, etc., soit des nombres 20P, 40P, 60P, etc., un seul de ces modes est nécessaire et est caractérisé par l'état du nombre primitif de la série finale [B]. EXEMPLE. ~-{-<71==1559~, les essais amènent, s'il y a lieu, la vérification de l'une des égalités [A]; or, dans l'exemple actuel, 1 le quotient entier donné par~-t-3, c'est-à-dire 100 est le nombre maximum afïëcté à la lettre M; 2° les essais relatifs aux deux premières égalités [A], essais limités par le maximum


admissible pour ne présentent aucun résultat utile; 3" les essais relatifs a la troisième égalité [A] donnent les six égalités

15MJ–3'J7<==20, 1559.2–3'.17t==1579, 1559.5 –3'.171==625C, 15M.G–3'm==78<5, 1559.7–y.~1==9374, 1559.')0–3'.17~==14051; 4" quelques essais relatifs à la première et à la quatrième égalité déterminent la suppression de ces égalités, on a donc finalement

1559.2–3'.171==1579, 1559.5–3'.171= 6256,

) 559.7–3'.171 ==9374, 1559.10–3'.171=14051;

5" les essais liés aux deux premières égalités ne donnent aucun résultat utile; 6" le second membre de h troisième égalité n'est pas un can'é, mais le premift membre augmenté de 10P donne l'égalité 1559.17–3'.171 ==158', de là tableau ~n,/(~)==3/ï–1==158, n==53, tête de colonne ~-}-==2980, (~-}-)17==50660, donc te système'solution est ~-==50660, ~-=8887. 48. L'exposé théorique qui précède fait connattre soit l'ensemble, soit la nonexistence de solutions entières de Féquation ~}-==P. nous avons d'ailleurs indiqué n" SO et n" Si les deux transformations simples qui permettent de subordonner la résolution de l'équation X'+QX+R=K.Y a celle de l'équation ~{-r== P. on a donc ainsi un procédé de résolution, en nombres entiers, de ce genre d'équations or, sans vouloir donner au traité actuel une direction pratique étroite que nous avons éditée parce que toute direction dp cette nature brise les méthodes, ferme, en général, la route à toute recherche ultérieure, il nous est sans doute permis de compléter, par quelques mots, le mode de transformations que nous venons de caractériser. Reprenons l'équation générale de cette première partie

[A] ~X'+~X+c==P.Y,

Le second membre du paragraphe du texte admet, à la vente, t'ctat premier absotu du nombre Pi cet état nous t'admetton!! d'ailleurs dans le raisonnement qui suit; son absence n'altère pa~. la genératite du procède pratique, ou du moins n'amené que des modification!! tcgercs dont nous laissons t'examen au iecteur; constatons aussi que le nombre <t (coefficient de X' dans l'équation relatée plus bas) est premier au nombre P; en effet, le nombre «, multiple de P, abaisse le degré de cette équation, laquelle appartient alors à l'analyse indéterminée du premier degré.


laquelle rept-Mcnte toutes tes équations incomplètes du second degré a deux inconnues qui ne rentennent que le carré d'une variable. Posons les fautes X==~, 4~-=.;

~a

(équation [A] devient

[B] ~+(4<~c-~==P.x.

Nous avons, dans les n" qui procèdent, tous les éléments nécessaires pour répondre à ces deux questions la résolution, en nombres entiers, de i'équation [B] est-elle possible? Et si la réponse est affirmative, quels sont les nombres entiers 1 et z qui donnent un système-solution de cette même équation? Enfin rappelons que le premier système-solution connu étant t et z, les formules [H] T==P(N-)-~)-~ t

? J Z=P(N-(-2~-+1)+~ z

représentent, a" 59, tous les systèmes-solutions applicables à l'équation [B]. Les égalités [M] montrent que l'état entier attribué à chaque partie du système X, Y de l'équation primitive proposée donne le même état entier à chaque partie du système correspondant T, Z; mais, et pour nous ce point est capital, les réciproques sont, en général, inexactes, et il faut rechercher parmi les systèmes-solutions T et Z ceux qui donnent l'état entier, à à X, 2° à Y la première recherche ne présente aucune dimcutté, elle est liée à une équation d'analyse indéterminée du premier degré obtenue en remplaçant dans la première des égalités [M] la lettre t par la valeur générale T=P(N-~)-.<; en d'autres termes, cette recherche est la résolution, en nombres entiers, de l'équation [C] 2aX=P(N-j-1)–A.

Si on désigne par X et N un système-solution de cette équation, la seconde recherche est le résultat de la substitution de N dans l'égalité [K]; ce résultat entier numérique, représenté par Z, est toujours un multiple de 4a, et, par suite, donne le nombre entier Y==~. lequel complète le système-solution X, Y de l'équation primitive proposée; cette dernière proposition est manifestement une conséquence des transformations opérées; elle peut néanmoins être démontrée


directement reprenons, en effet, les trois égalités

[B] /t-(4a6-–~) ==?.

[C] 2aX==P(N-}-'))–~–

[KJ x=p~2~+~+~

Les lettres, t et z, relatives à [B], 2° X, N, relatives u fC], représeutent un systéme-sotution; par conséquent, les égalités

.=''+~ N+~==~

z- p m~' p

démontrent que les nombres <{-4<!c– 2aX-<-{-~ sont respectivement des multiples de P; substituant les nombres et K -)- dans t'égattté [K], on a ? /2<'X+~+~' /2<.X.+<+~\ + (4~ f).

!=C~'aX-1-t-+-G\l~2t'~aX.-f-t.-1-G` tr-f-(4ac-r~).

~––p––~ ~~––p––~ -––p.-

chacune des trois parties du second membre est un nombre entier; la somme présente ce même état, et est, après réductions, le second membre de légalité /aX'+AX+~

~==~(–––P-––)-

Le nombre P, premier absolu, est premier à 4a; par suite, le nombre est multiple de 4~; par conséquent, les deux recherches précitées se réduisent a une seule, laquelle est toujours possible, le nombre P est premier absolu, cette recherche appartient à l'analyse indéterminée du premier degré à deux inconnues. Concluons Si on connait un système-solution de l'équation [Bj, ce système amène l'équation [C]; le système-solution X, K de cette dernière équation, donne, après substitution de N dans l'égalité [K], un nombre entier Z multiple de 4<it, et, finalement, on obtient les nombres entiers X, ==~ qui constituent une solution de l'équation proposée.

49. Nous avons, dans la note du n° 30, pris l'engagement d examiner les limites que l'on peut assigner à dans les équations dont la forme est .f*-}-{-== P. le nombre q impair, c'est-à-dire d'étudier quelques faits analogues à ceux que présente, n° 4i et suivants, l'équation .r'-)-== P. ) ;cct


examen direct. de l'équation précitée ~-{-t-f==P. peut être utile, au tMons comme exercice intellectuel nous indiquerons les points principaux qui ont t~té l'objet de notre étude.

Etant donnée à résoudre en nombres entiers t'équation

X'-)-~X+~==P.Y,

te nombre y étant impair et représenté par 2~-1, on a vu, n" 2i et suivants, (lue la connaissance des solutions entières était tiée a cette de deux séries primitives, et que chacune de ces séries créait deux espèces de résultats. ~S~iE. y, 1-}-</+.<, 4-}-2y+~ 9-)-3y+~

Terme général M* -{- M~ y.

Résultats [CJ P./n==R'+(AH'-t-AH-t-)–R,

[D~ P.~==R'-(-A.Q'.

yS~E. A+A+~-1, 1 4A+2A+~

ERIE, 4 --¡-, -¡-

Terme général A/ï'+A~+~-i.

4

Résultats [E] '~==R'+~+~~+~-R, R

rpi ~+~ R'j. Q'+s

L't A –n-t-–––.

De là deux épreuves à faire sur l'équation proposée et la limite première évidente du nombre m est n° 28, P -}- or, nous admettons dans l'exposé général suivant, que Féquation proposée X'X-}-~==PYa a été transformée en l'équation ;c'e-{-== P. le nombre r étant positif et inférieur à P, cette transformation n'altère pas la généralité du raisonnement puisqu'elle est opérée par le changement de X en .c±~; 2' par le changement, s'il y a lieu de quelques unités dans la valeur de Y, dans ces nouvelles conditions o<:


a A==4f– et si l'on adopte le nombre G positif, note du n" i<t, les égalités ~], [!)], ~], [F] deviennent

)C,J P~==R'+(2H-t-~–H(H-~)-K,

~] P.~==R'+(4/–~)Q',

M ~+'~±~-h, I"i

1 dr.4 4r_.9

r<t 1 P.~+G_n,, Q'+G

L'f) 1 –"T'4~–1'

t~ résotution en nombres entiers de l'équation proposée étant possible ~"S) « est une valeur de ;c, le nombre (a -P) est une valeur applicable a la moue lettre, et par suite, il existe poury une solution qui est non supérieure à p -t- ) tes nombres P et vérifient l'une des quatre égalités [C], [D], [Ej, ~-j i admettons que la vérification ait lieu pour l'une des ~gatit~s [C~ et [n'J, l'équation est alors liée au tableau J, n' i3.

1 CAS. Les nombres P et r vérifient l'égalité [Cj, la resolution de l'équation est alors liée à la première partie du tableau ou en d'autres termes, les nombres P et r vérifient l'une des lignes horizontales qui constituent cette partie du tableau; nous prouverons ci-après que cette vérification d'une des lignes précitées amène nécessairement la vérification de la première de ces mêmes lignes, par conséquent, le calcul conservera un caractère générât, et sera plus simple en introduisant dans t'égafuté [C,] l'hypothèse H 0, le résultat est P. w:==R'r–R, et si l'on admet, pour fixer les idées, les hypothèses P=4<–~==V, le nombre k étant non supérieur a 3. L'égalité précédente peut prendre la forme

M (4~)(~+~=(y+~+.(y+2~ le facteur ~–* n'est pas supérieur à y -}- <, et 1 si le nombre est positif, si l'inégalité r<P est exacte, on peut démontrer, comme il a été tait n° 44, que les limites du nombre sont 0 et ~-}-1 inctusivempnt; nmlti-


plions toute l'égalité [L.,] par 9, un a, par réductions successives, les résultats t,)~ '– l ~(i~Mj~~ ~+~/<–M] <+~ ')-~< ==[~+)-t-(!/<-3~-t]'+9~ –[ U<(-i8/<-9!j ~)-)j '~L -{-9~–(~+~–2(0/<-3.–~1 = [ (i/<–3t-<')'-t-9~-2-[t)</+~09-2] .'{.~1~ Z-s~~oS+l !=.=[ ( 6/<-3~-?-~]'+9~-2-~+i8~-9~-9~ <V+')t –3~–2/+8~< == [ 6/!–3<–</–+9<-–2–[6H-3~)~+t ] M'/+t~3<t-M+0~4 1=:[ ( 6H-3!+9~–[C/!–3S- ?-2] [L,1 (~~r~-3~M.+-a(2- 1=[ [ C~-3~-2]'+9~-2-[6~-3~- ~-2]. Le nombre 9/'–2 représente, dans les condtttoospt'ecttees, te nombre ~-i-1, par conséquent la vérification par les nombres P et r de la première ligne horizontale de ta première partie du tableau amène !a vérincation, par les mêmes nombres, de ta seconde ligne horizontale de ta première partie du même tableau.

Reprenons et multiplions par 25 !'égalité [~, le résultat final, après réductions successives, est

M (~+l))i~- +2?–(3/<-4~+2(7-3/-) =[3?+S.–iO/<+5]'+SS~6-[3y+SS-+S]; te nombre 25/'–6 représente, dans les conditions précitées, l'expression –~–qui constitueletermeantérieur delà troisième ligne horizontale de ta première partie du tableau i ainsi, ta vérification par les nombres P et r de ta première ligne indiquée, amène ta vérincation par les mêmes nombres P et r de ta troisième ligne; on préparerait de la même manière les égalités L,, L,, L, L,. 2' C~s. La relation qui existe entre les diverses lignes horizontales de la première partie du tableau 1 se retrouve entre les deux genres de lignes horizontales, en d'autres termes étant donné à résoudre en nombres entiers l'équation ~-}-.f-~==P~ les deux nombres P et s'ils vériHent la pre-


mière partie du tableau, vériuent l'ensemble du même tableau, c'est-à-dire vérifient l'égalité )D,j, reprenons en en'et, et multiplions par 4 l'égalité [t,j, on a, après réductions successives,

(4~–(-~ ]==[~+4/<–2S ]'-)-4~ -[<M/<-4~J (4~+~b–~+~-t-l J==[~+4/!–M ]'4,t–[8/)–4S–2 ] (4y~~[~)..< ]==[~–(a~4,if~[8,–2 J (-~+~[V-+~+S] = [!<y–4/<+2!+< ]'-}-4, -[8/<–4!9 ] (4y~[~––3]== [~–4~-)-a~~ ]'4~–[8/<–4e–2 ] [S,] (4.y+~–4(/<+3] = [~–4~+~+B ]'+~-<.

Ainsi, étant donnée à résoudre en nombres entiers l'équation ~-}-.r-==P. si, dans les conditions précitées la résolution est liée à la première partie du tableau t, cette résolution sera liée à la première ligne horizontale de la seconde partie du même tableau. La transformation de l'égalité [Sj en [S,], en {S,J a lieu en multipliant cette égalité, dans le premier cas par 2', dans le deuxième cas par 3', les résultats sont après réductions

~S,] (4~+1 )[ 8~5–4~]= [ 87:–3]'+2'(4r– [SJ (4~ )~–~–12(K-2~)–8(~–2)]==['~–~ 2~+M+5]'-)-3~1 ). On obtiendrait d'ailleurs, par des calculs analogues aux précédents, les égalités 8,, S,, S, S,.

CoKCUfsiojr. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation .E*-{-;<)-r= P. on a démontré, n" 22 et 25, que la connaissance d'un système solution de l'équation, aurait lieu en employant le tableau 1, lorsque l'un des groupes P./K, ~"+~ et P. M, Q'(4r–'t) vérifierait l'une des conditions que nous avons caractérisées par les mots lignes horizontales de ce même tableau; l'exposé précédent prouve qu'il existe entre ces conditions une relation intime; en d'autres termes la vérification faite pour une de ces lignes amène la vérification de toutes les autres, en établissant des modifications convenables dans la grandeur des nombres entiers w, 2H 1 et /M, Q.

Recherchons pour le tableau IV, n° i9, les faits analogues à ceux que nous avons établis pour le tableau i cet exposé aura deux cas déterminés par les égalités [E,],[~.


1 CAS. Examen de t'cgalM

!)-' t'+<u, &'+[<+,.+(; R;

~.t –r–~Ti–

(" Supposons que t'équation possible donnée .f*-}-.<-}-== P. vérifie la prt'tnicre ti~ne hunxontate de la prpmit't'e partie du tabteautV; on a h==U, et le ))utnbre(< ajoute a/' devant donner un terme exactement dtvisibte pa<'4r–1, on aC' ==3r– t et t'égatttt! ~H,j prend la forme

lKJ t~.m-l-3r-) â~ £.~

'~Ë~=(~+~

le premier membre de cette égalité doit être entier, par conséquent désignant par M,, une sotution de t'equation posstbte (4r–'<)M–P.w==4 le nombre «,, 1 étant inferiem' n P; les sotuttons générâtes de l'équation .4/-–~M–P./n==3/'–< sont M==(3/-–1)«,-}-P~, ~==(3/'–)w,-{-(4/'– et puisque la solution /? doit vérifier t'ega)ité [E,] on a

p[(3~+«r-t)/<.1-t-3~t_ 1-}\

–––––~iTi––––––e/*t'' –"t

o" N P.+(3~==(R,)'+~R.;

2° Supposons que réquatioo possiMe donnée ~-{-{-==P. vérifie la seconde ligne horizontale de la première partie du tableau !V on a B== <, G == 3/-– 3, et t'égatité [E,] prend la forme

rp'l ~+~–/R~_L..t R. i

L~J "~r-)– = + R,}

enfin les lettres M, et w, désignant les nombres entiers calculés dans le paragraphe précédent, le résultat est

[/.] ,j P./<.+(3.–3)«,==(R.)'-H-R,;

U est manifeste que la vateur convenable pour m est la solution m =~(3r–))w, -(4~– t~j, dit))int)ée, s'i) y a lieu, d'un n)t))tip)e de P; une otMervatton anab~ue est appticabte aux vateurs de M relatives aux équations [Et], [E~, etc., eh'.


les raisonnements précédents !petes pour ta troisième iignehonxontate donnent f + (3~- 7)«, == (R./+1 H,, r

et genératement on aura pour la (/<-}-1/" ligne borizontate de la prt'n)iete partie du taMeau

M P. ~-}-[:t)-~M,==(t~'+1 -.R..

On peut démontrer que la possibilité de résoudre, en nombres entiers, les egantes est subordonnée à la possibitite de résoudre, en nombres entiers, l'égalité [/.]. Soit en effet t'egaiite exacte

f~ f~+(3~-<)«,==(~+1-.R.

les nombres «,, R. étant entiers; cette égaiité, multipliée par le nombre 4 donne

4;RJ- 4R,+4==(<2/–4)M,-)-P. 4~

ou, si l'on pose2R.–~===~, on a

M'+3-(<2/4)~=P.4~;

or, la condition (4/-–t)«,==1-P. donne

'~2/4)M,==3+P.3/n,–M,;

substituant dans l'éga!ite fonction de t et posant 3/Kj-4/t,==~ le r~suttat final est

M M'+M,=P.

Soit, eu second lieu t'egatité exacte

M PA,=(3r-3)«,==(R,)'+< -R,,

multiplions par le nombre 4, posons 2R,– =< 3~4~==~, le résultat finat est

M (~+y.~=p.

L'égalité ~J donne l'égalité finale

~j (~-{-5'«.==P.


et plus généralement l'égalité finale ~} donne l'égalité finale

f~) (~+(2~)'~?.

U est évident que la possibilité de résoudre, en nombres entiers, tes équatifms~ est subordonnée n la pûsstbititc de résoudre, dans les mêmes conditions, t'equatton [\], le principe est donc démontre; il y un<: retatic!) directe entre les vérifications par les nombres P et r des diverses lignes horim~ntates de la première partie du tableau !V.

H" (;As. Examen de l'égalité

n.- ) 1 P.~+G_~ Q'+G

!) 4/–i "–t' 1

Supposons que l'équation possible ~t'==P. vériue la premicre ligne horizontale de la seconde partie du tableau IV, on a alors Q==:i, G==4/–2, et t'égatité [F,j prend la forme

r.) J p M~–2_fn~t/t.

t.~J ~–– =(~'+~

le premier membre de cette égalité doit être entier, par conséquent désignant par U,, mi les nombres exprimes dans le cas précédent par ces tnétnes lettres, les solutions générâtes de l'équation

(4/.–1)M–p.=:4/.–2

seront M==(4r–2)M, P. M==(4r–~)M:(4r–~y< et puisque la solution ln doit wriner [F,], on a

P[(~-2~,+(4r-~)A,]+<2_~

–––––4~r-i–––––w-t-

M P.(4/–2)M,=(R.)'+1.

2" Supposons que l'équation possible .t*j:r==P. vériHela seconde ligne horizontale de la seconde partie du tableau IV, on a Q==2, G==4r–5, et l'égalité [Fj prend la forme

~1 ~T~==~+~

3 6r. t Il'


uu, enGn, puisque ?.{-< ==(4f-–<)«,, on a

~) 1 P.(-5~==(R.)'-t.<

3' Les raisonnements précédents, répétés pour la troisième ligne hot'ixot)tale de la seconde partie du taUeau iV, doHMCHt

kj P./<,+(4/–40)M,=(~+~

et généralement ou aura 'pour la (~1)'°* ligne horizontale de la seconde partie du taMeau !V

M p.1-~+<)']t<,=(~)'+~

On peut démontrer que les verincations, en nombres entiers, des cga)it<~ sont subordonnées à la \'erificatiou de l'égalité [j.]; soit en efïft I'ega!it<?

M P.~+(4r-2)M,==(~+<, e

la condition (4/'–~)M,– /??,==< prouve que i'cgatité exacte précitée j.<.J peut prendre la forme (R,«,==P(~-{-M,) ou, si l'on pose /{- /K,===~ on a M ()~+~==p. i

iesegantés f,,j, transformées, puis simplifiées par tes égalités ~t-<,==~: /<)-/Kt==~<w,=~, donnent les résultats suivants

r

(~+2'==P.

M (R~3'.«.==P.

M fRJ+~-)-«,=P.

'L'adoption des!ettre'i~<“/<A,, R.,R,,R,R,, ~adonne plus de re~))arit<a ta notation générale mais il est manifeste quf ces lettres représentent, dans )et deux dernier!' cas, des nombres non cgaux à ceuxque ces mêmes tettt'M représentaient dans tes deux urMnios cette remarque n'est pas applicable aux lettres M), m,, qui, dans toute cette ctude <'t si ffouation propt's''e reste )a'n<mc, constituent une solution, en nombres entier: de i'cnuation t)ossi)))c (~p.m~l.


Le principe uctuet est dune démontré, la pussibUKu de tésoudre, en nombres entiers, l'otite ).y,J amené la possibilité de résoudrf, dans les mêmes conditions, tes entités. y,j,. mais en outre l'examen des égatités ~,). ?.. prouve que te principe doit recevoir une pins grande extension; la possibilité de vérifier toutes ces (~aiitcs, en nf)fnh,.es entiers, est n)anUt".tement suburdonnee a la possibilité de vérifier l'égalité A.; notre conctusion sera donc, pour tes deux cas actuels, analogue a ceHe qui termine t'expose retatif au tableau I.

Coxcn.s)0!i. Étant donnée a résoudre, en nombres entiers, l'équation r-~ -}.==?. ou a dcmuntre n~ ~4 et que la connaissance d'un sys. «-.ne .r,, solution entière de l'équation proposée, aurait lieu par t'intet'me.diaire du tabteau iV, lorsque l'un des deux groupes B'+B+r+c el P.~+-& Q'+& ° ~–~ > et 'TT-TT' ~7~t~era)t tune des conditions posées par Je même tableau, l'exposé précédent prouve qu'it existe, entre toutes ces vérifications, un lien anabgue a celui qui unit les conditions posées pat- le tableau t; en d'autres termes, la vérification faite sur t'une des lignes horizontales du tableau iV, amène la vérification de toutes les autres lignes du même taHeau; remarquons d'ailleurs que les deux séries primitives générau-ices des tableaux 1 et f\- sont essentiellement distinctes et qu'aucune relation directe ne parait réunir les deux groupes de lignes horizontales précitées.

Etudions actuellement les limites que l'on peut assigner aux essais à faire par emploi des tableaux t et tV, dans la recherche des solutions entières de t'équa. tion.}-.c-{-== p.)-.

CAS. Limite relative au tableau 1 conservant l'hypothèse P==~H, on a les égalités déjà indiquées

(M (~+~ ]==[?+~-s ].+. -[~-s ] M (~+~[~+3(2~)+9(2-K)]==p(S~S)-(~2)]'+&[3(~)-)] M (~+~3 ]==[!2(a~2]'+4~-d.


Si la résolution, en nombres entiers, de l'équation ~-{-}-==P.~ est pos. sihie par t'emptoi du tableau 1, le notnbre étant positif et inférieur a P t'é~a.lité 't~ est évidemment satisfaite et par conséquent il existe un nomt~-e en)i(') ~– -j-K int~rieut' :')'}-~ qui est une solution entiers appticithte a t, pa)'suite la limite supérieure du nombre /<, est ~(~–) et le nombre ~–/ représente nti premier maximum des essais exigés pour la résolution de t'~quation pt'oposHe; «, orta démonstration suivante prouve que ce nombre <y–~ est trop élevé, et doit faire place au nombre ~––, cette recherche un peu longue sera divisée en plusieurs paragraphes ~a), (t' ~< 'c)

/<; La résolution, en nombres entiers, de l'équation ~-)-j -)-==P.~ étant possible par t'empfoi du tableau t ou t'égatité [t~ étant satis!aite, on n'attérc pas le nombre qui exprime le maximum d'essais n faire en admettant i'byputhèse K==() alors les égatités [L.], [L,], ~] deviennent

LM (~+<)~+" t==~+~ y+~ [7+2~-$ j [,L,J (4~~+3(2.+4') = [3(S~)-(y+~]'+~-2-[3(~<–;r-?v+s';] [A] (4y+~4(/<-3) +3] == [8?-~ + 2]'+~ J.

(~ Supposons que la plus faiblc valeur entière convenable pour soit supérieure a cette valeur est représentée dans l'égalité par l'expression -t-~ ) ainsi dans les recherches dont le but est la vérincation de cette égalité, nous admettons l'inutilité des essais faits en substituant à la suite naturelle des nombres entiers–~–(~–1) –'(~–2 ).0,1, 2. 3. la continuation 1

La comparaison de cette limite avec celle qui été assignée pom f'fquaticn .r* -(-== P. donne lieu à une remarque; on a constaté précédemment, i que t'Mjuatinn .<)- ;r =)'. ) p

peuttot~our!. être transformée en une autre ;<)-==P.et quête nombre ,+~ représente le maximum d'essais exigés pour la résolution de cette denw't't' cquatinn ta tran&tonnatin)) précitée est donc toujours avantageuse, ft t'f'tttdc de la nouvftte [imite indiqm'f da))t )<- texte est purement théorique.


<i~ essais serait donc indispensable; la lettre ta étant remplacée par les entiers~+1 ~+2. examinons les circonstances que présente.ruut ces opérations le nombre est positif et est inférieur a 4~ donc te nombre r--(~-2H- second terme du second membre de l'égalité ~) satisfaite, est positif ou est négatif dans les conditions actuelles, ce terme, s'il est positif, est inférieur à 4y-~ s'il est négatif, il a une valeur absolue non supérieure a 2~; de ta on déduit les trois faits suivants Si du produit ~+~+~ on retranche lecarré (y+2~, le reste négatifa une valeur absolue ~–~– cette valeur qui croit avec /< est manifestement supérieure 2< donc le nombre est positif; 2° si du produit (~+<)(~ + on retranche le carré ~+/<)', le reste est positif et est /<(2~–ï)-t-Z-L~ t dans les conditions précitées, ce reste est supérieur à 4?- donc le nombre positif $ est inférieur à /<; les nouveaux essais successifs faits pour vérifier l'égalité auraient lieu par les extractions des racines carrées des divers produits (4? + + /<) obtenus en substituant à M les nombres entiers ~2. or, les racines carrées croitront en général d'une unité et l'on peut anirmer que pendant une partie notable d'essais successifs, si l'on considère la différence entre le nombre constant r et la racine inhérente à chaque essai, le signe de cette différence sera invariable, et par suite on doit, pendant cette permanence de signe; maintenir le mode d'extraction, soit par excès, soit par défaut, suivi jusqu'alors dans l'extraction des racines carrées. ic) Parmi les nouveaux essais qui doivent amener la vérification de l'égalité M (~+~)(~+~) =(?+2M-{-(~-{-2~ si on note deux essais consécutifs, sien désigne par N et K', & et& ~-)-2N–& et y-~2K'– les deux systèmes particutiers correspondants au système général /<, ~– et si on extrait les racines carrées des produits (W)~+N) et (4?+<)(~N');

en admettant, pour fixer les idées, que chaque racine carrée entière soit maxi-


tïtum, le mode d'extraction ayant lieu /w défaut, ou peut cutMtate) t exactitude des égalités suivantes

(Aj ~+~(~M')==~+~(~K)+4?+<, y~.2N'+~==~+2N+~+1.

K'–A'==N–A,

la premit're égalité est évidente; les limites du nombre sont et donc le produit générât (4~-{-1) (~'t*~) est inférieur à 4~{-y, donc les racines carrées de tous les produits représentés par ce produit générât ne sont pas supérieures :) 2q; et par suite lorsque le nombre générât M augmentera d'une unité, c'est-à-dire lorsque le produit (4~-t-<) (~) croîtra du nomb e 4~-}-), )a racine carrée du nouveau produit sera, dans les conditions précitées, supérieure d'une unité à la racine immédiatement précédente, ce qui constate l'exac- titude des deux dernières égalités du groupe [A]; la conclusion indiquée serait encore celle que présente le raisonnement qui précède, si le mode d'extraction par défaut, mode adopté ci-dessus comme exemple, était remplacé par le mode également invariable d'extraction par excès; mais la conclusion éprouve quelque modification, torsque après un certain nombre d'essais, la différence entre le nombre constant r et les diverses racines présentant jusqu'alors le signe positif, tes accroissements successifs apportés aux racines amèneront la différence précitée à l'état négatif; il est évident que dans cette nouvelle condition le mode d'extraction de la racine carrée du produit (4y-~) (~-}-~) mode qui avait lieu jusqu'alors par défaut, devra à cet instant faire place au mode d'extraction par excès; remarquons aussi que le signe de la racine carrée étant arbitraire, on doit, d'une manière plus générale, concevoir le mode de changement (tans l'extraction, c'est-a-dirc étudier l'influence de ces variations, rares, il est vrai, mais quelquefois nécessaires; or, dans ces circonstances, la première des égalités ~A] est encore exacte, la seconde égalité prend l'une des formes ~2N'–A'=~-)-2N–A, ~-2K'–~==<{-2N–A-2. et par suite la troisième égalité présente l'un des deux états correspondants ~A'===N_A_< N'–-A'==N–&-t-~ nous pouvons donc établir te fait


suivant qui est le point {nndamentat de ta démonstration qui nous occupe. Htant donnéeu résoudre, en nombres cutters et dans les conditions indiquées i équation .E*<=P. )" si cette équation est résoluble par t'intertnédiait'e du tableau en d'autres termes si la vériHcation de t'égatitc J~, est certaine, les limites du nombre M étant et -}- 2" si les remplacements suctessi~ de par les nombres entiers

-~8-~)-(~)"2,3.4,

<t ont pas amené cette ver~cation, on est alors assure que dans les essais a taire en substituant les nombres (~-H) (~+2) l'accroissement du nombre /t amènerait cetm du nombre et M'ce t~fWf; de tette sorte que le nombre M– partie constituante de la racine carrée (o-t-2/<–S), est en générât stationnaire et oscitte d'une unité, soit en plus soit en moins dans les circonstances assez rares qui exigent le changement du mode d'extraction de la racine carrée du produit (4~ ) ~-t- on peut donc en6n affirmer, que si la lettre~ désigne la valeur de n, qui, après les essais

~-H, ~+2,==~,

amène la vérincation de t'égatité 2° que si les nombres N–A et K'–&' désignent les systèmes relatifs à ?–~correspondants aux valeurs ~=4, K=y; la di~rence entre les deux nombres ?–&' et N–& sera bien inférieure au nombre même des essais, c'est-à-dire au nombre~–

W) Les essais qui doivent amener la vérification certaine de t'égatité [.L.] pré. sentent deux séries distinctes selon que le nombre M a pour limites et 4- X ou et S or, si la première série de tentatives a été intructneuse, on devra alors supprimer tout essai sur t'égatité [.L.] à cette égalité substituer ~t(~+~[~+3~t-4']==[3(2R-+2)]'+~– -[3(2~)-(~2)],


et la vérification de cette dernière aura lieu eu généra! pour une vatcurdu facteur de Ay-t-<, c'eat-a-dire pour une valeur de ~-)-3(~–)-4, inférieure a ta seute condition nécessaire est alors caractérisée par t'inéga!ité §<t-~< et cette condition sera en générât remplie, puisque dans t'enscmbte des essais te nombre est limité par les termes 0 et /< (paragraphe ~); en effet, de l'inégalité ~~v on déduit 3(2~–~)< etrexamen de t'egatité~L,] montre que, dans ces conditions, une solution de l'équation a-{-{-===P.~ est donnée en soumettant les termes connus de cette équation aux essais indiqués pour )egaHté[L,], tanmite du nombre n étant ~+3.

'c) L'équation proposée ;t-.r==P. étant toujours soumise aux hii. primitives indiquées, admettons l'inutilité des essais caractérisés~ soit par t'égalité [.L.], soit par t'ëgatité [,L,]; le facteur de 4y-)-1, cest.a.dire le nombre étant dans chacune de ces suites de tentatives limité par le nombre le paragraphe précédent prouve que, dans ces conditions, le nombre n'est pas inférieur à --j- on peut alors amrmer qu'une solution de l'équation proposée sera donnée par i'égatité

fAj (4y+~[y–+3] ==[2y-2~+2]'+4r-'); admettons l'hypothèse ~==~+~ et rechercttons le résultat que donne cette hypothèse introduite dans l'égatité de ~== ~+ on déduit & S3w

9+~2T+T'

et si du produit (4y-H)(~+~) on relranche le carré (~+~)' le reste de cette soustraction est ~+~+~on a donc t'cgalité 0?"_L,, ~'J-?––t-~

'Sîf3+ 8 'Îlr- ^r·(ld~ R)~

~+~+~––i-+~+ 2~


égalité de laquelle on déduit

-)- 20 ± 1 28' + ) OM~ MU~7ti/-

––––––––––36––––––––––'

!.e nombre M doit être supérieur u donc le radical positif est seul admis. sible et la valeur de rt peut être représentée, l'erreur étant de quelques unités, par l'expression ~=~-+-ll?±~ou/:==~, de cette dernière valeur assignée à /<, de la valeur ~-)-~ assignée à on déduit /ï–~==~ou 4 M –~== si actuellement on reprend régauté

[AJ ~+1)~-4(~+3]=[2~-?(2/+2]'+4/<, 1 un reconnaît que dans cette égalité le {acteury–4(M–~)-3, appartenant au premier membre, est inférieur à examinons actuellement l'état que prendra ce même facteur lorsque le nombre reçoit les accroissements nécessaires pour amener la vérification certaine de t'égatité on a démontré, paragraphe (~), que dans cette circonstance, la valeur /<–~ était sensiblement stationnaire, oscillait d'une unité, soit en plus soit en moins, lorsque l'on faisait varier le mode d'extraction de la racine carrée du produit (~-}-1)(~-}-~ or, en admettant même un état très-dé(avorab)e, en admettant, par exemple, que la diminution constante et successive <«/«' unité dans la valeur de /<–~ corresponde à toute augmentation de ~«j; unités dans la valeur attribuée a M, la variation ascensionnelle de cette dernière lettre ayant lieu, dans les conditions actuelles, depuis jusqu'à le nombre (~ ~) = exprimerait toute la diminution subie par la valeur primitive indiquée ci-dessus pour le nombres– la valeur finale minimum de cette dernière expression serait donc ~==~;de lit on déduira 4~–~)=~, et le {acteur<y–4(M–t-3, soumis à l'examen est encore inférieur à 2; le principe général posé précé.demment est donc démontré; étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation ~)-==P. la résolution de cette équation étant possible par


t'intennédiatre du tableau i, J'emploi des égalités [,t~,j, {,L,}, [,S,j (imite i<; p

nombre des essais, et cette limite est ~==g.

2" C~s. Limite relative au tableau !V, si la résolution de l'équation .==.?. est possible par Fintertuediaire du tableau <V: 1" la pt-e. mière partie d'essais liés à ce tableau doit vérifier l'egatite

~J P.~+~«,==-R./+~

égalité qui peut être remplacée par

M (~-)-«,==P.~

2" La seconde suite d'essais liés au même tableau doit wrifter l'égalité j~j P./<.+~7–2~=~7+~, >

~ga!ité (lui peut être remplacée par

M (R.y+~==p.

Il est donc évident que dans le cas actuel, le nombre d'essais (lui indiquera la possibilité de résoudre l'équation sera celui qui a été donné n° 41 pour l'équation F~==P.

La conclusion relative au premier cas de ces limites peut laisser dans l'esprit quelque incet-

titude due à l'erreur volontaire dans la valeur approximative et par défaut attnbuce au t-adica) de la valeur de n; or, remarquons que l'inégalité /-> < montre que le nombre placé sous le radical précité est inférieur à <88y'OS6<y, la racine carrée de ce nombre est timitée pari et ~? donc le nombre n est liniité par et –, le texte présente le rcsuttat final donné par la limite et on peut reconnaître que l'emploi de la seconde limite amènerait un second résultat analogue au premier.

Si toute l'étude actuelle avait un caractère pratique, on pourrait diminuer la longueur des essais par un déplacement convenable des termes qui constituent les <-ga!itM f [4]. ?]. M Hée~ au tableau 1; 2" [~], [tLt],[<S~ liées au tahleau IV, cedf'ptacentent serait analogue M celui que présente le n° 47; les égalités pr~citt-es et transformées présenteraient t" un premier membre P.H–F(<-); 8' un second membre ayant l'une des formes R(R–<), K', tes nombres K et K étant entiers cet aperçu pratique est suffisant et peut d'ai))eu)~ être <-on)p)et<' par cetui qui veut approfondir cette étude.


<M~. Reprenons actuellement 1 ét{uation primittve, indiquée n* 2. ~X'-}-AX+c=KY.

Ktaut donnée à résoudre et) nombres entiers t'équatiou

t.Aj (t\t-&X+c==KY,

nous avons indiqué la relation qui existe entre cette équation et l'équation ~c-==p. nous ajouterons une seule remarque, l'égalité X==~ ~` transforme l'équation proposée, et le résultat est

tb] ~+~-+ac=~.K.Y; 3

admettons que le nombre P soit le plus grand facteur premier absolu contenu dans le produit a.K, et posons a.K=P.H, l'égalité H.Y==~ transforme réquation [B], et le résultat est ~-)-&c-j-ac=P. enfin le changement, si cette opération est nécessaire, de quelques unités dans la valeur de Finconnue~ transforme le terme connu <K- en un autre r qui est positif et qui est inférieur à P, on doit donc finalement résoudre en nombres entiers t'équation .r'r==P. si les systèmes applicables à cette équation sont -c.) etc. 4° On recherchera parmi les valeurs de x celles qui sont des multiples exacts du nombre H et remarquons bien que chacune de ces recherches est limitée; en effet, l'équation primitive proposée [A] doit présenter une valeur de X intérieur au nombre et si l'on admet, ce qui est permis, que le nombre c est positif et e~t inférieur au nombre K, cette équation [A] doit avoir une solution de Y inférieure au nombre "–4-1. A

Si. Les divers principes établis dans toute cette partie de notre traité donnent les moyens de résoudre en nombres entiers toute équation dont la forme est ~M-)-c==P. ces principes peuvent être simplifiés, ou du moins modifiés par quelques considérations, lorsque l'on descend à des cas particuliers certains états numériques des nombres a, b, c, donnent lieu a des recherches qui ont leur intérêt; nous relaterons plusieurs faits qui nous seront utiles dans la suite.


t~t-ATtON. -}- < == P.

LtiMMB. Si le nombre P est pair, la résolution en nomtjres entiers de F équation proposée est impossible; ce lemme est réellement un axiome, le produit .cC~-t-l) est entier et pair, donc Je nombre ~c-~4 est impair. LBMMB. Le produit P.j~, c'est-à-dire le nombre entier qui constitue le second membre de l'équation ~t-1 ==P.;r, ne peut présenter la Ibrme 3y-)- en effet, le produit .~+~, le nombre x entier, est représenté par l'une des tbrmes 3~ et 3~+2, donc le nombre .E'-}-t est représenté par l'une des formes 3y- 3(~-H).

L)!mtB. Le chiffre des unités du nombre ~-t- est 3, 7. LEMMB. Si le chiare des unités du nombre P est 5, la résolution en nombres entiers de l'équation proposée est impossible, aucun nombre multiplié par P ne peut alors donner un produit dont le chiffre des unités soit <, 3 ou 7. Tm~oR~MB. Si le nombre P premier absolu est représenté par la forme 3y- la résolution en nombres entiers de l'équation proposée est toujours possible. Désignons par « un nombre entier inférieur à P et tel que dans la série a', a', < le nombre < soit le premier terme qui, divisé par P, donne le reste 1 on aura l'égalité

~–<==P. ou (a–<)(a'-{-<ï-{-<)==P.

ou, enfin, a'-}-a-~==P.

égalité qui démontre le principe énoncé.

TaEO~MB. Si le nombre P premier absolu est représenté par la forme 3Q-J-2, que l'on peut écrire 6~–<, la résolution proposée est impossible; soit, en eftët, un nombre « qui vérine l'égalité

[B] ~-(-~=P.

le nombre étant entier, on peut admettre l'exactitude de t'inégatité < P Ce choix est possible, le nombre P étant un multiple de 3 (quatrième partie, n° HK;


or <'égalité JB} peut prendre !a forme

fq ~)==p.

ou la forme

[D] (~1)'=P.+~

or, si le nombre R désigne une racine primitive de P, on peut considérer le nombre <t-{-t comme étant un des restes obtenus en divisant par P les termes de la série R", R', R', R' R" R' admettons l'exactitude de l'égalité reste de -p==ft-}-t, on a par suite reste ~==(a-~)', ou à cause de~DJ reste -p- ==a, et par conséquent reste de ==f<(~t), ou en tenant compte de [C] reste de -p- == P –. t, ou enfin, reste 1; conclusion inadmissible, puisque le nombre R est une racine primitive de P avec la condition P==6<?_1. CoROLLAtM. Si le nombre P entier quelconque contient un (acteur premier dont la forme est 3Q-}-2, c'est-à-dire dont la forme est 6~– la résolution en nombres entiers de l'équation .c*-}-.c-}-1 ==P.est impossible. Admettons, en enet, l'exactitude de l'égalité <{-a-~==P.A, les nombres « et A étant entiers, cette égalité peut, dans les conditions indiquées, prendre la forme <ï'-)-«-4 ==(3~-{-2)M; or, le théorème précédent prouve que cette dernière égatité est inadmissible.

t"' OBS]:RVAT!0!t. On peut, sans augmenter le nombre des exemples numériques placés à ta fin de ce traité, vérifier l'exactitude des deux théorèmes précédents l'équation X'3!X-}-24~==P.Y, est, par l'hypothèse X==;c–18, transformée en cette autre ~<}-1==P. or, le théorème qui précède prouve l'impossibilité de résoudre en nombres entiers cette dernière équation lorsque le nombre P premier absolu est représenté par la formule 3Q 2 la même impossibilité a donc tieu pourt'équation X'-)~X-)-24't ==P.Y; or, si l'on examine la série d'exemples numériques qui terminent ce traité, on reconnaît que toutes les équations impossibles X'X-}-24t =P.Y vérifient l'égalité P==3Q-}-2.

Tout nombre premier a des racines primitives (quatrième partie, n' iiK).


2' OttSHtVAHOx. Si ton pose 2-c-{-< ==«, 4~~=~, t équation ~-t-.f-{-~ ==P~ prend la fonne «'-{-3==?. les deux théorèmes précédents sont doncupj~ticables à cette dernière équation, le nombre « pouvait toujours être il t'état impair, les théorèmes précités constatent, ta possi))itité, 2" t'impossibitité de résoudre eu nombres entiers l'équation M'-t-3=P. set")) que le nombre P a tâtonne, r 3Q-1, 2" 3Q-J-2; en d'autres termesces tbéorcmes constatent Fêtât du nombre –3 comme étant, l'e~c,w~7c d'un carre exact entier K', divisé par le nombre P, selon que ce dernier nombre a la Rn'me, 1" 3y- 2" ~+2.

Nous démontrerons ci-apres (équation .c'–'t ==P. transtbrmée en l'équation «'–5 ==?./) les deux faits suivants:

1° SetoH qu'un nombre /? est reste ou est non-reste d un carré exact entier M* divisé par un nombre premier P, le nombre entier–7K est dans le même ordre reste ou non-reste d'un carre exact entier (M;)*, pourvu que le nombre premier P, soumis d'ailleurs aux conditions pt'emicres exigées, présente la (brnte 4y-~ 2° Selon qu'un nombre /y? est reste ou est ~w~e d'un carre exact entier M' divisé par P, nombre premier absolu, le nombre -–/?! est dans l'ordre inverse, c'est-à-dire est /KW-<' ou est reste d'un autre carré exact entier («,)* divisé par P, pourvu que le nombre Il, soumis d'ailleurs aux conditions premières exigées, présente la forme 4'y-3; si à ces deux principes, dont nous donnons par anticipation les énoncés, on unit ceux qui ont été indiqués dans les tbéot'emes .précités, on a le résumé suivant

Le nombre -{-3 est reste d'un carré exact entier divisé par P; en d'autres termes t'equation M* –3 == P. t est réso!ubte en nombres entiers si le nombre P premier a simultanément les formes 3~ 4~-)- c'est-à-dire si ce nombre a la forme ~2y-~

2° Le nombre-3 est non-restede M', ou l'équation M*–3=P./ est non résoluble eu nombres entiers lorsque le nombre P a simultanément les formes 3y-)-2, 4y- c'est-à-dire a la forme 12'y-

3" Le nombre-{-3 est non-reste de M* ou l'équation M*–3==P.~ est non t'ésotubte en nombres entiers si le nombre P a simultanément les formes 3~ 4y-{-3, c'est-à-dire si ce nombre a la forme 12q + 7;

4" Le nnmbre-t-3 est reste de ou t'equation M*– 3 == Il. t est résotubte en nombres entiers si le nombre P a simultanément les formes 3~-)-2,4~3, c'est-à-dire si ce nombre a la forme ')'2y-{-


ÉQUATKMf. C* t t == P.

t'HKon~Mt.Si le ootnbt'eP est pair, ht tTSututionfu nombres entiers de ['équation proposée est impossible; en e(!et, le nombre ~(~' -1 ) est pair, donc le nombre .t't–~ est impair.

t'HKOttKMK. Le produit P.~ ue peut être représenta par 3/<; eu euet, te nombre .< -)-1 ) présente l'une des formes 3~, 3f-2; donc le nombre .f'-{-.T–1 a l'une des formes 3V.2, SV+'t.

i'H)!ot~ME. Le chiffre des unités du nombre ~-{-~–t est 1, 5 ou 9. LEMMB. Si ou a entre des nombres entiers l'égalité H~H–1)==P.V, f les (actem"; P et V sont inégaux; 2" le plus faible de ces deux facteurs est inférieur au nombre H – 3" si on diminue chacun des nombres H et H – du plus faible des deux~ facteurs P et V, de V par exemple, la nouvelle égalité sera diHerente, mais conservera et le facteur V et la forme de l'égalité précédente; un simple calcul démontre la vérité de ces propositions.

TmktRhtE. Si le nombre P contient te facteur 5', la résolution eu nombres entiers de l'équation proposée -r'-)-.e–< =P./ est impossible. Nous démontrons qu'un nombre entier multiple de 5' ne peut être représenté par la forme a(~–~)–1 admettons l'exactitude de l'hypothèse problématique, on aurait alors, en désignant par A5 un nombre entier dont 5 est le chiffre des unités, 5(A5~==a(M–~–t; cette forme 5(A5) est, dans les conditions établies, seule admissible, puisque le nombre a(a–1)–~ est impair, diminuons de 5 unités chacun des nombres N–~ et a, on a, lemme précédent, 5.X==(<!–5)(M–1–5)–~ ou 5.~==[a(a–t)–~–~–:i.. Ainsi le facteur nouveau X doit être le facteur A5 diminué d'un nombre exact de dizaines, on aura donc, en rappelant le lemme qui précède, 1 ;)(A,5)==a,(a,–1)–~ une diminution pareille réalisée un certain nombre de fois, donnera au premier membre l'une des formes 5.~8, 5.25, etc., le second membre conservant la forme M(M–'1)–~ or, le fait démontre que cette dernière circonstance est inadmissible, on ne peut donc pas vérifier cette égalité .}-.r–~ ==5.A5, puisque le changement de signe de ;r donnerait t'égatité ~–'t)–i=5(B.5).


fj~ntB. Si on a entre des nombres entiers i'égatité

fQj H(H–<)-~==P.V.

si le chiffre des unités de l'un des facteurs P ou V étant 5, cetui de t'autt'e !actext' est 3 ou 7, conditions qui donnent à t'égatité [Qj l'une des quatre formes suivantcs

M (C8)(C7)-t==(A7)(B~,

[2] (C8)(C7)–4==(A3)fh5j,

[3] (C3)(C'2)-1==~7)(B5),

[4] J (C3)(C2)–1==(A3)(B5).

On peut toujours admettre que le plus grand des deux facteurs qui cunstituent le second membre est celui dont le chiffre des unités est 5; si cette circonstance n'a pas lieu, la réalité des égalités admises amène nécessairement des égalités de même forme dans lesquelles la condition précitée est ~ériuMe*. Clioisissons d'abord les égalités [1] et ~3], et admettons l'exactitude de l'inégalité A7>B5 de cette inégalité on déduit, !emme précédent, B5<(C7 et B5 <;C2 on peut enlever un certain nombre d'unités au (acteur A7 des seconds membres, et conserver aux égalités nouvelles la forme des égalités [~] et [3], df chacun des nombres C8 et Ci d'une part, C3 et C2de l'autre; retranchons uu multiple impair ou pair de B5, et remarquons que cette soustraction arithmétique est admissible tant que le facteur B5 conserve son état d'infériorité, relativement au facteur A7 or, passons immédiatement ù la limite, le multiple que l'on doit retrancher est impair ou est pair.

CAS. Diminution de B5(2M-}-), et recherche des modifications subies par tes divers membres des égalités [<] et [3].

L'énonce du lemme actuel serait peut-être plus togique dans les phrases suivantes Si on a entre des nombres entiers, récite

[Q] H~r=P.

et si le chinre des unités de l'un des facteurs P ou étant 5, celui de l'autre facteur /M«''f«f <f<T 3 ou 7, conditions qui, etc., etc., on pourrait toujours admettre que, etc., ctf' Constah'n'' en effet, o~H/Yque les c~atites [<], [2], [3], [4], sont des hypothèses essentiefit-ment prot'h-matiques, pt tncme iM mot fictives serait plus exact, hvpothcses qui amcnettt le lemme actuel, mais hypothèses dont l'inexactitude est ensuite prouvée par )e théorème qui suit le lemme actuel.


<' Les premiers membres prennent les formes (C,3)~2)–)<(C,S)((;,7,–~ '2° Les seconds membres de ~] et duivent être diminués

Celui de )1]de B5(2~+t)MO=(B5~t)U),

Cetui de [3j de B~M-t-1 )M,0==~j)(D,0)!

ut', cette diminutiott ne présente que des dizaines, par conséquent le (acteur qui remplacera le facteur A7 aura le nombre 7 comme chiffre des unités, et les égalités ~] et [3] transfbt'mées deviennent

tt] ':(:,3)(C,2)-'t==(A.7)(B5),

[3] ((J~(CJ)-)==(A.7)(B3~.

Ces nouvelles égalités réatiseront les hypothèses A,7 <~ B5, A,7 <~ B5. ~° CAS. Diminution de B5 2~), et recherche des modifications subies par les divers membres des égalités ~]et[3J.

) Les premiers membres prennent les formes (C,8) (CJ)- (C,3)(C,2)– ) Les seconds membres de [t] et [3] doivent être diminués

Celui de [1 ] de B5(2n)K 5 ==(M)(~ 0),

Celui de [3] de B5(2/!)t~5 =(B5)(N,0);

Or, cette quantité à diminuer ne présente que des dizaines; par conséquent, le facteur qui remplacera le facteur A7 aura le nombre 7 comme chiffre des unités, et les égalités et j~3] deviennent

[~ (C,8)(C,7)-~=(A,7;(B5),

[3] ((~3)(C~-)=(AJ)(B5).

Ces nouvelles égalités réaliseront les hypothèses A,7 <; B5, A,7 <; B5. Si on employait les égalités primitives [2j et [4], en admettant t'exactitnde de l'inégalité A3>B5, un raisonnement semblable au précédent démontrerait que si la réalisation de l'hypothèse contraire, c'est-à-dire de Finégaiité A3<~B5 exige 1 la diminution d'un multiple impair de Bu; les égalités primitives [2~ et transformées seront,

[2] (C.3)(C~-)==(A,3)(B5),

[~ .C~C,7)-1==(A~(B~


la diminution d un multiple pair de Bj, les égalités primitives transforméf's. seront,

f2) ~8)~7)-t=(A,3)(Br)),

f4J ~C~(C,2)–1==(A,3)(B5).

Les égalités ~], [2], [3~, ~] se présenteront fréquemment dans la démonstration du théorème qui suit, et alors, ~° si l'on a AT <( B5 et A3 < B5, ou si la réatisation de ces inégalités demande la diminution d'un multiple pair de B!i, les égalités primitives conserveront leurs formes; 2* si l'on a A7~>Mi) et A3 ~> B5, et si la réalisation des inégalités inverses demande la diminution d ut) multiple impair de B5, les égalités ~] et ~2] seront remplacées par les cgaiites [3j et [4] et vice t'c/w<.

'i'nËo~ME. Étant donnée a résoudre en nombres entiers, i'equatiou ~A'–~ == P .< si le nombre P contient un facteur dont le chiffre des unités est 3 ou 7, la résolution proposée est impossible; les combinaisons des facteurs cités avec les facteurs admissibles sont au nombre de 3. Rappelons que tf chiffre des unités du nombre .t'r–~ est 1, 5, 9; on peut avoir

f Combinaison du facteur A7 ou du facteur A3 avec !e facteur B5, c'est-à-dire .c'-)-.t..–~==(A7)(B5~ ou ~-)-.t-–)==(A3)(Bu);

2° Combinaison du facteur A7 avec le facteur 137 ou du (acteur A3 avec le facteur B3, c'est-fi-dire

t == (A7)(B7) ou -t-(-.i- == (A3)(H3,,

3°(~ombinai8un du facteur A7 avec le facteur B3, c'est-a-dirc .)-.r–<==(A7)(B3).

\ous démontt'ons que l'admission soit de la première, soit de lu seconde combinaison amène l'admission de la troisième, et que cette dernière est inadmissible.


r CoMMNA-tsoN. ~-t-t==(A7)(B5), ~c –t ==(A3)(B5); e~e d~nnc quatre égalités

f<) J (C8)(C7)-t=(A7)(B5),

f~ (C8)(C7)-~ ==(A3)(M),

~j (C3)(C2)-==(A7)'~5),

M (C3)(C2)-~==(.\3)(M).

On a d'ailleurs les inégalités A7 < B5, A3 <: B8 les inégalités :nvet'se); ante.neraient seulement des permutations dans les quatre ëgatitcs il suffira donc de démontrer l'exactitude des transformations dans les conditions précitées choi.sissons les égalités

j~j (C8)(C?)-~)=(A7)(B5),

[3] (C3)(C2)-~==(A7)(B5).

ne première diminution du plus faible facteur A7 transforme ces éga!ites et donne (CJ)(CJ))-~==(A7)(B7) et(C,6)(C~)-1=(A7)(B7); unesecondedimiuution faite, par exemple, sur le facteur (A7), donne (C,4)(C,3)–~ == (A7)(B,3 et fCj!))(C,8)–1 ==(A7)(B,3). Des transformations analogues auront lieu pour les égalités [2] et [4], et l'ensemble prouve que !a première combinaison exige ~admission de la troisième.

2'CoMBtNAtsoN..t'-}-a:–t=(A7)(B7), .t-t===(A3)(B3); elle donne huit égalités divisées en deux parties.

rPAMtE. (CO)(C9)-t==(A7)(B7), (C))(CO)-~==(A7)(B7), (C5)(C4)-< =(A7)(B7), (C6)(C5)-1 ==(A7)(B7).

tt'P~Tts. (CO)(C9)–~==(A3)(B3), (Ct)(CO)-1==(A3)(B3), (C5)(C4)-1 = (A3) (B3), (C6)(C5)-< =(A3)(B3).

Diminuons chaque facteur des premiers membres du plus faible des deux facteurs qui constituent les seconds; si on admet (A7) comme le ptus faible facteur d<-


lu première partie, (AH) comme le ptut faible facteur de la deuxiétne partie, on a t" PAMT<E. (C,3~(C,2)-1 ==fA7)(B,5~ (C,4)(C,3)-1 ==(A7)~B.3;, ~8)rc,7) < == (AT; (B,5;, (C.9)(C~) < = ~A7 ) (B,3),

tt' PAH-M. (C,6)(C,7)- < =(A3)(B,7), (C,8)''C,7)–< == (A7)(B,5), (C,2)(C,4 ==(A3)(B,7), (C.3)(C,2)-~ ==(A3)rB~.

t~x seconds tnembres de ces égalités prëseutent, soit directement, soit et) employant la première combinaison, c'est-à-dire indirectement, la ibt'mciinaie indiquée.

3' CoMBttfAtsoN..r'c < ==(A3)(B7); elle donne quatre egatités [~ ] (C2)(C~–1=(A3)(b7),

~J (C4)(C3)–~==(A3)(B7),

[3] (C7):.C6)-')==(A3)(B7), j/.] (C9)(C8)-<==(A3)(B7).

Le raisoMnement fait sur l'égalité [1] indiquera ceux que l'on doit faire sur les autres deux cas peuvent se présenter, selon que le second membre présentera ou la forme A3 <~ B7 ou la forme A3 > B7.

1" CAS. Diminuons chacun des deux membres C2 et C~ du ptus faible des deux facteurs A3, B7, c'est.a.dire de A3; le résultat est (C,9)(C,8)–1==(A3)(B,7); ainsi l'admission de t'égatité ~] exige l'admission d'une égatite dont les nombres sont moins ëtevës et dont le second membre a la forme (K7) (N3) ainsi de suite. 2' CAS. Diminuons chacun des deux nombres C2 et C~ du plus faible des deux facteurs A3, B7, c'est-à-dire de B7 le résultat est (C,5) (C,4)–1 -==(A,7)(B7~ une nouvelle diminution, analogue a la précédente, donne

(C,8)(CJ)-1==(A,3)~5) [G].

Si l'on a A,7 <( B.5, ou si, pour amener cet état, lemme précédent, on a diminué d'un muttiptepair de B,5, t'égatité [G] conserve la forme qu'elle présentait, et ators diminuant de A,7, qui est le plus (aihte (tes deux facteurs, k-


résultat est (C,0)(C,t) 1 == (At7)~B,7); une nouvelle duninution du plus faible des deux facteurs du second membre, de A.7 par exempte, donne le résultat tinat ~C,4)'C:t3)–<==(A,7)(B,3): ainsi, la réalité de l'égalité primitive [~ exige la réalité d'une égalité dont les nombres sont moins étevéset qui est sembtat)te a l'égalité [2], et ou peut démontrer (}ue celle-ci possède une propriété analogue, c'est-à-dire donne une égalité semblable et dont les termes sont moins élevés, ainsi de suite.

Si l'on a A,7 ~> t~5, ou si, pour amener l'égalité inverse, on a diminué d'un multipleimpairde B,5, l'égalité ~C] prend la (brn)e(C~)(C,'2)–1 ===(,\J)(t),5~, lemme précèdent; diminuons de AJ, qui est le plus faible facteur du second membre, le résultat est (C~)'CJ))–1==(AJ)(B,7); une nouvelle diminution du plus faible des deux facteurs A,7 et B,7, par exemple de A,7, donne (CJ), (:,8~–1===(A~(B,7); on ferait sur cette égalité, fjut est régatité primitive [4] ) une remarque semblable à celle qui a été faite dans les deux circonstances qui précèdent.

De l'ensemble des démonstrations faites ou a faire sur le théorème qui nous occupe, on déduit les conclusions suivantes 1" une égalité dont la forme est, soit .t'-)-.r–~ = (A7)';R5), soit ;t-.r–<==(A3)(B5), amène une égalité dont la forme est/–!===(A;K)(B,7); 2° une éganté dont la forme est, soit ,–~=-A7;(B7), soit ~-}-~–')==(A3;(B3), amène une égatité dont la <brme est ;)-–~==~3)'7); 3" une égatité dont la tbrme est t~j'–1==(A3~(B7), amène une égauté dont la forme est absolument la même et dont les nombres sont moins élevés; cette seconde égalité en amène une seconde dont les nombres sont encore moins élevés, mais toujours entiers, ainsi de suite, et la limite est Fêtât positif des nombres 4° le calcul prouve que les nombres entiers positifs faibles par exemple les nombres mférieurs a )00, et dont le chiffre des unités est 3 ou 7, ne peuvent, dans les conditions précitées, vérifier l'égalité proposée; le théorème est donc démontré. CottOLLA.tM. Étant donnée a résoudre en nombres entiers, t'éqnation .c–~==P. et, par suite, t'équation H*–5==P.<, si le nombre P a l'une des formes 5~2, 5<y 3, ta résolution proposée est impossible. TnKORtMf. Etant donnée a résoudre en nombres entiers, l'équation .t-.<;–'t ==P. si le nombre P premier absolu a le chUTre des unités soit 1, soit 9, c'est-à-dire est représenté par l'une des formes ~-{-'t, 5~–'t, la résolution proposée est toujours possible si l'on pose 3r- t ==f<, 4y==~,


l'équation proposée devient M*–5=P. si cette dernière équation est résotubte en nombres entiers, t'équation~-}-.f–1 ===P.a ta même propriété; en effet, dans t'hypotbèse admise, te nombre P~-}-5 est uu carre exact entier; le natttbre « peut toujours être choisi à l'état impair, et, par suite, le nontbre t a la forme 4~ de là le nombre est entier; ainsi, le théorème énoncé sera exact, si nous prouvons la possibilité de résoudre, en nombres entiers et dans les conditions précitées, l'équation M*–5==P.<; or, cette preuve ou recherche doit être précédée de quelques lemmes indispensables.

< LMMt.cËtt~BAL. Si l'on divise par un nombre premier absolu tous les carrés exacts entiers, le nombre des restes minima différents est égal à ––. !e reste de A <~P est égal a celui de –; il suffit donc de considérer les restes donnés par les carrés dont les racines sont inférieures à P; 2° le reste de <~P est égal à celui de de ces deux faits on conclut que le b d "d'm" é" P-1 1 1 nombre des restes minima diucrents n'est pas supérieur à –– or, les carrés exacts entiers 2\ 3', 4' (s)' (a,)' (~–~Y donnent des restes différents admettons, en e<1fet, les deux égalités ~==Py- (o,)*===Py-)- on a, après soustraction (~~–a)(<ï,-}-~)==P.V, égatite finale InadmissiMe par suite des hypothèses M<~P, «t<t nombre P premier absolu; le lemme est donc démontré, et lorsque l'on fera les divisions indiquées, les nombres inférieurs à P seront distribués en deux classes 1 y~ 2" /!OM-c~ 2* LEMME c~tfËRAL. Les faits étant ceux qui ont été établis dans le lemme précédent 1 ° te produit de deux restes est un reste; 2° le produit d'un ~~<? par un non-reste est un non-reste; 3° le produit de deux no/w&f~&f est un reste. <" des égalités <==Py-}- a'===Py,-{-~ on déduit <a,'=P.H-)- 2° Si le nombre r est un reste, et si le nombre r, est un non-reste, le produit r. r, ne p

peut être un reste; en efïet, si de la suite naturelle 2, 3 –g– P–1 on sépare les –– nombres qui sont des restes minima dinerents, et si on multiplie ces nombres par le reste r tous ces produits sont des restes, car on a «*= P~-t- K' = P ./<-}-&; donc, ~'K'== PV -{-& tous les produits seront différents; onaa'R'=P.V-{- ~.w'==P.S-{-c, etc., et l'égalité ~==/c amène l'égalité a'(R–)=P.N ou M'(K-t-m)(R–w)=P.N,


entité que l'état premier du nombre P et les conditions « < P, K <P, w< P tondent inadmissible; d'auteurs, l'égalité K-<=P donne reste de K'== reste dew* ou ~==f. Ainsi, les produits r. r, c, etc., forment l'ensemble de tous les restes; si donc, le nombre r, est un ~fwe~e, le produit r.r, ue peut être égal à un des produits y.6,c, etc.; et, par suite, si le nombre ~.y, était H_)

an 1 le 1.1 restes niiiiinia différents ses-ait supét-ieiii- Ir 1'-1 et un y~/f, te nombre des reste!, minima dinerents serait supérieur a le premier lemme général prouve que cette conclusion est inadmissible*. Le produit de deux /w<<M~- est un reste partageons en deux catégories, 1 l, b P-1 i d 1 b 1." 'P' d. d'un nombre de termes, les nombres entiers inférieurs a P c'est-a'dire formons deux suites

[A] /'<)-?.<“,

[Hj J non-restes ) i

le produit d'un terme de [Aj par chacun des termes de [Aj donne des nombres tous différents, et par suite donne tous les restes; le produit d'un terme de [B] par chacun des termes de [AJ donne des nombres tous différents, et par suite, donne tous les non-restes; si donc le produit de deux non-restes, c'est-u*dire, 1 par exemple, le produit s, donnait un non-reste, ce dernier nombre serait égal à l'un des produits de par l'un des termes, /'“, par exemple, de la suite [A] de ta les égalités ~==PQ+A, VM==PQ.+~ ~-–~)==t' or, le nombre P étant premier absolu, la dernière de ces égalités est inadmissible.

3" L~mB G~ËRAL. r Si le nombre P premier absolu a la forme 4y-t-1, le nombre –'1, ou, plus exactement,'le nombre P– est un reste; 2" si le nombre P premier absolu a la forme 4<y- 3, le nombre + est un reste. Désignons, dans chacun des deux cas, par une racine primitive de P; on aura, rdans le premier cas, < ==P.N, ou (a')*=P.N–~ 2" dans le second cas, <~+'– == P -M, ou (o~+')'== P.M- de ce lemme et du lemme précédent on déduit plusieurs conclusions Le diviseur employé étant premier absolu et de la forme 4~ -}- <, si le nombre est un reste, le nombre –7* sera également un reste, et généralement les Ko/w<M&f seront encore nonDans ce lemme et dans le lemme précédent nous excluons le nombre P== 2, le reste 0.


/W/M en changeant les signes K" le diviseur employé étant premier absolu et de la forme 4y-3~ le changement de signe donne aux restes l'état de /w/<restes, et réciproquement.

Reprenons actuettement notre recherche principale l'équation M'– 5 = P. t sera toujours résotubte en nombres entiers si nous prouvons que, dans les conditions précitées, on peut obtenir un carré exact entier, tel que la division de ce carré par P:=:5y-{-~ ou par P==5~– donne le reste 5. ~CAS. P=:5~t. Choisissons un nombre a intérieur it P, et capable de héritier t'égatité

[M) <–==P.N;

le reste 1 donné par <ï* étant la première reproduction de l'unité, lorsque l'on divise par P les termes de la série a", <t', < etc. de [M], on déduit (a-(a'-}-a'+<t'-}-<ï-~)==P.K,

ou, puisque les nombres «–! et P sont premiers entre eux,

~a'-}-<t-1=P.V ou 4(«'-)-«'+~+a-)-1)=P.S, ou enfin, (2~-)-a-{-2y==P.S-5~, le nombre 5a* est donc un reste; d'aiiteurs, par suite des hypothèses, le facteur <f* appartenant au produit 8«', n'est pas divisible par P, ainsi les nombres a* et 5a' sont des /-c~e.f; donc, Lemme générât 1~ le nombre 5 est un reste. 2'CAS. P==5y-{-4==5Q–1* '<" Soit P un nombre premier absolu, soit r un /f~<?, et par suite soit l'équation M'–r=P. non-résotubteen nombres entiers: considérons enfin l'expression suivante:

r\~

M (.+~

*Le choix de est toujours possible, le nombre P–d étant un muttipte de S, quatt'icme partie, n'iti~.

La rccheMhe actuelle est pour nous un accessoire, la démonstration donne-c dans le texte emploie plusieurs principes ~cnét-aux sur les racines primitives, principes que l'on dcn.ontttdans ta quatrième partie de cet ouvrage, la démonstration actuelle présentée dans le texte est d'ailleurs assez pénible, n'ais e))e est la seule connue, appartient à frange, nous avons du t'abréger! cttc est consignoe dans les ~wow.t /<w/~«- </<- &v/w, ~7S, page 3M.


cette expression, dont te développement est rationne!, sera un multiple exact de P, quelque valeur que l'on donne u f; en eHet, tous les te) met, excepté le premier et le dernier, étant des multiples exacts de P, on peut lui donner la forme

r-~

[B] P.Q+2(P+~}-(~]==M,

soit actuellement le nombre R une racine primitive de P, divisons par P chacun des termes de la suite R", R', R, R~ R" les restes présenteront tous les nombres entiers inférieurs à P, donc présenteront le reste r, lequel correspondra à un terme RI dont l'exposant est impair; car, dans le cas contraire, t'équation ~– r==P./ serait résoluble en nombres entiers, mais le nombre R est une racine primitive de P, le nombre h est impair; donc, on a t'égatité ~ti.i·

R~==PV–~ ou r~=P.K–t;

donc enfin

[C] .~=PH~;

on a aussi, ?%<<~M<& ff/v/M~, n'' i09, t'ëgatité ~'–1 ==P.S, ou [D] ~==P.S-{-

des trois égalités [B], [C], [D], on déduit l'égalité

~=M==P.N; i

2*' dans l'équation [E~, l'indéterminée aura P dimensions et tous les nombres 0, 1, 2, 3. P–'l seront des solutions de x, soit e un diviseur de P4- l'expression~1~ que nous représentons par M, sera rationnelle, présentera c–1 dimensions, et les règles ordinaires de l'analyse prouvent que M est divisible par M,; or, il est certain qu'il y a e–~ valeurs qui rendent M, divisible par P, soit en enetM=M,.L, aura dans L, p–< dimensions, et, par conséquent, l'équation indéterminée L,=P.Z présentera au plus P–e4-1 1 valeurs réellement différentes applicables à x, d'où il suit que les e–~ autres Quatrième partie n" HS.


nombres pris dans la séné 0, <, 2, 3, P–~ seront applicables u t'équatiou M,==P.L'; 3'donnons maintenant au nombre P la forme 5~4, soit <?==&, soit un non-reste, soit enfin le nombre « détermina de manière à rendre divisible par P l'expression ~T~ cette détermination est toujuuf.

possible, paragraphe précèdent, et l'expression devient

~+20a'}-2~' ou 2[(/-+~–20~],

on a donc l'égalité (/}-So'/=P.T-)-5(4<t'); en d'autres termes, 5(4M') est un reste, d'ailleurs le nombre 4a' n'étant pas divisible par P, puisque a ne peut et) e divisible par P, il est manifeste, 2'Iemme généra!, que le nombre 5 est un reste. ÉQUATION. 2<f 1 = P.

T~OHÈME. Étant donné à résoudre, en nombres entiers, l'équation ~-}-2.F–~=P.

si le nombre P, premier absolu, présente l'une des formes 8~1, 8~– la résolution proposée est toujours possible l'hypothèse ;r-}-1==M donne à l'équation proposée la forme M*–2==P. on peut donc faire les raisonnements sur cette dernière équation; en d'autres termes, on doit démontrer que, dans les conditions indiquées, un carré exact entier divisé par le nombre P, donne le reste 2.

4'~CAS. P=8y-)- Soit le nombre a une racine primitive de P, on a ~-t-~=P.~ou (~-t-~)'==P.2,< ainsi le nombre 2.a" est un reste; or, le nombre a' non-divisibte par P, est un reste; donc, 2' lemme généra!, 2 est aussi un /w~.

2'CAS. P=8y– c'est-à-dire P==8~-}-7. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation M*–2==P. si on fait le calcul en substituant successivement à P des nombres premiers peu élevés, et de la forme 8y-}-3,8~5 par exemple, des nombres inférieurs il 4 00 ce calcul prouve que, dans ces conditions, la résolution proposée est impossible; or, la loi déduite de cette induction est générale remarquons d'abord que les nombres représentés par 8y-{-< ou par8~-}-7 ne peuvent donner que des produits ayant l'une ou


l'autre de ces deux mêmes formes; par conséquent, tout produit représenté par ~<3 ou par 8~5, renferme nécessairement un facteur premier ayant l'une ou l'autre de ces dernières (ormes; ces faits établis, si la toi précitée n'est pas générale, des nombres premiers t\ supérieurs a t00, et dans les (ormes indicluécs 8<(-3, 8<y-j, donneroot des équations résolubles; le plus petit de ces nombres étant représenté par P., on aura l'équation résoluble «'–2==P, et si, parmi les valeurs de u, on choisit, ce qui est permis*, ta valeur M, impaire et inférieure a P,, on aura l'égalité ('<.)'–2== P, qui donnera t'état suivant; la terme de («J'sera 8y-)-t donc, cette de P,~ sera 8~7; par suite, celle de~, sera 8~-)-3 ou 8<y-)-5, selon que celle de P, sera 8y-)-5 ou 8y-)-3; ainsi dans les conditions premières constatées, la vérincation de l'égalité (M,y–2==P~ aurait lieu, le nombre~ dont la forme est 8<3 ou 8~-{-5, étant inférieur :) P~ et cela par suite de l'inégalité M)<P); or, cette infériorité de et t'ttypotttese première, le nombre P, minimum, impliquent contradiction; la loi précitée est donc générale, si le nombre P premier présente l'une des formes 8~-j-3, 8~-{-5, la résolution, en nombres entiers, det'équation proposée est impossible; concluons aussi que le nombre +2 étant alors un /:o/<<c, il est certain, lemmes généraux, que le nombre -2 est ')° reste si l'on a P==8y-{-3; non/'c~e si l'on a P==8~-}-5.

Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation M*-)-2==P. si l'on substitue successivement à P des nombres premiers peu élevés, et de l'une des formes 8~-5, 8<y– des nombres inférieurs à 100 par exemple, un calcul préliminaire analogue au précédent, prouve que la résolution des équations proposées est impossible la loi déduite de cette induction est générale; constatons d'abord que tout produit de la forme 8y-}-5, 8y–~ renferme nécessairement un facteur premier de l'une de ces mêmes formes, par conséquent, si notre induction est inexacte, des nombres P, supérieurs a 100 et ayant l'une des formes 8y-{- 5, 8~–-1, donneront des équations résolubles; le plus faible de ces nombres étant P, on aura l'égalité (M,)'-{-2==?, le nombre u, étant impair et inférieur à P, or, cette égalité donnera a la forme 8<y-5, si P, a la (orme 8~– < 2" la forme 8~–<, si P, a la forme 8<y-t; 3° une valeur inférieure à P, ainsi le nombre P, n'aurait pas l'état minimum exigé par l'hypothèse primitive; la loi précitée est donc générale et, par suite des iemmes généraux, concluons que le nombre –2 étant un w/w&~c, on est certain que Fonnutes générales de t'equatton .t' r= P..y, n* SO.


le nombre -2 est 1" mt /!f/<<? lorsque l'on a P=8~5; 2' un tors<}ue l'on a P==8y–'t, et cette dernière conclusion prouve l'exactitude du deuxième CM*.

ÉQUATtON +8== P.

Tu~oR~ME. Étant donnée à résoudre, en nontt~'es entiers, t'équation .2.t-8==P. si le nombre P premier absolu présente t une des formes 7~-)-3, 7~5, 7<y-)-u, la résolution proposée est toujours impossible; en effet, i'bypothese -r-~ ==«, donne a t'equation proposée la fortne M*-}-7==P. on peut donc faire le raisonnement sur cette dernière équation; o)', )" tout carre exact entier, augmenté de 7, c'est-à-dire «'-+-7 ne peut donner un carré exact entier, excepté lorsque l'on a l'égalité M==~; 2" si dansFégatité M'-(-7==P./ on substitue successivement à P des nombres peu élevés, inférieurs à < 00, par exempte, et ayant l'une des (ormes 7~-)-3, 7y+5, 7y-{-6; on reconnatt que chaque nombre entier M'-}-7 ne peut être décomposé en deux facteurs présentant l'un des états simultanés

[E] 7~.7~, 7~.7~-3, 7/7y+5, 7/<.7y+6, 7~+3.7~+3, 7/<+3.7</+r,, 7~3.7y-(-6, 7~+5.7~+5, 7/<+5.7~-6, 7/)-6.7y+6, la loi déduite de cette dernière induction est générate; soit, en effet, t'égaiité suivante entre des nombres entiers

[FJ ] (7/<+~+7==(7?+~+&).

Admettons l'inexactitude de t'égatité 7<y-t-~===7y-t-~ admettons aussi que les nombres « et présentent l'un des groupes [E], et que le nombre onre un des deux états exigés par les hypothèses attribuées a a et a b, si on diminue le nombre 7~ du plus pe)it des deux nombres 7~a, 7/~A, par exempte, de 7~+a le résultat est (7N+/-–{-7==(7~+~[7H-}-~+~-2/-)] et le Les démonstrations relatives à l'équation ~+ a-f i = P.~ pourraient ctM remplaci-es, partiellement du moins, par des considérations analogues à celles qui ont été utiles dans ('équation .t*-t-.r–t=P..); nous avons cru devoir maintenir cette vanëte d'aperçus qui montre que le sujet n'est certes pas épuisé; remarquons aussi que le mode actuel est analogue à celui qui sera présente ci-après, et rotatif aux équations

~'+2~+8==P. 3~+2r–3=P. ~+3~–&==P.

Nous excluons, t" le nombre premier -7 dans l'exemple actuel le nombre premier~ î dans t'exempte ~-}- 3~–8 ==?..)'.


second membre offre un des états représentes {K) or, si on forme le tableau de toutes les permutations convenables que peuvent éprouver les noHtbt'es «, A, de manicre que chaque première égalité présente un des états [E), la pré.miere transformation opérée dans chaque égalité amène une autre égalité, dont le second membre est un des groupes [E], on est donc certain qu'âpres un nombre suffisant de transformations semblables, toute égalité hypothétique donnée entre des nombres élevés, créerait une égatité analogue, mais assurément inexacte, puisclue l'un des facteurs du second membre serait intérieur au nombre 100, limite assigné au fait numérique primitif. Concluons si on divise tous les carrés exacts entiers par un nombre premier absolu, dont la forme est 7<y-)-3 ou 7<y-(-5, ou 7<?-{-6, te nombre–< est un Mo/we~e, et par suite des lemmes généraux, on a le résumé suivant le nombre -7 est un non-resle pour les nombres premiers ayant t'une des <brmes 7<3,7y-~ 7y-t-6; le nombre -t-7 est un /Mw.<M<c pour les nombres premiers dont t'état 4A-t-< est uni il l'un des états 7<y+3, 7~5, 7~6, c'est-à-dire pour les nombres 28y-}-<7, 28<y-)-5, 28<y-(-'t3; le nombre -7 est un r<?~ pour tes nombres premiers dont t'état 4~3 est uni a l'un des états 7~-t-3, 7~+5, 7~+6, c'est-à-dire pour les nombres 28~3, 28~-}-~9, 28~–1.

ÉQt.'AT)ON 3~-{-2~-–3==P.

L'égatité 3~==M donne à cette équation la forme «*–~0=P. LEMMB. Les nombres premiers*, mis sous la forme 40'y-A peuvent être divisés en deux séries.

r sÉRiE, 40y- 40y-t-3, 40~-}-9, 40~+~3, 40~+27, 40y-t-31, 40y-}-37, 40~+39.

2'sËmE, 40y+7, 40~+K, 40~+~7, 40y-<9, 40q+21, 40<y-t-23, 40~-{-29, 40~33.

Ce partage fait naitre plusieurs remarques qui ont leur utilité et dont un simple calcul démontre l'exactitude: <" le produit de deux facteurs appartenant à la même série, est un nombre de la première série; 2" le produit de deux facNous omettons )e nombre premier! lequel amène une sorte d'anomatiedanst'etudeaetueOe, toutefois, remarquons que les équations de la forme «'–<0 ==!<, constituent une classe restreinte qui n'apporte aux principes démontrés dans le texte, que des modincations légères, sur tesquettes nous avons cru seulement devoir appeler l'attention du lecteur.


leurs non placés dans la métue série, est un nombre de la deuxième série; 3* le carré de l'un des facteurs précités, ou plus généralement le carré de tout nombre impair dont le chiffre des unités est étranger à 5, a l'une des formes 40~t, 40~-}-9; est donc un nombre de la première série. ÏH~ott~MB. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation M'–0=P.si on fait le calcul en substituant ù P des nombres peu élevés, par exemple inférieurs à 00, et présentant l'une des formes de la seconde série, le calcul prouve qu'après chaque substitution la résolution en nombres entiers est impossible, or cette loi est générale; remarquons d'abord que les nombres de la première série ne peuvent donner que des produits ayant l'une des formes de cette série, par conséquent tout produit représenté par un nombre de la deuxième série renferme nécessairement un facteur ayant l'une des formes indiquées dans cette même seconde série; ces faits établis, si la loi d'induction précitée n'est pas générale, des nombres P supérieurs à 100, et dans les (ormes de ta seconde série donneront des équations «*–<0==P.~ résolubles eu nombres entiers; le plus petit de ces nombres étant représenté par P,, on aura l'équation résoluble «*–10==P, et si parmi les valeurs de « on choisit, ce qui est permis, la valeur M, impaire et inférieure a P,, on aura t'éganté (M,)*–~0==P~, et i'inéganté <; P,; admettons provisoirement que le chiffre des unités de u, soit étranger au chiffre 8; dans ces conditions le nombre («,)' présente, lemme précédent, l'une des deux formes 40y-}- 40~9, ft par suite le nombre («,)*–10, c'est-à-dire le produit ?,< présente dans le même ordre l'une des formes 40~3~, 40~-{-39; le produit appartient donc à la première série, mais le facteur P, de ce produit appartient aia seconde série, par conséquent l'autre facteur ?, est placé dans cette même seconde série, et donne une équation M*–~0==P.~ réso)ub!e en nombres entiers et dans laquelle ~==< conclusion inadmissible par suite de t'état minimum hypothétique attribué à P,; et si actuellement nous démontrons que t'état 5 attribué au chiffre des unités de «, ne modifie pas les conclusions contradictoires précitées, le théorème actuel sera démontré; or, soit l'égalité Mj=='t0~-)-5, on a alors les trois égalités

[A] M, ==10H-}-

M f«,)'–t0=5p0~+~+3],

M («~==!


Si, à /< et dans t'égatité [B], un substitue successivement les nombres constituant la suite naturelle <, 2, 3, etc., les résuttats affectent la (orme unique u(4UN-{-3), laquelle, lorsque le nombre est multiple de 3, peut être considérée comme présentant soit l'état primitif, soit un état nouveau <5(40M~-1); finalement l'égalité [B] ne peut, dans les conditions actuelles, avoir que les deux formes !)(40N-3), ~5(4()M-~), lesquelles formes, substituées dana l'égalité [C], donnent

[D] (M,)'–!0=5(40N+3)=P,~

fE] ~,)'– == 15(40M + = Pz.

).e raisonnement étant le même dans les deux cas, adoptons l'égalité [E] <" le nombre 40M-t ne peut être premier puisqu'il doit présenter te facteur P,, lequel est supérieur à 15; 2" ce même nombre 40M-{-<, appartenant à la première série, devant présenter le facteur P,, nombre de la seconde série, doit donc, lemme précédent, avoir un autre facteur nombre de cette même seconde série, de lia f'égatité40M-~ ==P~ d'ailleurs, les nombres M,, P,, s de l'égalité {E] obéissent aux inégalités M,<~P,, j:<~P,, le nombre li, de t'égalité 40M-t-~ ==P~, obéit ~o~/o/ à t'inégauté ~,<:P,; ainsi le nombre inférieur à P,, lié à la série de P,, donne une équation (M.)'–~0==~(t5P,) résotubte en nombres entiers; on retrouve donc la contradiction déjà indiquée. Concluons de l'ensemble du paragraphe actuel que, si le nombre P présente l'une des formes de la seconde série, la résolution en nombres entiers de l'équation M*– 10 = P. t est impossible; concluons aussi que le nombre -{- 0 0 étant alors un ~u~-rc~, il est certain, lemmes généraux du numéro actuel, que le nombre –10 est, 1 un reste si le nombre P a l'une des (ormes 40y-{-7, 40y-{-H, 40~9, 40y-)-23; 2° un non-reste si le nombre P a l'une des formes 40y+~7, 40y-}-2~, 40~+29, 40y-)-33.

Les raisonnements présentés dans les paragraphes précédents, peuvent recevoir une grande extension, peuvent être appliqués à un nombre notable d'équations incomplètes et indéterminées du second degré à deux inconnues; l'application qui suit pourra guider ceux qui voudront approfondir ces recherches curieuses; unie par un lien intime à cette qui est relative à l'équation .t*2~-)-8=P. nous avons du la présenter d'une manière ttès-abrégée, laissant au lecteur le soin d'apporter les dévetoppements quine nous paraissent pas indispensables.


ÉQUM!<M..K* 3;t –2 = P.

L'égalité ~3==t< donne à cette équation la forme «'–<7==P. et si les nombres premiers sont, f désignés par la forme ~7<y-K; 2'* divisés en deux séries

~SKfuE. ')7~+<, <7?+2, 17?+4, ~7?+8, 17~+9, ~7?+~, 17~+15, ~7~+IC.

2'SENfE. ~+3, ~7~+5, <7y+C, Hy+7, 17~+~U, 47?+H, ny+<2, 47y+~,

on déduit de cette subdivision plusieurs faits, < le produit de deux facteurs même égaux appartenant a la même série, est un nombre de la première série; 2" le produit de deux facteurs non placés dans la même série est un nombre de la deuxième série; 3° le carré d'un nombre entier ne peut, après diminution de 7, donner un nombre qui soit le produit de deux facteurs de la deuxième série; ce dernier fait peut être vérifié par le calcul pour des nombres inférieurs à une limite, à 100, par exemple, or il est général; admettons, en effet, que pour des nombres supérieurs à la limite précitée, on ait l'égalité (~–17==(~+a)(17/).

Après avoir remarqué que l'égalité ~7~a==~7p~-A est inadmissible, excepté pour l'bypotbèse M =9, soit17<j'+c<17/{- admettons que les nombres a et présentent un des groupes de la seconde série et que le nombre K offre un des deux états exigés par les hypothèses faites sur a et sur &; si on diminue le nombre 7A-~ du nombre < 7y-)-a, cette transformation amène une autre égalité dont le second membre est un des groupes de la secondesérie; on est donc certain qu'après un nombre suffisant de transformations, toute égalité hypothétique analogue entre des nombres élevés, créerait une égalité analogue, mais assurément inexacte, puisque l'un des facteurs du second membre serait inférieur au nombre 108, limite assignée au fait numérique primitif; concluons de là que si on divise tous les carrés exacts entiers par un nombre premier absolu dont la forme est

<7~, 17y+5, t7~C, ~+7, 17~0, 17~-H, 17~2, ~+t4,


te nombre + n est un H«M. et, par suite des temmes généraux 2 et 3 du numéro actuel, 1" te nombre -)-17 est un /wM.c~ des nombres premiers ~+3, t7~+5, ~7~+6, ~7?+7, <7~0, ~+~ )7~+t2, ~7~4; 2" te nombre –'47 est aussi un ~wt-~<<' pour les nombres dont ta forme est 68~-5, 68~+29, 68~+37, 68y-pW, 68~+45, 68~57, 68y+6t, 68y-f-65; 3" te nombre– n est ~~c pour les nombres dont ta forme est 68~-3, 68~+7, 68~+~, 88~+23, 68~+27, 08~3t, 88y+39, C8y+63. De l'examen des faits consignés dans tout te numéro actuel on déduit te résumé suivant

Sont résotubtes en nombres entiers, le nombre P premier absolu Les équations «'3 ==P.~ si te nombre P présente ta forme 3y-}.<; 2° Les équations <(*–3==P. si te nombre P a simultanément les formes + + c'est-à-dire a ta forme t2y-~

Les équations «' 5 = P si te nombre P a l'une des formes, 8y ~–<;

4° Les équations «*+5=P.~ si te nombre P a simultanément tes (ormes 5~3 et4y-}-3, ou les formes 5<?-(-2, 4<y-)-3, c'est-à-dire aFune des formes 20<?+3, 20~+7;

a° Les équations ~–2==P. si le nombre P a l'une des formes 8~ 8~-1;

6" Les équations «'-(-2 ==P.~ si te nombre P a l'une des formes 8<?4-3, 8?-H;

Les équations M'–7=P. si te nombre P a t'une des formes 28y-{-3, 28~9, 28~–

Les équations M*-}-10 ==P. si te nombre P a l'une des formes 4(~7, 40~+~t, 40y-t-~9, 40~+23;

Les équations M'7==P. si te nombre P a l'une des formes 68y-(-3, 88~+7, 68~+1~ 68~+23, 68y+27, 68~-}-3t, 68~+39,68~+63.


Sont non-résotubtes en nombres entiers, le nombre P premier absoh) Les équations «'-(-3==P. si le nombre P a la forme 3y-t-2; 2° Les équations «* 3 == P. si le nombre P a la forme 12y 5 ¡ 3° Les équations M*–5 ==?. si le nombre P a l'une des formes Sy-2, 5~+3;

4" Les équations M'5==P. si le nombre P a l'une des tbrmes20~ 20~-(-~9;

5° Les équations <<*–2=P. si le nombre P a l'une des formes 8y-)-3, ~+5;

6" Les équations «*-)-2 ==?. si le nombre P a l'une des formes 8y-5, ~+7; 3

7" Les équations M'-)-7=P. si le nombre P a l'une des formes 7y-)-3, 7~+8, 7y+6;

8° Les équations «*–7==P. si le nombre P a l'une des formes 28~5, 28y+43, 28q+17;

U" Les équations M'–<0=P.si!e nombre? a !'une des formes 4~-{-7, t 40~-t- My-t-n, 40y-}-19, 40y-}-2<, 40y+23, 40~+29, 40~+33~ <0''Les équations «'-{-10==?. si le nombre P a l'une des formes 40y-}-~7, 40y-)-2<, 40q+29, 40y+33;

< r Les équations «*– ~7==P. si le nombre P a J'une des formes < 7y-3, ~+5, <7y+6~ <7?+7, 17~-t-<0, ~7y+~, 't7y+~2, 17~+14; 12° Les équations «*17==P. si le nombre P a l'une des formes G8y-}-5, 68~+29, 68~+37, 68~4<, 68~+45, 68y-)-57, 68y-}-6t,68~-}-65. Ces principes offrent quelques conséquences utiles, mais ces conséquences, mieux placées là où e!tes ont leur utilité, seront exposées dans l'étude sur ies racines primitives, étude intimement liée et qui fait suite au traite actuel. EXEMPLES NUMÉRIQUES SUR LES ËQUATMNS ÏNCOMPH-~ES ET JND&rEBMINM-:S DU SECOND UËGRË A DEUX tNCOmUES.

~}!. Les trois séries d'exemples qui terminent cet ouvrage n'ajoutent rien aux raisonnements, mais peuvent ajouter de la clarté aux explications la première série donne un système-solution applicable a l'équation .r*31~241 ==?. au nombre P on a substitué successivement la suite des nombres premiers 3, 5, 7, 11, etc., compris entre 1 et 1000, en conservant ceux qui donnent une


'-quation résoluble en nombres entiers; les tableaux II et V, n" i5 et i9 ont <~ emptoyéit; la secoure série donne un système-solution applicable ù l'équation .5f~)-8G9=P./ au nombre P on a substitue successivement les nombres premiers compris entre ~00" et 2000, en conservant ceux (lui donnent une équation résoluble en nombres entiers; la troisième série donne une solution de l'équation ~-}-==52~ au nombre /-on a substitué successivement la suite naturelle 1, 2, 3, etc., en conservant les nombres (lui donnent une équation résoluble en nombres entiers le tableau Vu, n" 46, a été employé dans cette dernière série.

L'observation consignée page ~04 a indique le lien qui unit l'équation ~+3) .c-t-24<=P.~ a l'équation X'+X+I~P.Y; or, sil'on remarque que l'égalité X==.c–30 donne à l'égalité ;t'-}-59;c-}-869==P. la forme X*-)-X–1 =P.Y, il est manifeste qu'une relation analogue à la rotation précédente a lieu entre les deux derniers groupes d'équations, et donne les conséquences pareilles à celles que nous avons indiquées dans la page précitée. La troisième série d'exemples numériques peut, si besoin est, offrir une preuve semblable à celle que nous donnons dans les deux groupes précédents; consta.tons d'abord que nous avons du, pour l'ensemble d'exemples ;<==52~, suivre avec sévérité la méthode de résolutions donnée dans la première partie 'iu traité actuel, espérant ainsi éclairer quelques points théoriques sur lesquels nos efforts n'avaient point amené sans doute toute la ctat'të nécessaire; nous avons du poser la question eu ces termes, si on a entre des nombres entiers l'égalité .c*-t- r= P. le nombre P premier, la connaissance des nombres P et r doit amener celle du nombre et par suite cette du nombre x; mais dans la troisième série de nos exemples numériques, la question est particulière, peut être modifiée comme suit; la connaissance des nombres P et~- peut-elle amener celle du nombre r, et par suite celle du nombre x or, il est manifeste que le nombre P étant particularisé on peut indiquer directement tous les nombres correspondants à un nombre assigné à en effet, dans les conditions stipulées, admettonsrégatité~==~; 1'Tégatité P.A==R'-}-j montre que le nombre appartient à la lettre 2° l'égalité P. /<==(R.–)-(.r-)-2~R–M') montre que le remplacement successif de la lettre n par les nombres naturels t, 2, 3, etc., donne tous les nombres entiers appartenant à r, et correspondant au nombre h assigné a


DEUXtËME PARTIE.

RESOLUTION DE L'ÉQUATif~ <2~-}-c/'==M.

M. Cette recherche sera divisée en deux chapitres, selon que les nombres x, constituant une solution, sont premiers ou non premiers entre eux. CHAPITRE PREMIER.

RECHERCHE DE LA SOLUTION ;r==/M, ~==~ (tes nombres m et /< premiers entre eux, 54. La connaissance d'un système-solution .r=m, ~*==~, dans les conditions citées, est une suite de la résolution de l'équation auxiliaire ~*–(~–ac)==M. en effet, si le système .c==/K, ~-==/: est une solution de l'équation primitive, et si deux nombres entiers et v vérifient l'équation toujours résoluble ~M-(-==<, un simple calcul prouve l'exactitude de t'égauté suivante [A] ~(M<'+/!f)–t(Ma+<!&)]'–f&'–~)'!tM+<~)'=(~'+2~/)+'V<')'–M~+r~, ou si l'on pose

~M')–~(wM-)=!, <–2<p-)-~==~, ~*–~c==D. l'égalité devient

~BJ J (~–U=M..t.

La proposition réciproque n'est pas toujours exacte et par conséquent ou devra parmi les solutions entières de l'équation [B], reconnaitre celles qui ont un système correspondant .f==/K,~==M, lequel système est la solution de t'équation primitive; si cette correspondance a lieu pour une solution de


l'équation auxiliaire.–t)==:M. nous dirons que le système .f==m, /==a est M/~f~M/~ a ta solution <=~, j ==~ de l'équation !*–D=M.j. )~ nombre des solutions entières de l'équation j<M-v.==~ est illimité, mais parmi ces solutions, il suffit de soumettt'e à fessai celles qui correspondent, dans l'équation ~'–D=M.~ à des valeurs de non supérieures à ~i car, si une de ces dernières, < par exemple', donne un système ~==/M,==/< de l'équation primitive proposée, la valeur ±:M. solution de donnera le même système pour l'équation première; en eftet, les solutions jt et v de t'equa. tion jt.{-~==1 étant représentées par les formules (~==~±;H. ~,==:~q: remptacons dans l'équation [A] les nombres (t et v par les nombres et v,, on a L' ± ~(/~ -)-w) –(n :p~(/M« /~]'– (~–<fc)[M(M ± -)- /<(< =pMf)]

==(ftm'-t-MmM-)-c~')[f<(~q=Mf)'–3t(!t±~)(<qpM~f(jjt±~)'], 1

ou

[<t(/~ -}- /!<-) ~(Ma ~) ± <(<!?' -f. 2~<! <)*]' (A* <!fX)< +~ /!)

= (<!W' -t-2~W<+C/) j<M'–8~ +t-jt'+ 2~(C!~ -t-w)–y(MN+~])

ou

(t,±'M.<)'–D=M[j,±~±:M.f); ¡

Ainsi le système .r==/M, ~==/! de l'équation primitive, système correspondant à la solution de l'équation [B] et solution non supérieure à sera le système correspondant aux solutions ~,d= M. t de la même équation [B]. Le calcul précédent prouve que si l'on veut obtenir un système-solution .t-=w, /==? de l'équation <M~2&r/{-c~'=M, les nombres met n étant entiers et en outre premiers entre eux, cette recherche devra être précédée de celles des solutions entières et non supérieures a de l'équation auxiliaire 2'–D==M.<f; or, les solutions mathématiques sont nécessairement subordon*nées à des propriétés que doivent avoir les quantités données, car ces quantités sont parties intégrantes des questions eltes-mémes ces propriétés particulières des grandeurs données sont telles, que les essais peuvent seuls en constater la réalité; sans doute la théorie régularise la marche de ces essais, dont elle peut diminuer mais non anéantir le nombre; on peut affirmer que jusqu'ici la résolution de l'équation ~–D=M. ou comme cette résolution a été indiquée par G<!«.M, la connaissance des résidus quadratiques était un simple


fait du, eti générât, au hasard des essais non méthodiques* ta donnaient quelquefbis, mais le plus souvent étaient inutiles. Dans la première partie de f:f traité, nous croyons avoir démontré que le nombre des essais, limité évidemment jusqu'ici par le nombre essais par conséquent presque toujours interminables, que ce nombre devait être limité, dans le cas le plus défavorable, le nombre M premier, par c'est-à-dire par te premier quart du nombre des essais antérieurs.

Mit. L~recherchesqui suivent ont pour but d'examiner les relations qui peuvent avoir lieu entre une solution de i'équation ~'–!)==M.f et une solution de l'équation proposée, t'examen de ces relations est subordonné à celui des trinômes* examen pénibte, sans doute, mais examen que les travaux des géomètres uni pleinement éclairé nous devions peut-être, pour ces recherches, nous reporter complètement à celles qui ont occupé particulièrement Gauss; mais nous avons cédé au désir de présenter un traité complet d'analyse indéterminée du second degré à deux inconnues, traité dont on n'a donné jusqu'ici que des fragments plus ou moins étendus; nous avons cédé a l'espoir de rendre plus accessible cc genre de recherches en simplifiant ou même en changeant plusieurs démonstrations, et surtout en supprimant les notations adoptées par Gauss; d'aitteurss'it ne nous a pas été donné d'être entièrement neuf dans cette partie, nous croyons avoir bien mérité de la science en rendant cet exposé plus méthodique, plus rapide; enfin ce serait même avoir été utile que de provoquer de nouvelles recherches sur cette partie importante et ardue de l'étude des nombres.

On désigne quelquefois par le mot w~A<'<A' un ensemble d'essais dont le nombre est limité essais qui prouvent la possibilité ou l'impossibilité de remptu' les conditions posées dans une question mathématique les essais successifs des nombres entiers compris entre 0 et indiquent, i) c-.t. vrai', l'existence ou ta non-existence d'une valeur de Z, applicable à t'cquation Z* -{- A == P. par conséquent, le procédé connu e~t méthodique; néanmoins nous eroyon:, que la dénnition précédentedu mot méthode, définition vraie en générai, peut devenir inexacte lorsque la limite des essais apparait d'elle même, ou du moins est le résultat d'un examen très-superficie) de la question deux nombres A et B étant donnés, si l'on s'est assure que le plus faibtc, B, par exemple, ne divise pas exactement le plus étevc A, la recherche du plus grand diviseur commun à ces deux nombres peut avuir lieu par des essais successifs, faits avec la suite naturelle des nombres, suite limitée par la moitié de B, ce moyen mérite-t-il le nom de mc~o< Au met./owtc, adopté par Gauss, nous substituons le mot plus logique et ancien twtOmf


KXAM)-))MPK()PHIt'TKS(;).f-:)t\).f.StJ):S'i-)U\()\jKS))( SM:(t\-)) )))-:(,)():. JM.ous désignons sous tenon (te /wj (/M .t<~«/«/ </<< ou simptctm'ut de //7//<w/t-.), tes fonctions représentées par te potyuone ~.t' ) -4-(; (es tK'n)t)t'esf<, ~,(- étant entiers, te" nombres .t,étant indéterminés. Uet'étudt' des propriétés des trinômes, on peut deduin. sau)'k's pxct'))tio))s (llll cotntx-ennent toute la partie p~t-cdcutc, et le dt't-nk-)' chapittf dcn~U'L'tn~iutm'~o-tn', ou peut déduire une solutiuu eu notnbt'es L-utiet-s d'tnu' cquation dit secund (tcgr< ,1 -tdt-uxhtconuues; nous rcj)rL'scnterons toujours le tnn6n)c~}-'2~')-~(~pa) ) expression numérique (~, < quand ii ne s'agira pas des tndctcrnfinecs .t- t't atnst ce symbote M, c) désignera la somme de trois partn's, )" le produit d un uo)n))re entier par le carre d'une quunUtc indetct-tninec; 2" le doubte produit de par cette indetemunec muttipiit'e par une seconde; :;° le produit ile r parie can-e de cette secouue indeterntinec; pat- exemple (2, U, t-ept-escute ~.t' c'est-à-dire ie double d'un carre ajoute au triptf d'un autre carre. Les principates propriétés du trinôme («, A, <[ependent de la va!eu)et du signe déjà quantité ~–w- déjà indiquée, quantité que nous nommerons avec~auss, /~<7/«7~ et que nous indiquerons, en gênera), par ta tcttre D; enfin, nous remarquerons que dans toute l'étude qui suit, le nombre D n'est pas nul.

Si le trinôme !“==(«, t- dont les indéterminées sont .< peut être changé en un autre, F,==(~ <) dont les indétern)inées sont en substituant :t-,<.t a j:, k-svatcurs ~,=~<,+~ ,=.+~, tes nom.hres x. étant entiers, nous dirons que ~e /eM«' /n'/<w t\, /'f'/</c/-w<- /e .ipc«/«/ ~Mf<~<e F,, ou qu'il y a </WM/wwM//fw J~ /~ww y/w~wc e/l /e.fef-fWf/ ou, entit), que /c/w/c/' ~/Y'w<cfv'f/<)c('~w/; soit'nt les deux trinômes F..==~ F,==~, ~), les indéterminées étant pour le premter .<“ ): pour le second .t' si le premier trinôme rentermt; le second, on a les trois égalités hypothétiques

·; i L

~+M.(~+<(~==f< '+~}-r~=~, ~/+2~~+~j-==r.

de lit on déduit

tAj (~=[(~(~


ainsi le Déterminant du second trinôme a le signe, et est un multiple du second.

t<es transformations de F., en t', seront eu généra) nombreuses, et auront lieu par les divers systèmes

~==«~+~ ~=<+~ .~==~+~ .~===x~,+~ ~==-+~ ~.==7.~+~ ~='r~+~ /.==~+~ on aura alors la suite d'égalités

~e, == ~)'–~c~~– (~)'==[~)']-«~ ~.)'==[(~J(~J. ·

Les ~<ï/y~wM ~ew~M seront ceUes qui donneront le même signe aux nombres «~– ~~–Pt')') ~A–~) y au~ <c deux espèces de transformations semblables, mais nous étudierons plus particutif rement celtes qui donnent le signe positif aux nombres précités. Si le trinôme Ft==(~ c.) devient le trinôme I\==(~ c,) par la substitution des valeurs ~'t==<t-t-==~<{-t on P" ce changement i'égaute

[B] ~)'=[~)'] r~- ~~)"; i

si, en outre, les trinômes F, et F; présentent la relation suivante; si les nombres «“, ): ')'“, exacts pour cette dernière transformation, sont ceux qui sont nécessaires pour la transformation précédente, c'est-à-dire s'il y a entre les deux trinômes F. et F, transformation réciproque, des égalités [A] et [B] on déduit (~–)'==~; de ta ~–==-±:~ l'un des trinômes est alors c<w/<'MM <AM.f /M/c, les Déterminants sont égaux; nous dirons alors que ces trinômes sont f~H/(~& cette égalité des Déterminants est une condition nécessaire pour l'équivalence des trinômes, mais ette n'est pas suffisante t'égatité e:~–)',==±~ montre, comme nous l'avons dit, que chacune des transformations indiquées peut avoir lieu de deux manières: de là les distinctions, trinômes ~wo~/Mf~ et //H/)/'<eM<?/~ équivalents, transformations /~<yw et //K/o/< selon que le signe du nombre ct.~–j~. est positif ou est négatif; ces deux états ont été, pour la première fois, parfaitement


caractcrtses par Gauss; mais, comme le dit cet auteur, le second est utile dans quelques recherches délicates, et nous avons cru devoir faciliter notre expose en le supprimant d'une manière à peu près complète; ainsi, dans cette théorie, ~<M- <M~ t~M/</N/C/<~ auront leurs ~<~CW</Mf</<~ f~HtM- et (~ Mf~e signe; par <.WM~MC/</ /'«? /'f/e~~ /'«M~'C, Ct /f< ~'«H~a~M /'MH en /'M<<~<' ««M/MM/M x.==<(.<,+~y,, y.=~x,-}-~y,MW~~<(.,[i. ~~« ~–~===~-t.

?7. TH~oRÈMB. Si le trinôme F.=(~ c.) renferme le trinôme F,=(a, c,), et si le trinôme F,==(~, c.) renferme le trinôme F,==(~, c,), le premier tnnôme F. renferme le troisième F,.

Si les lettres xo, -r, .c, désignent par ordre les indéterminées des trinômes F., F,, F,, on est certain 10 que F. devient F, par le système ~==~t+~ J~==~'t+~'t; 2" que F, devient F, par le système ~=~+~. /t==TTt~+~; 't est alors évident que F. devient F, parte système

.~= (~, p,) ~J == ~(~~ ~) ~{-~), c'est-à-dire que le trinôme F, devient le trinôme F, par le système ~==(~.+~,)~+(~+~ t ~==(~+~t- (~+~, on a ensuite la condition

~<.+~X~+W-(~.+~.Xw+~)=(~(~ 4; i ainsi les trinômes F. et F, vérifient les conditions nécessaires de transformation, donc le premier renferme lesecond; il suit de là que si le trinôme F. est équi.valent au trinôme F,, et si d'autre part celui-ci est équivalent à un troisième trinôme F,, le premier F, sera équivalent au troisième F,; il suit encore de là que si plusieurs trinômes F., F,, F,, F,, F,, etc. sont tels que chacun d'eux renferme le suivant, le premier renfermera le dernier.

Les trinômes Fo=(ao &“ c.)~; ==(<–&. co) que nous appelons trinômes opposés, sont équivalents; en effet, le premier devient le second par le système .f,==0.–“ ~==.r,-)-0. d'ailleurs les Déterminants sont égaux et de même signe. Si tes trinômes F.==(~c.), F,==(~,c.) ontle même Déterminant et véri-


tient t'égatitc ~-{-A,==~.c,, te nombre~ étaut entier, nous dirons que ces trinômes sont des trinômes cootigus, et si plus de précision est nécessaire, nous dirons que le premier est contigu au second par sa dernière partie, donc )<' second sera contigu au premier par sa première partie. Les trinômes contigus sont toujours équivalents; le trinôme (a,) dont les indéterminées sont ;t, étant contigu, par sa dernière partie, au trinôme (t'c,), dont les indéterminées sont ;c, le premier devient le second par le système ~==0..t,– /,==.f,-t-–'y~ te nombre étant entier, cette transformation est ~e ''o

prouvée par un simple calcul, en se servant de l'égalité (~,)'– <7,c,== (&,)'– t.c, on a, d'ailleurs, t'égaiité de condition O.J–(~(–~)=='! il suit delà que ~0

les trinômes F.==(~,e,),~===(~,c, sont équivalents lorsque l'on a t'égatité ~–&,==/).«“ le nombre étant entier; en effet, le premier trinôme F,==(<~e,) est équivalent au trinôme <f==(c,)–a,), et celui-ci est contigu par sa dernière partie au trinôme ~==(<ï, c,).

S8. TH~oBàtn!. Si le trinôme (a. A.c,) renferme le trinôme (a, t.), tout diviseur des nombres < c., est diviseur des nombres a,, c,; tout diviseur des nombres a,, 2b., c. sera aussi diviseur des nombres a,, 2~ c,; il suffit d'examiner les trois égalités hypothétiques, n° S6, pour reconnaître la vérité de ces deux principes, en ayant soin, pour le second, de multiplier par 2 la seconde égalité; il suit de là que le plus grand commun diviseur des nombres a,, 2~, c. doit diviser celui des nombres a,, 2b" c,; donc si les trinômes sont équivalents, ces deux plus grands communs diviseurs sont égaux.

~9. PnoBL~ME. Étant donnée une série de trinômes F,, F, F,, F, F~, tels que chacun d'eux soit contigu par sa dernière partie, au trinôme qui le suit, trouver une transformation du premier en un quelconque de la série. Soit la série de trinômes (a.) (o,) (0,~0,), (a~~a.) (~<~), les données hypothétiques sont

~d-~==/4 ~h~==j4. ~iL~==~. <'<+~

G"~+~jt" ~!û ~as%t" -t" b°"~+l'°'.=Itm

a, a, a,

nommons .c. .t' .c, .r, ~~m les indéterminées des trinômes successifs; enfin admettons que


Le ttinOme F. devienne le trinôme F, par le ~ystt'me ~==~, -==T.~ +~.7..

t.e tfiuôtue devicuoe te trixôme F. par te systt-tnc ~,==~, -{- ~===~, +~

Le trinôme F. devieune le triMÔme t', par le système ~==< +~, ~==T~, -)-

t~e trinôme F. devienne le trin&me F, par le système ~==~ +~, r ~=-r~ +~, e

t~ trinôme F, devienne le trinôme F~ par le système -~==V..+~, .==~~+~. r

de là on déduit facilement

~,==0 0 j~= –~ 1 ~=< 1 ~==~ ~===p, ~=~P, –<. ~==~ ai ~==/ –Y, «,==~ f~,==~ –~ T~=~ ~==~, –~ ~,=~ ~==~~– Y.-t==~ ~==A~– ~==~ ~==~ ~=~ ~==/ et par suite

~,==0 p,= –1 ~==1 ~==~ ~=~ ~,==~ v=~ ~=~. 1 <,=~ ~==~ ~==~, ~,=/~ ~==~-< ~==~–~ ~=~ ~==~ ~=~ ~==~ 7.==~ ~==~


Cet ~~<)//? hfs-smtpte, et dont on peut démontrer la ~neratite, en finatogue a celui que l'on cmptoie pouria ff~rmation des réduites d une fraction t untinue, la solution preceuente comprend tous tes cas, excepta ce)))) de )'('~atite :) xero de t'un desnotnbn's </“, (1"

Si )e trinôme F,==(f/) devient le H-inume F,=~c, tout nombx (pti pourra f'-tre représente par F,, poun-a ett-e aussi x'pr(~'t)t~ jja)' <“ sf)i<;nt .Jt'siodetet'miHM'sdpstnnùtttp.s F. et < ')" admettons que h-nomi-tt'f M puisse être t'ept-~sente par F,, au moyet) du système .~==w,~==/ supposons que de~iemje F, pariesysH-me ~==<<,+~ .==~,+~ fes tt<)tnbres~Y,vet-)fiaMtt'~a)it<–~==~ il est cvidcntqociu pojynôtne <'<}-+~(; dont le symbote est (M~. devient M par ta substitution ~==t<<, ==-< si le nombre M peut être rep)'<senté de plusieurs manières par F,, le même «ombre M pourra être aussi représente de plusieurs manières part- si, par exemple, le nombre M est représenté par F, en emptoyant le système ;t-,==~, ==/< ce même nombre sera représente par F,, en emptoyant le système r. == K, -)- j:i,/?,, ~=-j-,w, -}- et t'emarquonsquel'inegautedesdeux systèmes .==w~==/<, .t,==w, ),==/<. qui donnent les deux représentations de M par Fj, amené i'iu~alite des deux systèmes correspondants qui constituent les rept'f~entations de M par !-“; si eftectivcment les égajites simultanées

«,<}- ~M=~(- -j-w-<==~M,

étaient exactes 1" multillliaut la pt'emicrc par la seconde par et retra))chanties resuhats, on aurait M~–~)=w,(~~– 2" muhipfiant f:' première pi.r Y., la seconde par et retranchant les résultats, on aurait ~(«o~– ==~t~–j' et, par conséquent, on aurait w==. /=/ il suit de lit {jue le nombre ue représentations de M par F,, est au moins f~af au nombre de représentations de M par F.; si donc les trinômes F.. et F, sotit equi\'a!ents, c'est.a-dire si t'un d'eux renferme t'autre, tout nombre qui pourra être représente d'une ou de ptusieurs manières par l'uu sera rcp)Tsente d une ou d'autant de manières par l'autre; remarquons aussi que fc utus grand commun diviseur <ics nombres et est cgat au plus grand commm) diviseur des nombres (x,w-)-<), ('w-); admettons, en eue), quc étant le plus grand comnutn divisem' des nombres w et /<, le p)us grau<f commun diviseur des nombres («.w- (~w-< soit A,; f'boisi'.so)~


deux nombres j<. et quivcrinentt'égatite /=~ un simple calcul prouve l'exactitude de t'égatité

~–~)(~+~<)-)(~M+~<)=(~~–~(~)=±~, ainsi le ptus grand commun diviseur des nombres (<t.w-{-~ et w/<4-S~), divise exactement A.; or, ce det-uiet- nombre divise exactement puisqu'il divise exactement les nombres x//<, ~<; donc, ces deux diviseur sont égaux, et si les nombres et n sont premiers entre eux, cette dernière condition aura lieu entre les nombres (ot//< ~) et (-~ 4- ).

Si les trinômes <“== (a.), F,==(~e,)sont équivalents, c'est.a.dire si leur !~tet'minaat commun étant D, le second devient le premier par le système '==~+~ 7'='ï~+~ avec la condition ~.–~==~; si enfin le ..ombre M est représenté par le trinôme F., en posant ~==w., ~==«., et par suite est représenté par le trinôme F., en posant ~==~==~t- /<, ==~=~/M.-{- les nombres d'une part, les nombres m,. M, de l'autre étant premiers entre eux les deux représentations du nombre M seront ~<M, a~w~M<~ à la même solution de l'équation auxiliaire Z'–D=M.S le nombre M est représenté par le trinôme F, lorsque l'on remplace, dans ce H-inômc, les indéterminées par les nombres or, si deux nombres entiers j~ v. vérifient, ce qui est toujours possible, l'équation ~-{-=='t, et si l'on désigne par la solution de l'équation Z'–D==M.S à laquelle est //A, a/y~He système ~==~, ~==~ de l'équation primitive; dans ces <-onditions, on a démontré, n" N4, l'exactitude des égalités

~A+~)–~(~+~)=.~ ~'–2~(~=~

Si A est le plus grand commun diviseur des nombres A, B, C, D, etc., on peut toujouK calculer des nombres entieM a, &, c, < etc. qui vcriiient l'égalité

A.a+B.~+C.<-+D.<t-ete.=A,

soit A te plus grand commun diviseur des nombres A et B, les quotients p et étant premiers entrées, on at'é~Hte~+~==~<,tp~suite~+~ <,“ A.r+B~=) ie. nombres et y étant entiers; désignant par~ le plus grand commun diviseur des nombres J ~C..nd~,ira).+C.~=)., ou A.~+B.+C.<==),.ainsides..it<


h- nombre M est, par hypotbt'se, représenté par le trinôme r\, tursque, dans ff trinôme, on remplace les indétertninées .<, par les nombres w, /<, donc, si deux nombres ~t, vérifient, ce qui est toujours possibte~'équanon w,j/<==1, et si un désigne par la solution <)e X'–!)==M S u taqucue est //<?, ~'?/~ iH systcn)e.f,==/t==/ de t'éjuation primitive, ot) a, comme ci.dessus, les <~atit~s '6. -H.t-,) (w/< ,-}-/< ~,) =; a, (v,)' ~,j/ c, ( == or, r<'xpose qui suit d<?nto))tre l'exactitude de t'egatite~==~ r t:t) simpte catcut verifif.' t'cgatite

~~J ~–7~~V~+~)–J~J=(~A–J(~u~+~ cette cgatite prend la (orme

li ~+ ~+ (- ~FS) (~)=<. v u.u 'i.Õ.- ~o'f,)

et ceia par suite de i'egalité /?i!)-/<~==< or, !a condition a/{-~==w,, -y/}-~ ==/ donne a l'égalité [B] ia forme

/~–Y~A J. 1

ao''v-' lsv; ° J y- `~ a°~o w ~vi °/ = 1,

\<'–~ "~–~

on peut donc, par suite de la condition /K,j~<,Y,==1, poser les égalités ===~.m'~ ==_o

ld, xv °u' ~0Y° yl xu · u f< ~v Y m

"Â" "A-

et ces nombres entiers donnent les diverses valeurs de p.) et de v,; 2° Le trinôme F, devient le trinôme F. par le système .«~t-f~ ~=~}- on a donc les égalités

M,(~)'-}-2~+<(~==~, ~(~j+~A+~+~A==~ y ~r~'+2~~)+<==~

Si actuellement on remplace fdans <, les nombres /K,j~dans~ les «ombres ~c, par leurs \'a!eurs respectives, le résuttat nnat es), après réduction, ~==~; onadonc,parsuite,==~ si donc on a plusieurs représentations du nombre M par ie trinôme <), )eg divers systèmes .<- qui vérifient ces représentations, étant composés de nombres premiers entre eux, et chacun de ces systèmes < /?' ~w/~e/MM~ a des solutions difïérentes de t'équation


auxttiaire X'–t)==M.S; les représentations du même nomtx'e M par le trittôfnc f/t équivalent au précédent, ~c/'w~ «/yw~tw/<w/ aux mêmes sotutions de t équation auxiliaire X'–i)==M.S; et s'it n'y a pour te 'tontbi-eMetpartctt-môme(~~<-J aucune rept-ésentation ()ui .iw7/ ~/</</e/ à une certaine solution de !<{uation auxiliaire X'–i)==M.S, i) n'y Y eu am-a aucune non plus qui soit ~/w/ew«' a cette moue sotutioo pat ut) tttuôtue équivalut au prenne)'.

Si le nombre M peut être t'ept'esentc par le h'murne (f~ <), dout les iuuetermiuees sun[ eu substituant à les nombres w et M <)ui sont pretNtprs entre eux, si l'équation auxiliaire étant X'–])==:M.S, les nombres <<jnstitue)u la sutution a laquelle ~7/f/~ cette reptésentatiou, les deux trinômes (~ t,) et 1I) sont équivalents. On a démontra~4, que les nombres M. et vérifiant l'égalité possible M.;A-}.v==~ te nombre ~(/«:)–-< /) était une valeur entière de X applicable it t'equation Z*–D==M.S; les nombres ;A et v peuvent être déterminés d'une infinité E. de manières; et si, à ces lettres, on substitue les valeurs générâtes ~:==~±: vt==v=p~, ta quantité ~<{-w',)–,(w«.)±M~ est encore une solution de Z; or, puisqu'il existe une valeur z, correspondante au système .<==w, ~-==/< solution de l'équation proposée, on est certain d'obtenir pour et 0 des nomtxes entiers qui vérifient les deux égalités

W.jt-~== 1, j~W/}-/j[Cj–<(?«,-}./<~)=~

ce calcul fait, le système .~==/M ~,=/<t-,+~ change le trinôme (~, c.,) en un autre (A B C); exaonuons la nature de ce dernier trinôme, 1 ° on a les trois égalités [H]

A=<}-2~M-(-~ M\ B==–(/–~)-j, C == ~<'– 2~< -c~.

et par suite

B'–AC==[(~)'–~](w.)- nu B'–~C==(~)'– on a d'ailleurs t'égatité ~=1 donc les deux trinômes (f<. 6. <,) et (A B C) sont, n" d6, équivalents; 2" des égalités [H] et de t'égatité B'–AC==(~)'– on déduit A==M, B=s,, C=="~P==. donc, enfin, les deux trinômes (~ c.) et (~ M) sont équivalents.


MO. Les principes généraux etabtis sur les trinonx'h, donnent une partie des céments nécessaires pourcatcuter un système .~==~, ==/<, applicable uu<équation A~2t~-{-C~==M, les nombres //< et /< étant premiers entre eux admettons, en effet, que i'equation précitée offre un Déterminant fB, '–- \(; non égal a xero un a calculé une solution z, s, de t'~quatiot) a'txiiiaitf X'–D==M.S*, le n~uttat de cette dernière ope)!)tiu)! pt~sentera atorii uuc des circonstances suivantes; ou ~/c/< cette sutntion ~f/ ~<c~f/K a ut) système-solution de l'équation primitive donnée, et alors (jn //M//7Y/ ~tabiit 'toe série plus ou tt)bi))s étendue de trinômes cootigus successifs, anatoj~ues :) ceux qui formaient la série n" ~9, le symbote du premier trinôtne étant (A,B.,C, et celui du dernier étant ~j s, M;, chacun des trinômes de cette série étant d'ailleurs contigu par sa dernière partie a celui qui le suit; ou ~/f~ cette so)ution ;)', de i équation auxiliaire X'–D==.M.S /<c~M/ ~M/ /w.) a un systcme-sutution de l'équation primitive proposée, et a)ors ou devra la négliger, on Hc~Mw/<M constituer la série contiguë indiquée; supposons quêta première circonstance se présente, un calcul que nous donnerons pius loin, fera connaître la série (A. B. €.)(€“ H, A.)''A, M,C,)'C, A; .), le problème résolu n" ~9 donne alors un système fina) .~==a~! /.==~)- qui transforme iesymboie~A~ B~. €“ c est-a-dire le polynôme ~)'+2B~j'(,-t-C.(~,)' en le symbole~, M;, c'est-à-dire en ~}-2~.<}-M~ de là les égalités

A/~+2M~+C,=. A/~+2B~+C.==M; ainsi les nombres premiers entre eux constituent un système .==~, ~.==~, appiicabte a l'équation primitive proposée; les nombres <:“ premiers entre eux constituent un système ~==<[, ~==~, aj)p)icabie à i'cquation .~(-~)'~2~T.C/)'==~, que nous appellerons ~/M~ co/<c

L'ensemble des principes qui font connaitre cette solution con'ititue la première partie. "Les deux équations A~+8B~j-(,+C,,(~)'==M et X'–t)=M.S, untmx'refatiM) tellement caractérisée, qu'une solution :) applicable à la seconde, fait coïma!t)'<' en géneral une !:o)ution de la premiO'e or, il est manifeste que lorsque cette déduction est possible, la position symétrique parfaite des nombres et doit amener deux vatcur' ) une convcnahte K l'équation primitive proposée; l'autre convenable a t'etjuation conjuguée! précisons cette circonstance.

Les derniers trinômes de la série contigue peuvent présente)' deux eta~ distincts, admettons,


t.t-'s considérations actueUes sont peut-être anticipées, mais dtesont un but, 'nés sont destinées ù cdah'cr nott'e marche, et par suite it nous guidet' dans la toute <)uc nous devons parcuurir, nous devons recherchet' tnaiotenHnt, t" ifs conditions (jui assurent t'existence des trinômes intermédiaires précités; <)uei doit eti-e le calcul qui fera connaitre les trinômes dunt t'existencu aura été démontrée les raisonnements qui peuvent amener les réponses M ces deux questions varient avec la nature du Déterminant de t'equation proposée; ce t ~terminant peut être, négatif quelconque; 2" positif non carre; positif carre.

tŒCHKKCHKS SUR LKS TRINOMES DONT LE UË't'ËRM!!<ANT EST M~.ATH Ut:!} TtUXU~KS RÉDUITS.

6t. Étant donné le trinôme (A, B. At), dont le Déterminant est –D==(By–A,A,; nous appelons trinôme réduit le symbole numérique (~ ~~J, qui représente un trinôme équivalent au trinôme donné, qui est par eonsépar exempte, que ia solution de t'equation auxiliaire Z'–D==M.S, so)ution soumise ù l'essai soit z, et .f,, si le dernier trinôme de la série contiguë est celui qui est dans le texte, et si les valeurs qui i-tablissent le passage du premiet- au dernier trinume sont ~== !!“.<- -)- .~=='~+~.r, alors

t' Le sys~mc-sotution de t'equation protx~M'c

A~'+2B~-(.C~=M sera ~=~, ~==~,

2' Le système-solution de l'équation conjuguée

A~J'+3~+C~==.t, '(1 sera ~=< ~=Y<

la toi qui gouverne la série de trinômes contigus peut exiger que le trinôme penutticttx' soit f.f,–s, M;, et dans ce cas la série sera terminée par le trinôme (M. ~), si les valeurs qui <-t:tblissent le passage sont = j~, = S~, alors

1. Le système-solution de t'cquation pfoposee

A.(~'+SB~~+C/~)'==M sera ~==~, .t.==Y.,

2° Le système-solution de l'équation conjuguée

A.(.r.)'+2B~,+C~'=~, sera ~=~ ~.=~, r

cette difficulté appartient d'aitteurs à la théorie, et ne peut faire'naitre d'incertitude dans tes opérations pratiques, on pourrait etaMir une règle unique en convenant, par exempte, que le dernier terme de la série contiguë sera (.f, d= 11).


({uent conuHH ce dernier, une solution de l'équation X'U==M.S, nmis le t) inôroe r~dmt (~ «J v~ritie en outre les trois conditions

~<2~, y ~.==< ~.==>

~<2. Lf~nn- Etant donné le trinôme 'A,, H, A, qui représente une sututioh de) équation X')=M.S, S tout nombre entier B, qui vérifie t'éga)ité-==/<, (le 1'('~(itiatioti Zl+l)=-M S, tout nombre entier fi, qui \'1'1'1 JC 1't~galit( ,=11, le nombre M étant entier, donne un trinôme ~A, B A, coutigu par la jx'emierc partie ait trinôme primitif propose; il suffit, n" ~7, d'établir i'identité <]<' deux Déterminants or, on a

H' == H, 2B,A,/t-}- (A, ou B'+D ==(t~/ -}- D A, 2B, /< A. ou b'+D==A/A.–2H/<+A/<)'

ou enfin B'D==A,A. La lettre B représente une suite indcnnie de nombre-. entiers, si, parmi ces nombres, on adopte le plus petit B,, en vaieur absoiuc, on aura un trinôme particntiet'(At B, A,)contigu par Ja prennére partie, au trinôme primitif proposé, le nombre A, sera d'ailleurs détermine pari'etjuation (B,)*D==AtA,; si !a valeur absolue de ce dernier nombre A, est intérieure a celle de A,, le nouveau trinôme (A, B, A,) sera le point de départ d't:ne opération parfaitement semblable a l'opération précédente; on déterminera le plus petit nombre B, en vatenr absolue qui verine !'ega)ité–'–'==~ et calculant le nombre A, par l'opération (H~-j-t)=A,.A,, on aura un autre trinùmc (A, B, A,) contigu par sa première partie au trinôme précèdent, etc. On continuera le même genre d'opérations, jusqu'u ce (juc l'on obtienne un trinôme (A~ Bm A~ dans lequel le nombre A~. est non inférieur a A, et cette circonstance est fatale puisque la suite des nombres entiers A, A, A, A~ A~, ne peut décroitre indénniment le trinôntc A, !“ Am+t équivahnt, t n" 57, au trinôme primitif proposé sera le ~/?'w~e /YY/M// cherché; en enct, le nombre B~ est en valeur absolue, le plus petit nombre qui vérifie t'éga'lité ?'+~==K on a donc B~ < 2" les deux conditions A~, == > A", "m

(B~)'+D==A~.A~, donnent (BJ+DXA~)', ou, puisque le nombre B~. n'est pas supérieur a on a –" -f-D ~> (A~)', ou enfin A~=== <; 2t/ ainsi si est pas supérieur a 2" on a T + > (Il",) ou enfin ",= "V:I: 8mSI le trinôme (A~ B,, A~,) vérine les conditions exigées, et son mode de création


prouve que 1'ou peut toujou~ calculer un ~w~/w /-M/«~ he ~t' une suite dH trinôtnes comigus n tout trinôme proposa.

(j3. PKOBLKME. Trouve)' t(.'s couditiotts t)cccssuires pom- <)np deux ttmônn'.s n'-duits de nx-M)u Oet~tiniuaut n~atif, soient ~quivatents. !.ps dcu\ tt-inomes .“ c,, et c, vérifient. les cou()itions suivantes

['] ~=<2~ [:~ t..=~ ~) ~-< ~!] ~.=> r3] ~==< f7j ~,=~~t). L~ ~==<~ [8j «.<==6.'+!).

~.ous admettons, ce qui est permis, que l'on a f<,=<~ nj enfin, de l'équivaleuce des trinômes réduits donnés, on. déduit que le premier devient le second par le système ~==~t-,+~ ~==- +~ tes nombres «. étant entiers; de ta les trois égalités

[9] « +~~ + <)' == <

[< <~] ~~+ ~Â+ +~A== < s

[~]

l'égalité [9j pouvant prendre la forme

[~ ~.=:~+~'+D.

on reconnait que le produit a.«, doit être positif, et cette condition, réunie a celles qui sont indiquées [7] et j~8], prouve que les nombres </“ c. M; e. doivent avoir le même signe les égalités ~] et [2] donnent ~)==<(~, donc, parsuite de [t 2j on a D(~J <–, et par suite ~== 0 ou ~== 1. ')" CAS. Y,==0. L'équation ~1] donne «.~==1, par suite «~==±:1, donc égalité [9] <~==<:t et égalité [10] &<–~==~; or, dans t'état générât, chacun des nombres et b, doit être non supérieur, le premier il a., le second à «,;


donc dans le cas actuel chacun des nombres &“ et b, doit être égal ou inférieur :< et la différence atgébrique de ces nombres doit ctre un multiple de </“, it est donccertait) 1. que si ces nombres out le même signe, chacun d'eux est égal :t et les deux trinômes réduits donnés sont alors identiques; 2" que si ces nombres ont des signes contraires, ia valeur absolue de chacun d'eux est encot't.' et les deux trinômes réduits sont alors opposés, n" it7~ avec la condition 2~==~ t'emarquons d'aitleursquece dernier état est réeHentent l'état identique des deux trinutncs réduits donnés, puisque Fegaiit~ ~==&,=== indique que si on chm)~< d'une unité )c quotient de la division qui donne le signe de ce dernier notnhrc ')ui était d'abord contraire deviendra setnblabte au signe du nombre 2" CAS. '~==±1. !equation (9J donne ~J'-{-<'“–==±:2~, or tf nombre t, est <?ga! ou supérieur au nombre </“, donc au nombre par suite on a 2~~==~>~(~ et puisque le nombre 2~ est cegal ou inf<?rieu)' a on a certainement «,===~>'e(.par conséquent l'égalité première ~==±:~ amené l'une des deux circonstances :<“===(), <~==±:~ :'<°Si~===(JI'cquationpj i donne H, ==<'“, et puisque les limites du nombre~ sont et on a évidemment <~==f/,==~, or t'equation i] donne ~=~–~ donc l'équation ~10] donne ~*{*~t==~~o==~o) on pourra donc, comme dans le cas précédent, admettre l'une des deux égantés ~==~, ou ~==– la première de ces égalités donn< l'identité, et laseconde donne l'état opposé avec la condition 2~,==<~ des deux trinômes réduits donnés 2° Si «,==±:1, l'équation [9] donne ~-}-f'.–==q=2~, or chacun des nombres a, c. est égal ou supérieur à a,, donc le nombre 2~ doit être égal ou supérieur soit a <v, soit à < donc on a nécessairement 2~.==~==r, mais alors l'équation précédente <?.–<?j===p:2~ donne ±2~==~ et par suite l'équation [10] devient <)-T~.)-t-~(«~==~, taquctte, e)) employant t'égatité ~–P~== devient

~(~o+7Â)+~ +2~==~, ou ~–~=~+TA)+'~A%< e ou enfin, puisque 2~==~ on a ~–~i=~(~+YÂ=~ nombre A,–~ doit donc être un multiple de on doit avoir comme précédemment, soit l'égalité ~==~, soit t'égatité ~,==–“; la première supposition amt'')K' l'identité et la seconde amené t'état opposé avec la condition 2~== des dexf trinômes réduits donnés.


Couduous de cf qui [~recède que deux trinômes fruits ~~< et ~<, r,) sont (''quivxtents torsqu'its offrent une des trois conditions suivantes 10 état iueuthjue; -2" t~tat oppose avec ta condition ==:«.; t'état opposé avec la ''tttxution d (~atitc entre tous les termes t'xh'ftnps.

G4. PxoBf.K.~E. Étant donnas deux trinômes F.==(.\ H, A,) et .==(«,) de même Déterminant négatif, chercher si ces deux trinômes sont t~uivatents. On d~tennino'a les deux trinômes réduits F, et con-cspondants, et t'~tat f'f'tati) de ces deux tnn'jtnes réduits sera celui des deux trinôtnes donnes. Les n-inôutes dont te !)ete)-n)ina))t est–!), c'est-à-dire les suintions entières de ) Mjuatiuu ;)-!)==M .S, sont en nombre illimité, mais les trinômes réduits (iont )e !)etermh):)nt est le même, sont en nombre fiui et ont des nrom-ietes t(-)k'[tt(;ut caractérisées que leur recherche ne présente aucune difficulté ils ucuvent eH'(.' obtenus par diverses méthodes (mi s'offrirunt d'elles-mêmes M h-sptit du lecteur; nous remarquerons seulement que si, parmi tous ces trinômes réduits de même Déterminant négatif, on supprime un des deux qui, sans être identiques, sont équn'a!ents, ceux qui resteront auront une propriété remarquabte. ~'</<~«? ~«Vt'o~«e ~<: f~M/w~~ « un f/'c/e c«..t' et M «/< ivM/, autrement il y aurait encore dans la série formée des trinômes équivalents ainsi tous les trinômes de même Déterminant négatif, peuvent être distribuns en autant de classes qu'il sera resté de trinômes réduits. M. PROM.btE. Étant donnés deux trinômes r.==:(A.B,A,)et/,==(<7, de même Déterminant négatif et équivalents, trouver une transformation de l'un en t'autre on déterminera pour chacun des trinômes donnés la série de trinômes contigus qui amène le trinôme réduit correspondant; on aura aiusi les deux séries

(. B.A,) B, A,)(A, B, ~A,)~, .(A~ Â~,) et ~) < (~. ~~) (~ ~) (~ ~+.) les deux trinômes réduits (A~ B~ A~+,) et (/<“ ~j ouriront l'un des trois états suivants; ils seront, n" 63, soit identiques, soit opposés avec les conditions 2B..=A, 2~==< soit opposés avecl'egatité entre tous les termes extrêmes. 1" CM. )~s deux trinômes réduits sont identiques, on a les égalités A~=~, B~==~) A~=~+,, en outre les trinômes qui terminent chaque série donnent


les ëgatités ~+ == K, ~+~=== H, les nombres K et H étant entiers, de ~M

là, en employant égalité A~==a, et retranchant les deux dernières égalités qui précèdent, on a ~='±~==p, ou S"=p puisque B.=~. A" A",

ainsi les deux séries précédentes forment la série unique,

(A. B. A,A, B, A,/A,)(A~ B~, ~)~ ~(~ «,/«, –~ ~) dans laquelle un trinôme quelconque est contigu, par sa première partie, a celui (lui le procède; par conséquent, on pourra, n° S9, obtenir une transformation de F, €))/

CAS. Les deux trinômes réduits sont opposés avec la condition 2B,= A, reprenons les notations adoptées dans le cas précédent, on a les égalités y t B~-t-t-B~ B &<t-t-t*~<t_[jt A.=~, B~=–A~=~–==K,–=H, m n

ajoutant les deux dernières égalités et remarquant que l'on a B.==0, A~==: on aura alors ?* '==P, et par suite, les deux séries primitives (1"

donnent une série unique

(A. B. A,)(A, B, Â,/A,)(A~ B~, A,~ c~) <). (a, &, «, < 3" CAS. Les deux trinômes réduits sont opposés et leurs termes extrêmes sont égaux, conservant les notations précédentes, les deux séries primitives, par suite des égalités A~==A.~==~ et B~ ==–&“, formeront ta série unique (A. B. A,)(A, B, A,)(A,)(A~, B. A~(A. B. A.+,)(~, a~, a~). .(~~X~~)-

Ainsi dans les trois cas, la transformation de F.==(A.B, À.) en~==(~ «,) aura lieu en suivant les règles indiquées par le problème n° ~9 constatons aussi que, de la solution du problème actuel, c'est-à-dire de la recherche d'une transformation propre de F, en~, on déduit facilement la solution du problème suivant.

66. PROBLEME. Étant donnés deux trinômes F.==(A. Bo A.) et.==(~ ~)/M/~o/M'<-wc~ équivalents, n° ~6, trouver une transformation //K/<'deF, en


so~–«/2~M-~M' le polynôme <Me/~ équivalent au polynôme F,== A~(- 2B~-}- A, il est évident que le polynôme = <–2~~+f< qui est opposé a/; sera proprement équipent à F., on cherchera dune, par le problème précédent, une transformation propre de F. en soit ~<~+j~, ~=~+~y le système qui opère cette transformation, il est certain clue Fo deviendra~par le système ~==~ ~==~ et que cette dernière transformation sera <cw/'c.

OBSEBVATtON. Si on a bien compris l'ensemble des deux problèmes sur t'equivalence et sur la transformation propre de deux trinômes dont le Déterminant est négatif, on doit reconnaître que ces principes constatés établissent un fait rigoureux et qu'une induction attentive pouvait prévoir. Deux ~!< quel. c~ Z~< seront équivalents, pourront lieu a une <W~ /O~M' avoir calculé les deux réduits e. pourra, soit avec l'emploi de ces 1 ~MM~ série de CC~ série dont les /~W<~ donnés seront les trinômes De là on déduit la règle suivante, pour la recherche d'une solution, en nombres entiers, de t'équation soumise a l'examen actuel.

67. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, une équation A~-{-2B~-}-A~==M,

dont le Déterminant (BJ'-A.A, est-D; on obtiendra d'abord une solution le nombre n'étant pas supérieur a de l'équation auxiliaire Z'-t-D==M.S,

et cette dernière recherche reçoit, des principes posés dans notre première pat'.tie, un caractère pratique qui tuimanquait jusqu'ici. Cette solution z, étant, s'il y a lieu, obtenue, on aura deux trinômes (A. B. A,), (M z, ~) de même Dé.terminant négatif; on cherchera les trinômes réduits inhérents de là, s'il y a heu, c'est-à-dire si les trinômes réduits offrent l'un des trois états relatifs suivants 1-' identiques, 2' opposés avec la condition 2B. =A,, 3" opposés avec la condition d'égalité de tous les termes extrêmes, de là, disons-nous, on déduira que la solution ~< appartient à une solution del'équation primitive


proposée on pourra donc établir la série de trinômes contigus (A. B. A,)(A, B, A,/A, ~,) (~ dh e, M).

De là, par conséquent, on déduira une transformation de F, = (A, B, A,) en /,==(~'t M), et si, jf, étant les indéterminées de ces trinômes, cette transformation a lieu par les valeurs ~=='!<c,-j-~ ~.==~)-t-~J't) on aura les deux faits suivants ~==~ ~,==~, sera une sotution de l'équation pro.posée A,(.c.)'-t-2B.a;t-A,(~,)'=M; 2" .==~~==~ sera une solution de l'équation conjuguée A. (.r,)'-}-2B~}-A, (~,)'==~.

EXEMPLE. Soit l'équation proposée

[Aj 49(xo)'- «8~t-347 (/J==222~,

et, par suite, soit l'équation auxiliaire

[B] Z'+t2052==222~S.

Cette seconde équation doit être résolue en suivant la méthode indiquée dans la partie précédente, n"* 4i, 42 et suivants, c'est-à-dire doit être transformée en une autre dont la forme est -{- y== P les nombres r et P étant positifs, le premier étant inférieur au second, et celui-ci étant premier absolu cette transformation a lieu, dans lecasactuel, par l'égalité S ==«-}-5, et l'équation j~B] devient

[C] Z'+947=222~M.

Enfin, celle-ci, soumise aux essais indiquésn"47, donne 222< .4==~ 9*-}-3'.947; de là, n" 46, tableau VII, 3/t-f-4 ===~9, /:==6, ?'=983; doncM==3932, Z==d=295S, et, par suite, S =248, Z,==±734. La solution ~==248, ~,==–734 est liée, appartient à une solution de l'équation primitive proposée on a effectivement, en suivant la règle indiquée n" 68, le résumé suivant, qui n'a pas besoin d'explication

49 59 3<7 2221 –734 248

3~7 +59 49 Trinôme réduit 248 –~0 49

Trinôme réduit 49 –'t0 248


Les deux trinômes réduits sont identiques; on a donc la série de trinômes continus

(49 –59 317)~7 +59 49)f49 –)0 24~(248 -734 222t). Le probteme n" ~9 établit le passage du premier au quatrième trinôme, et si t, désignent les indéterminées de ce quatrième trinôme, la transformation a lieu par les valeurs ~===–L. ~=–L.3~ par conséquent, 1 ~==4, ~.==3 est une solution de l'équation proposée

49(~'–1t8~+3)7(~)'==22~

2°.~==–t, ~,==–1 est unesotutiondet'équation conjuguée 49(T.)'- 8 ~~+ 3< 7Cr.)' = 248.

RECHERCHES SUR LES TRINOMES DONT LE DÉTERMINAI EST POSITIF NON CARRÉ. DES TRINOMES RÉDUITS.

68. Étant donné un trinôme (A. B. A,) dont le Déterminant positif non carré est-}-D=(B.)'–.A.A,, nousappelons trinôme rédu itle symbole numérique(<<), qui représente un trinôme équivalent au trinôme donné, qui est, par conséquent, comme ce dernier, une sotution de l'équation Z'–D=M.S; mais le trinôme réduit vérifie, en outre, les conditions suivantes 1" le nombre b. est positif et est inférieur à y D; 2° te nombre a. entier, est compris entre ~D–~ et ~D4-&. De ces conditions, on déduit t" que les nombres entiers et a, sont de signes contraires 2" que la valeur absolue, soit de < soit de est intérieure à 2/D. 69. LEMME. Étant donné le trinôme (A. B. A,), qui représente une solution de l'équation Z'–D==M. S, tout nombre entier B, qui vérine l'égalité M' le nombre n étant entier, donne un trinôme contigu, par sa première partie, au trinôme donné. On a, en effet,

B'==(Bj'-2B~+(A~ ou B'-D==(B.)'-D.-A.(~-A~'), ou B'– D == A,(A.– 2B~ + A~') ou enfin B'–D==A, A. La lettre B représente une suite indéfinie de nombres entiers un de ces nom.


bres, un seul, Ht, est compris entre les limites /D et /JD =p A,, eu adoptaut pour cette seconde limite le signe qui sera contraire a celui que présente A, dans le trinôme proposa, adoption dont le résultat est caractérise par la circonstance suivante; datistesdeuxcas(A,B.-{-A,),(A,B,–A,) que peut offrir le trinôme pro. posé, si l'on considère comme positive la grandeur absolue de A., les limites du nombre B, doivent être \U–A, et yD. Désignons par h le nombre entier, immédiatement supérieur à l'expression incommensurable \D; formons la suite naturelle des nombres entiers /;–A,, ~–A,1, ~–A,-}-2, ~–A,3 ~–3, ~– 2, ~–1 quel que soit l'état relatif de A et de A,, ces termes, dont Je nombre est A,, sont compris entre ~U–A, et J) si le premier, ~–A,, ajouté à B.,donne un multiple exact de A,, on a B,=h-A,, nombre placé entre les limites assignées; si le fait précité n'a pas lieu, le nombre B,-}-~–A, devra, soit positif soit négatif, être augmenté arithmétiquement d'un nombre entier H inférieur il A,, et tel que la somme B,-)-~–A,H soit un multiple exact de A,; or, le nombre /<–A,-}-H, qui représente alors B, sera manifestement entre les limites assignées \D–Aj et \D remarquons, d'auleurs, que le nombre A,–< étant la différence que présentent les termes extrêmes de la suite précédente, il n'y a pour chaque cas hypothétique qu'un seul nombre H admissible, et il n'y a, par suite, qu'un seul nombre B, qui réunisse les conditions exigées.

70. Tn~oRÈME. Étant donné un trinôme (A. B, A,) qui représente une solution de l'équation Z'–Î)==M.S, it existe un seul trinôme réduit équivalent au trinôme proposé, et l'on peut obtenir ce trinôme réduit par une suite de trinômes contigus parmi les valeurs de la lettre générate B, employée dans le lemme précédent, on adoptera celle qui est comprise entre ~/U et D~A,, en suivant, pour le signe de cette seconde limite, la règle indiquée, soit B, cette valeur, on aura ainsi le trinôme (A, B, A,) contigu par sa première partie au trinôme primitif; si la valeur absolue de A, est inférieure a celle de A,, le nouveau trinôme (A, B, A,) sera le point de départ d'une opération semblable à l'opération précédente, et donnera un trinôme (A, B, A,), etc.; on continuera le même genre d'opérations jusqu'à ce qu'on obtienne un trinôme (A, B~A.), dans lequel le nombre A~ est non inférieur il A~; et cette circonstance aura lieu, puisqu'une suite de nombres entiers A, A, A, A,, etc., ne peut décroitre indéfiniment; le trinôme (A~ B, A~+,) équivalent n° ~7 au trinôme primitif


donné sera le trinôme réduit cherché on doit actuellement démontrer l'exactitude des conditions, F A~ et nombres de signes contraires; 2' B~ nombre positif intérieur à ~î); 3" valeur absolue de A~ comprise entre ~D–B,, et ~D+)~.

Le ttinôme final obtenu est (=i=A~ Bm A~J et le nombre B~ est par hy. pothèse compris entre ~D et ~6=pA~; le signe à choisir, pour cette seconde limite, étant contraire à celui que te trinôme offre pour le terme Am; il suit de là que si t'en pose les égalités

M vD-B.=~, [H] B~-(~D~A.)==~, les nombres y et sont essentiellement positifs; de [G] et de [H] on déduit [K] ?'+2~+2~D==D-(B..)'+(A,)',

et la condition (BJ–D=A,A,~ donne à l'égalité [K] la forme ?'+2W+2~~D==(A.)'-A~.A~;

par conséquent le second membre de cette égalité étant essentiellement positif, le nombre A~ n'étant pas supérieur à A~ on est assuré que les nombres A. et A~, sont de signes contraires;

2" Des conditions A..==<A~, A,, et A,+, de signes contraires, (BJ–D=A~.A~ on déduit

B~ (vat. absolue) < ~D A.. A.~ (val. abs.) < D A~ (val. abs.) < ~D; donc par suite on a \/Bq= A, nombre positif, et par conséquent le nombre B. compris entre \~D et v~5q=A. est positif;

j~ nombre ~B~A.B~ étant égal a–y, est négatif; le nombre VD qpA~+B~ est positif; et par suite, en rappelant le choix à faire pour le double signe de A., on reconnatt que ces conditions donnent, dans le même ordre, ~B-A~B..<0, ~D-A~+B~>0, ou la valeur absolue de A. comprise entre VD–B. et V~B+B~.

Le trinôme (d=A. B~ A~,) est donc un trinôme réduit, et son mode de création prouve que l'on peut toujours calculer un trinôme réduit lié. par une suite de trinômes contigus, à tout trinôme donné; par exemple le trinôme (20 14 4) donne la série (4 <4 20)(20 6 –4)(–4 <0 4); le trinôme (986 366 <40)


donne la série (956 366 <40)(<40 -86 82) (52 –<8 4)~4 40 -4), et chaque trinôme extrême est réduit.

7i. TtHkMt<!MB. Soit un trinôme quelconque (A. B, A,), soit aussi le trinôme réduit correspondant (~~–.a,), nous admettons, pour faciliter l'explication, l'état positif de Je dernier trinôme donné amène nécessairement deux trinômes réduits (–a, a,) et (-–~ a.), qui sont contigus au trinôme réduit donne et contigus de telle manière, que si avec J'ensemble on forme une série comme il a été indiqué ci-dessus, le premier trinôme réduit (a, – ~,) serait placé entre les deux autres; ces deux nouveaux trinômes réduits sont dans les conditions précitées seuls admissibles l'te trinôme primitif donné (a, –a,) est une solution de l'équation Z*–t)=M.S, et le nombre a, est inférieur à ~D-{- ainsi le nombre a, est compris entre –– et –T– le nombre n étant positif et entier, le trinôme réduit contigu est alors (–0!, ~,– a,); en effet, de a,<* on déduit M.–<D; de a, ~> ~–~ on déduit > ~D (/M,~.) de &. < \/B on déduit a, <; \/D -M, 2* le trinôme primitif donné est (a. – <?,), et le nombre a. est inférieur à ~D-}- ainsi le nombre c. est compris entre –~–* et le nombre étant positif et entier, le trinôme réduit est alors (–<!L-t /– <); en effet, de a. < on déduit /?.– < VD de a. > on déduit <at.>B–(~–~); de ~< ~B on déduit a!.<: ~B-}-/?.–'& Chacun de ces trinômes réduits est, dans sa position, seul admissible; constituons en effet la série (–c-, /–~ ~.)(~ -a,) (' ~') que nous écrirons comme suit (-a, b-f ao) (<!“ –~) (– a,) si dans cette dernière série le trinôme (-a, b, a,) qui suit le trinôme primitif donné, pouvait être remplacé par un autre trinôme également réduit (–c, a,), la différence entre b, et b, serait un multiple de a,; soit donc ~=< or, la condition ~> ~D– donne ~-{-~ > ~D ou b, > ~D~ donc le trinôme (–<ï, <%) ne peut être un trinôme réduit.

72. Tn~oR~tE. Tous les trinômes réduits, dont le Déterminant est le même -D, f sont en nombre pair; 2* sont distribués en périodes dont le nombre


de tnnomes est égalemeut pau' soit en effet un trinôme réduit (~ < –M,), si )c nombre est placé entre et ~––. te trinôme réduit contigu sui- c nOIll )1'0 u, est p Ree eutre y L~ 1 et le trin4me réduït contigu sui- vant sern(–«, /<–~ –«,~ ou si l'on pose H<ï,–~==~ sera(–«, 6, «,); si dans ce dernier trinôme, te nombre est entre !<' trinôme con- ce dernier 11'11101110, le nornbre n, est entre --+ let VIî ~+ le tl'lllOmc con- tigu suivant sera (–~ /– ~,), ou si l'on pose /M,–~==A,, sera (M, b, –), etc. Or, le Hombre total des trinômes réduits de même Deterntiuant-(-D esttimité; ainsi, après un certain nombre d'opérations, le premier trinùme réduit employé reparaîtra et quels que soient les signes primitifs que présentent les termes extrêmes de ce premier trinôme, il est manifeste que cette répétition aura lieu après un nombre pair d'opérations. Ce théorème donne une méthode très-simpte r pour constituer la période d'un trinôme réduit donné; 2° pour distribuer en périodes tous les trinômes réduits dont le Déterminant est + D; pour cette seconde recherche, on obtiendra un premier trinôme réduit, on calculera comme il est dit la période inhérente il ce trinôme, si cette période représente tous tes trinômes réduits*, c'est-à-dire toutes les solutions, dans les limites indiquées, de l'équation Z'–D=M.S, l'opération sera terminée; s'il n'en est pas ainsi, on calculera un trinôme réduit étranger aux trinômes réduits connus et on renouvellera l'opération sur ce dernier trinôme; ainsi de suite.

75. THÉORÈME. Étant donnée une série de trinômes réduits contigus, c'està-dire étant donnée la série

(ao ~–a,)(–a, A, ~(a, &,–o,).(a~. –a'~)(– ~) en admettant, pour fixer les idées que le nombre a. soit positif on a démontré, n° S9, que si, dans ces conditions, on pose les égalités sui-

Si on désigne par (< bo –<~) le symbole numérique de tous les trinômes réduits, dont le Déterminant est -)-D, plusieurs procèdes peuvent donner les diverses valeurs que prennent les lettres «“ <'“ at, c'est-dire peuvent vérifier l'ensemble des opérations consignées dans le numéro précédent; parmi ces procédés nous citerons le suivant: on choisira pour ho tous les nombres positifs inférieurs à /D, et pour chaque valeur de on décomposera le nombre (&J* D de toutes les manières possibles en deux facteurs qui soient compris entre y~D–&, et ~îf- abstraction faite du signe, un de ces facteurs sera < il est évident que chaque décomposition donnera deux trinômes réduits.


vantes, iesmxnbres~ etc. étant entiers et petits: S' K' x"3.

~±~ ==~,=u ==-<

–<ï)

=+~ ==p. ==

a!

~+~ /ry at _& (f, ––––––S = <r~ ==C:~ == ~m~-t P)m-i –~m-)

~tt)t't'~<«t+t lry~, _f, c, <. f, h ~Szm.-f ~t~

–––-–= jt<m+t == ~tn+t ~m~ == ~)– Pim –"tm+t

!("4. 4. tfS.

Y, =4 9 {, ==-

y, =3. == -<

Y, =0, e, ==– –î,

Y:et ==~t-< =* ~t –~m-t

T'M-H == ~m ~*f<-) ~im+t~. S<«t-)

Ytm+!==~ ~.+t= ~tM+t–~

OH a dén)onH'é, n" 39, que la transformation du premier trinôme (~ – en un trinôme de l'ordre~, a lieu par le système .r,==<f~-)- ~.==~p-{- en admettant que les lettres A- soient, par ordre, les indéterminées des trinômes contigus successifs; examinons la nature des nombres

"t~~O !'?==~==~'=.' '±'==: etc.

'i't î' Yt <)' ~Yt- < x Yf~ <

A cet efïët, éliminons 40 des égalités de la colonne H" 3, les quantités p, p,, etc. 2° des egatités de la colonne n" 5 les quantités etc., ou a ~=-1 =–B,, f

~== /4(-B.) ==-(~B,) ==-B,,

~==-/<,(-B,)+B~+(~ B,+B,)==+B,,

~== ~(+B,)-~B,==+~B,+B,)==+B.,

p,==-{-B.)-B,==-(~ B,+B,)==-B.,

~= ~(-B,)-B.==-(~B,+B,)==–B,,

p,==-B,)+B,==+~B.+b.)==+~, f

etc., etc.


~==– ––A),

~==-(- ~)- < ==- 7~+~)==-

~=-<,(–~)+A,==-~(/<,A,+A,)==-~A,, i

~=+/<,(+~+\==+(~+\)=+A,, i

~==–/<,(-(-~)–A,=–t-~)==–A,,

~==-–A,)–&,==–(~,+Aj=-A,,

~==–~(-)-t-A,==+(/~+A,)=+~, i

etc., etc.

La loi de formation de ces nombres est bien connue, elle est, aux signes près, celle qui caractérise la transformation d'une grandeur en fractions continues, et si l'on établit les valeurs des expressions etc., on a Y' Tf' Tf'

~–0 () "!–~–i "'––B' "'–~–~ ~'–~d–&=' ptc ~–7' -f,t' Y.< v'Y~4- et on reconnaît que ces quantités 1° ont toutes le signe de < (dans l'état actuel nous avons admis, mais seulement pour fixer les idées, le signe positif); 2° sont les diverses réduites d'une grandeur L transformée en fractions continues, grandeur dont les quotients incomplets sont etc. or, notre but est de prouver l'exactitude de l'égalité L==' °, c'est-à-dire de prouver le Uo

lemme suivant

74. LEMME. Les quantités etc., sont les réduites consécutives de 1 expression ° transformée en fractions continues; constatons d'abord ao

que des égalités colonne n" et des théorèmes 7 i et 72 on déduit les faits suivants

~D+&. ~D+A.

[~'] ] ==n,. A, –~ te nombre Oi entre ––,– et ~D+&. bo

ou ':––!–" h t J.~

a, «,'

V'D-4-~ t/u+~t

[2] A, ==<tt –~ le nombre <!t entrer–' et '–– t/D+t b ,1

ou !.–!–- ==Ai +-

a, M,


~}) =:A, –~ i..no.ttLt-e~ entte~ ~.t ~+. "t-j-t /<,

t/D+~

"J e '«!

[2~+<] ~,==~ )<-n.m.brc~ entre ~-i- et ~+~"t-t-< 9 ~n-H

ou «.~t ~M~

[2~+2] ~,=~< tenombre ent.-e ~+~' et ~+~f "tot-HT' "tm~t

<“ ~+~.=~+J-.

"'«.~M

Ces pretiminatres ~taMis, recherchons la nouvelle forme que l'on peut doanet ajaquaottté~ or,ona(~)'–D==– ou ~~==– ou ° o y/D -f' °

L–– == –– ou enfin si on emploie t'egatitë finale de la première ligne \–~r"/

du tableau qui précède, on a "°== ––- [H] examinons actuellement la ~+-

"t

valeur de «,; remarquons d'abord que l'égaiité Gnale de [1] déjà citée donne == ou, en tenant compte de la première égatite du tableau qui précède, on a '––' == U nous reste à trouver la valeur du premier membre de cette dernière ~ga!ite; or, on a (~)*–D==–a,a,, ou == ou '== .-=–- ou enfin, si l'on emploie !Yga!itë thaïe de la secondf

ligne du tableau qui précède === –– et par conséquent = ––- ? o't .t Mt t

ai ~+~ $12 lit ~'+~ ïl,

substituant cette valeur dans t'ëgaUté [H], on a L '== ––- on est ''+,<;

re.


donc assuré que tes notubres sont lus premiers quotients incoatptets donnés })ar ia transfonnatiuu de ~––~ en fractions continues, et tu généndité de cette lui sera uue consé<{uence de l'exactitude d'une entité de la forme ~==.–i or, si i'ot) conserve les notations adoptées, on a i" ~+~'s=:A ) ,.“ ~D+/'<,–~p+t~)~~ 't ~t

ouennn si ronemptoiei'egatite JE-L-&i==–~ ou aura

–~n

rpi t

~+t «j~.t

.D=~=~u ~=~. 7

ou enfin, si l'on emploie l'égalité correspondante ~––==~4-~–, qui appartient au tableau précèdent, on aura

~u- d

M)

La comparaison des égalités [P] et [Q] démontre l'exactitude de t'egatité M,==~)-– et par conséquent prouve la mérité du lemme énoncé. Les fractions* ~etc. ont, avec la quantité génératrice L==*?, les Yt Y~ Y~ ~o

relations bien connues, relations parmi iesquettes nous remarquerons celles (lui nous seront utiles, les réduites impaires "?, etc. croissent, sont auYt Y9 Ya

dessous et s'approchent indéfiniment de L; 2° les réduites paires °'*etc. Yt

décroissent, sont au-dessus et s'approchent indéfiniment de L; 3" la quantité L est placée entre deux réduites consécutives; 4" les réduites "?ctc. sont Y)' Y.' Y) irréductibles; 5" toute fraction F dont la différence avec L est inférieure soit


L– suit a "M– vérifie les inégalités Ë~>«~ R>K, t''>+,, f~ 7'f-t-'

'>

t~a valeur positive donnée au nombre facilite l'explication si l'on admet la valeur négative de ce notubt'e, un calcul semblable au précédent démontre (lue les tractions ~etc. ont le signe négatif et sont encore, en valeur 'tl 11 7a 0

absolue, les diverses réduites de la quantité X. transformée en fractions ~)

continues; on peut donc établir t'ctat relatif' suivant des grandeurs citées, c'est-à-dire (.'tasser les réduites de la quantité génératrice par ordre de grandeur de la manière suivante

ft <'t «! <+t ~D–~ <'im+! «< *t

t < –– « L< vH ––––– –––

Yt Y: Y't Y" Y'. Yt f' ·

Nous avons jusqu'ici examiné les trinômes réduits qui -<M/tw~ le trinôme réduit primitif donné <'<!“&“ –?,); faisons un examen analogue pour les trinômes réduits fjui /c<~<« le trinôme réduit donné l'emploi des notations négatives régularise l'ensemble et donne la série suivante

[~tnt-t-O ~(hM-t) –<)m.).)][–'<L-<tow-t; ~<m+') "-t.).]"

.[–A-t A-) ~t]~-< –t][––t ~-t ~[~ ')

Si nous indiquons par .c-, .f les indéterntinées des trinôtnes réduits antérieurs à ce premier trinôme enfin, les lettres x, 'y, Y, etc., ayant été, par ordre, les coefficiens des indéterminées dans la transformation du trinôme (< &“ –~f,) en un trinôme quejconque de la suite qui a La première partie du lemme actuel conduit immédiatement aux cinq propositions connues et énoncées sur les réduites; toutefois ce pasMge demande peut-être quelques ectaireissements; on a vu, n° o!), que la loi des nombres <t==p), <'9==ft!, etc., Yt==B), ~=~i, etc., n'était pas exactement celle qui régit la formation des réduites d'une fraction continue, mais si dans l'emploi actuel que t'on fait de la loi du n'80, on remarque les trois faits suivants 1° les quotients incomplets –A,, –A, ~h~.t sont négatifs 3" dans le calcul des nombres e,, y,, la formation d'un terme quelconque exige, non l'addition, comme dans ta toi re)ativ< aux fractions continues, mais la soustraction du to'tne antépénultième; 3'')esforme'.nna)es sont toujours tes résultats de divitions, c'est-à-dire sont-~=: etc.; si, disons-nous, on tifnt compte de ces ft <t ~r

trois circonstances, un reconnaitra, et m''me on pourra facitooent démontrer d'une u<anict'c génét'ato, que toute complication de signes disparait dans le réxuttat final, lequel présentf exactement l'ensemble des réduites indiquées dans le texte. Remarquons aussi que t< tttéorcmcs. n"' 72 et 73, donnent la pt'riudc inhérente il tout trinùme réduit dont le !)<'tcrminaut <'s) -D, évitent ainsi la recherche et le classement en périodes de tous ces trinômes opération pt-hibtp c) jusqu'ici indispensable dans la résotution des équations dont le Déterminant ( :.t positif et non carré.


etc l'objet de notre premier examen, si nous posons tes étantes «.==<, ~==0, Y,==0, ~==1, ces quantités coustttuerunt les cuenicieuts des tndetc!'nunefs~ pour la trans(brmat!ou du triuume réduit («, –«,) en /< et si ators nous désignons par «t. Y-, K.)' «~t~Tt~a"" teseoef* ficients uecessaires pou)' les tratMfonnatiuos du trinùtne réduit primitif en uo quekouque de la série antérieure, la nouvelle suite fera avec t'ancienne, nue -<euie suite gcnerate prolongée a {'infini dans les deux seus, et ie< tbrmutes de tt'anstbt'maticns nouvelles donneront le tableau suivant

?f"L N'a. ?3. ~= == =~ ~)-t ––a-t

~-4-t*) 6 –––––es A_t e~ == /<-t.a~ '–'<t p-~ –«-: .+ ;== «-(i~.t)= /<«-~ –f~t~) ~~)=«-, «-h~ «-go

+ == <t~~)==–/<-<j).9~))–e-~ P-<t~)==<-<h~.< –«~))

?4. ?!

Y-t =–i i =0 0

Y_, ==–A-Y., t-t ==Y-)

Y- == A-t-if-t –Y-t =Y-<

Y-(t<t)= /tM'Y-<M –Y-<t"-t) ~-<'M.') T-tM

Y-<i~) == A-ftn+t) Y-<tM-') Y-'M ~-(!) == Y-(<~n)

ÉMminons r des égalités de la colonne n" 2, les quantités ~t, t(~ etc., 2° des égatités de la colonne n" 4, les quantités f~ etc. On a les résultats suivants

~= 1 = I! ==+A.

tt_,== == ==-{-A.~t

«~=– (A-,)–'t .1 ==–(/<A_{-1 )===–A_~

~== (–A-<) A~ == (~A~+A~,)=== A~

~=–~ (–A~)+ A~==+ (/~A~-)- A~,)==+ A~

~== (A~)+A_,==-t-(~A~-}-A~)==+A~

etc. etc.


Y. = 0 ==0 ==0 ~==–(–r~,) == ~,r~ =-t-r~ Y~== /~( r~,) !== /<(! ~+tL,)=+f-~ Y-=–/<( r~,)– r_,==– /~(r~+r. ,)==- Y~ == /<_( r~) r~, == (/~t~+r.)=-r'_ etc.

La loi qui régit ces grandeurs est celle qui a été indiquée dans )e cas analogue précèdent, et si t'en établit les valeurs des expressions 1- ~L*, etc., 'o~-t a~

on a '~==., 1~= ~!= –– etc. et on reconnaît que ces quantités «, t a~ A~.t <t~t A-! ont dans le calcul actuel le signe négatif, c'est-M-dire un signe contraire a celui de 2° sont, en valeur absolue, les diverses réduites d'une grandeur L,, transformée en fractions continues, grandeur dont les quotients incomplets sont A-tt A- 1 li- etc.; or, on peut démontrer le tetume suivant. 7S. LEMMB. Les fractions –1~,–~?, etc., sont les réduites con. sécuuves de la quantité L,==~-–L-?, transtbrmée en fractions continues. Constatons d'abord que, des égalités colonne n° t précédente, des théorèmes n° 72 et n° 75, on déduit les faits suivants

&==~.A, -&. le nombre~ entre y~+,~ et !L~' A(,-t-<

ou ~±~==/ +1 o+ °

<=<t.t –A-t le nombres entrer–t–! et "'I.

.1 ..u A(,-t-< ~!y-t-4 ~±~==/, h -)-1 li,+ï- /l~,

«e ° ~o

ua

~D+~, ~D+~, )e nombre a~) entre -––– et -–-–A-t-t-t /<~

~D+A_ i + i 11_1

JD+~- =Ir_, + 1

'-––!–– ==~t -4-

< '«..

~==<t.A~ –& te nombre a., entre', -'–* et '–~–' A-t-t-t

~D+~

«-<

·W y y ··y ··W viW ·W ··W y W ·W W v y rW W v·W m w y <)~=:<A_~ –& le nombre~), entre et "~+< 1

ou ~-n-~=~~ +–.

"-te. t~M

~+M = "-<n). A-<t~.t) ~+t) 'e nombre <(,) cntt-c 'T'i"~ et + b-(tm+l) '<tK-))'t-' "-<)m+t;

ou ~±~=~+~

/t-~t; ") ly


Recherchons ta nouvette &)rme que t'en peut donner a ta quantité –~–~– rf,

<h.,ona~D==-~«. ou -==––- ou =~±~==––!–– '0 0 1 u, vU bv (/1 f' \r'~

nu enfin, si t'en emploie t'égatité finale de la première tigne du tableau précèdent, '=== ––, [K]. Examinons actuellement la valeur de «“ remarquons (II .7 l'u

d"aburd c 1 ue g alité finale dé'è citée donne vL±~°- ="-°~'° i ou, en tenant d'abord que Fegatité finate déjà citée donne ~–±-<'J~ (~~nt compte delà première égalité du tableau précédent, on a ==-:}! nous a o

reste a trouver la valeur de cette dernière expression; or, on a (~)'–D=–<«“ t/i5–&~ <i ~t)–&-< < ou '–––- = ou -–––- === –=–-–, ou enttn, s< t on emploe yD+~ /i/J~+~ \r~~rv

t'égatite finale de la seconde iigne du tableau précédent, ~–H-~=:–––~ A

~+~-

r~

Substituant alors convenablement dans t'égauté [K], on a "== –––. "0 /JL~.

~+«:

La loi générale sera prouvée, comme il est dit dans le cas analogue précédent; par consé(}uent, le lemme est démontré, et t'en peut établir, comme suit, l'état relatif des quantités ~=*etc. et L,, savoir:

f), tt~t tt~.j

1=* ï-=* L .1-=* 1-=*.

«,' < 'a- ?- <t~'

Ces grandeurs ont entre eltes les relations inhérentes aux fractions continues, relations indiquées dans la partie analogue du cas précédent, et notre remarque sur l'état positif ou négatif du nombre a. est j~teinement applicable au cas actuel. Constatons, enfin, que les relations qui existent ° entre les fractions "'etc. et L==i-~I~; y entre les fractions 1=*, etc. -rt~ "<)'<t' < et L,==~– peuvent donner la période inhérente a tout trinôme ré-


duit donnai mais ce procédé est moins simple quccetui qui est indiqua n° 72 70. t.EMMK. Si te trinôme réduit («, – dont le t)eto minaut positif non carré est-U, devient le trinôme téduit (A,B.–AJ, par le système .==~+~ == la quantité est compt-ise entre :#= "0-1'1 {-oYI )'0 = ï.p.~1 4e.; 1 a quantlte (/0 est coli~1)1.ise enu' et pourvu que t'en n'ait ni ~==0, ni ~==0, c'est-H.dire pourvu que tes limites soient finies; en prenant le signe supérieur du tadk'n), tot'sfjuetestimites pt'écitees, d'une part, et le nombre </“ de l'autre, ont le tneme signe; et le signe inférieur du radical, Jo'sque tes limites, d'une part, et le nombre n,, de t'autre, uni des signes contraires la quantité est comprise entt-e et pourvu fil çro ~u

quet'on n'ait ni K.= 0, ni ~==0, et en prenant le signe du radical comme il est dit précédemment. Remarquons d'abord que t'énonce générât de ce lemme ad met implicitement que les limites ont le même signe or, effectivement, cette circonstance a toujours lieu; ia transformation de –<~) eu (A, B, –A,), par le système ;c.== ef~)- ~,==~+~ exige clue les nombres «, otjeissent a la condition «~–==< donc les limites présentent des fractions h'réductibtes; en outre, de cette même condition ~,–~=~ on déduit que les nombres fractionnaires ont le même si~ne* L'hypothèse Y<, c, e.

admise dans t'énoncé donne les six egntites suivantes, donUes quatre dernières sont des déductions des deux premières

[<] ~+~-<Y.)'==A. [~ ~+2~A-==-A. r. ~±~ r.. [3).= V tlo cya [4] °o V `t° OJ pj 110 ~J M ~+~ ~+~~+~ ~ri <?t s

Les trinômes réduits dent le Détemunant est +D sont distribués en périodès dont le nombre de trinômes est pair, n* 7!: par conséquent chacun des deux groupes, t" /'< /<<, ~A.==~ ~==/)=~, /L~)===~. ~~==~,)icH)a.n6me~nad< offre un nombre pair de termes et t-eparaît dans le mime ordre indctiniment si donc chacune deexpre~MM' "0 "r.vp. + est, dans les conditions stiptttccs, n''<iuitc en fractions dite" continues, chacune de ces dernières fractions prcscnte des dénominateurs ou, cotntneontch nomme, des quotients incomplets en nombre pair, fcsqufts t-eparxisiient ensuite dans le nx'meurdrc on retrouve ainsi le théorème bien connu sur la réduction d'un radicatt-att-t-en fractions continues. Voy. note du n" 77. 9')


Chacune d<'s deux cicconiHances indi<)uées dans t'énonce générât présente deux parties, et t'expticatiou sern ptiw claire eu la subdivisant comme suit t'" PAMTf): ur )" Cts. t~s nombres et ~ont le moue signe; par suite, 'f't ~'t

)<'s produits ifunt positifs; un doit dune, dans chucunc des équations j~j et )4], adupter le radical a Fêtât positif; d'ailleurs, les nontbrcs A. et A, ont )c mente signe; ainsi ta quantité \D est certes ntacce entre t/))4- et t/))– par conséquent est entre "'et

1)01. est Y.

!t' PAHTtti or fi'' (:As. Les nombres et I", ont des signes contraires *'t Pt

par suite, les produits ~s, ~9 sont natifs, puisque les oontbt'es < et ont le même signe; on doit donc, dans chacune des équations [5] et [6] adopter le radica) à l'état négatif; d'aUteurs les nombres A. et A, ont le même signe; ainsi la quantHé – </D est certes ptacée entre t/D-~ et t/n-t- par V t~ V \roJ

conséquent est une grandeur placée entre et

*e ro

.!f PAMiE De Cis. Les nombres < et ont des signes contraires. On *h

a démontré, dans le paragraphe précédent, que si les quantités ont <~ Pe

des signes contraires, la valeur de~-vD_L~ est ptacée entre et °"; or. <" tes fractions ont le même signe, et ce signe est celui des mêmes fractions renversées Y! 2<- t'égatité (~–D=-ne ~~9=-– "e –~b-(-t., par conséqueot, puisque la valeur est ptacée entre les fractions et ~t f,

l'expression renversée ––––, ou son égale sera une quantité placée entre < et 6 -v~D+A. Yo

PARTtË Dt CAS. Les nombres a. et ont le même signe. On a démontré, dans le premier paragraphe, que si les quantités ont le


mêtne signe, la dateur de~––"est p)actnc))t)c ""et t'expressiun )pm(;)'~t nii-tite signe, la %aletii- de a, est °° C t'u son egate ~–I'–ï, est dune ptacce entre et

OBSER\'ATtOK. Si t'en appro!bndit les quatre raisonnements qui précèdent, on reconnatt que le caractère générât qui a})pm'tient aux deux pt'emifrs, ne ;.(- ) <trouve p)us dans les deux autres ceux-ci admettent impHcitentpnt, )f prennu'. que les nombres et le second, que les nombres et ne soutpasuuts; o< eflectivement, ces états nuls sont inadmissibles. ')" Admettons les tnpothcscs ~==0et~de signes contraires l'égalité <t.~–Y.T==:4 douneators ;~==±:1, *===t: < pat-conséquent, )~gatite[4] devient A.=–j ah)st tt's nombres A. et par suite les nombres A, et (1,, ont des signes contraires; le radical de i'égatitë [4j doit être négatif, puisque l'état contraire donnerait le même signe aux nombres et or, ce radical négatif donne ",> ~–j; > ~0 C~ f~

ou, puisque )e trinôme (~–<) est réduit et présente ~<; D-)-~ on a certainement ~;> 1, et les hypothèses == ± nombre entier, rendent cette

conclusion inadmissible. 2° Admettons ies h~otheses ~==0, et de Yo

signes contraires regante ~~== donne alois ~==±1, ~.==±; t'egatitë [2] devient ~==:Aj, et partant les nombres ~et A., ont le même signe; le radical de l'égalité pj est négatif, et cette adoption est inadmissibte, car elle donne > <. 3" Admettons les hypothcscs -)'(.==0, t't de mêmes signes 'u p~

on a alors «.==db~ ~==db< t'éga!ite [~devient/== A.; ainsi les nombres n, et A, ont le même signe; le radicat dei'égatite~6] est alors positif, mais de cette adoption on déduit la condition impossibfe ~> 4° Admettons les bypothcsps ~==0, et et de mêmes signes; on a ators ~==±~, -==:+= < regafite [2] devient –A,==< Le radical de i'egaiite ~5] est positif; mais de cette adoption on déduit la condition ina.hnissibte ~~>

~y. t'n~oRt;Mt!. Si deux trinômes réduits sont pquivatents, l'un d'eux est dans la période de l'autre, les trinômes réduits donnes~ == i~ ~– r'.=(A.B.–A.) ont les indéterminées .t. X. ont le même Déterminant -t-D tt' premier


trinôme devient te second, par !e système ~=/'X~/Y., ~==/{-<yY~ on a catcuté les ootnbres rentiers; )a période du trinôme c'est-udire la suite indéfinie, dans les deux sens, des «montes réduits itmérents a/,i 2" tes systèmes correspcodants qui opèrent la transformation de en ces derniers trinotnes les résultats donnas {)ar les catcuk sont tes suivants ./L, t .“ etc. L~m~-(m-t)=F«-(m-~ .)~-4–t –M-t~t~) <?<)~–~) –f<(<'t<ï, ~–</).±~m~=F<U~C' T-m?-.7-m~<-)~'?-)3-< 7.y. ~PtY~t '~tYt~YM~.ctc. Les couptes .y, .t, etc. /etc. imtiquent les ludeterminees des trinômes~, ./“ etc. /L,, /L,, etc., chaque système «, -~représentant l'ensemble descoenicients de la coupte .c/, qm opét'e la transfbnHatton; ainsi, par exemple, .~==!)(,{- ~=~-t-transfbnne/.en~. Ces prêt!' minaires établis, et rappelant que le système ~=~X,Y., ~,==~X,-{-yY, transforme en F,, nous démontrons que cet ensemble de conditions amène t'une des deux circonstances suivantes; ou bien le nombre est egat au premier terme d'un des systèmes, a«~, par exemple, et alors on a les égalités /==~, /~==~! ~==~; ou bien Je nombre –~ sera égal au premier terme d'un des systèmes, a <:“, par exempte, et alors on aura les égalités –~==Pn) –==Ym< –~==~; dans l'uneet dans l'autre circonstance, on aura évidemment !==/“; la démonstration esf une conséquence de l'examen des quatre égalités hypothétiques.

[1] ~+2~==\, [2] ~-t-)-==B., [3] ~+2A~=-A,, [4] ~==-<;

examinons d'abord et successivement les divers cas de nullité de l'un des nombres l, p, y.

A == 0, l'égatité [4] donne == ), de là /== :±: == l'égalité [1 j J donne –<==A., l'égatité [2] donne "==qp~; ainsi dans l'hypothèse actueUe,IetnnômeF,==(A,B,,–A,) est [–a, (–±:o[,~ M], ilestdonccontigu au trinôme /.===(~ A, –c, ) et puisqu'il est réduit, il doit, dans la période de~, être placé immédiatement après on a d'ailleurs, n* S9, ===–~ et par conséquent on a

~==.<,==0, ~=/==p,==–~ r qp~==~,==~ r =Fy==~,==–


2" /==(), t'égala ~4J donne ~==~ de la ~==±~, ~==d- t'édite [3j donne ~== A,, i'égatité [2] donne ~– M.==±~ or tes ttinomes et/. sont réduits, donc les deux non)b)'es et B. sont placés entre \U et \t)q=~ n" 69, suivant que ce dernier nombre est positif ou est négatif, on a donc ~=:B,, et parsuite~==0, de là d=~==ot~, /==p.=0, ~=~=0, d=~===~==t, et les deux trinômes et 1\ sont identiques;

K" ~==0, régatite [4] devient ~=4, de là ~==±:<, ~===b~, t'e~ite [~ donne ~==A., Fegatite ~2] donne ~–B.==f=~ on a donc, comme dans le cas précèdent, ~=B,, et les deux trinômes/. et F, sont identiques; 4" ~==0, i'egaUte [4] décent/~==–<, de là /==±t,~===p:1, i'égatHé~J donne ~=–A,, t'~gatité [2] donne ~B.==±: on a donc la suite d'ega.tités±:~==~==~, ±:/=P-,==<, ±:~=~=–~<y=~==0, et dans la période geMérate indiquée le trinôtne F.=(A. B. –A.) est égal au trinôme .==(–«-. ~).

Démontrons actuettement l'exactitude du théorème lorsqu'aucun des nombres entiers~, ~,y, n'est égal à zéro; et remarquons d'abord que les nombres fracA- 1 p q 1.' 1, b d, tionnaires ) -t~ avant nécessairement te même signe ces nombres d'une part, le nombre de l'autre, peuvent avoir, le même signe; 2" des signes contraires.

f Ces. Les nombres ont le même signe. Si nous conservons

les notations adoptées dans les lemmes précédents, et si nous désignons les {factions

*'–$ *?–& ~–& ~===~ ~~==~' ~~==& etc.; Y,$t' ~S,ft, f~ Y~i YM.' lf~+. S~ etC.; par <p, <pM.+, <h~.< etc.

Si avec les nombres entiers /?, dont aucun n'est nul et qui vérifient j'cgatité /y–=i, on forme tes quotient&- et ces quotients ne peuvent alors avoir des signes contraires, remarquons, en effet, que si les deux éléments de l'un de ces quotients, que si, pat- exemple, tes nombres et p constituent un quotient positif, c'est-à-dire que si les nombres et p ont tous deux le même signe, soit positif, soit négatif; les nombres et ne peuvent alors avoir <)<'< signes contraires, c'cst-a-dire ne peuvent donner un quotient m'gatif, conclusion à tmjttL'ttc conduit t'egatitc hypothétique ~–~=i; d'ai))eurs, le signe dt". deux nombrt's fractionnaires est aussi celui des nombres fractionnaires


On a pt'onv~, n" 77, t" <}ue la quantité irratiotmene !.==~!–~ est a!ot'.

'-ontptMe entre et que tes diverses redoites de cette même (ftantitc L ttaHsfbnnpf eu fractions continues, sont par ordre tes fractions

?.?.?~ <?~,etc.

Joutes ces grandeurs ont le même signe, et nous admettrons, mais seulement pour fixer les idées, que ces réduites sont positives, 2° que dans les deux groupes ~M} et [Nj les quantités croissent par ordre vers la droite. [M] 1-~ o,, L

[N) f, ?, ~+,L- on ll L.<~ 0

Quelle sera, dans la suite pS], la position du nombre fractionnaire ~? la position a la droite de est inadmissible en effet, dans tout le cas actuel, la quantité 1, étant ptaeép entre et si i'inegatité > était exacte, on aurait, t" ta quan. tité y, placée entre et par suite le dénominateur de serait supérieur au nombre q; 2° la fraction serait placée entre ~,==() et par suite le nombre y serait supérieur au dénominateur de et ces deux conditions finales impliquent contradiction ainsi, il est démontre que ta fraction est CM une des réduites <~ etc., f/K ww/ est placée entre deux de ces réduites. Si, après avoir rappelé t'inégatité admise > nous supposons que la fraction est placée entre et it est certain que cette hypothèse amène t'éga.tité ~==~ en etïet, 1° les réduites etc., sont supérieures a ta quantité L, et déc'-oissfnt; tes réduites etc., sont inférieures a la quantité L, et croissent; 3° la fraction est supérieure la fraction 4' la quantité L=~J' est ptacée entre et on a donc afors ta suite dé.<y /J'

croissante [Hj 'p~ L, si l'égalité problématique =~+. est


inadmifHiibte, cette fraction j- est~ dans [Mj, ptacee à droite ou a gauche de ta réduite y, or, la position a droite, c'est-à-dire t'inégatité <( au)eu<' les conclusions, <" la fraction < placée entre et par suite le dénominay

teur de supérieur a ta naction placée entre et ~+,; parsutte le nombre y supérieur au dénominateur de <j~ conclusions finales contradic. toires la position à gauche, c'est-a-dit'e !'inéga!ité ;> donne les conctusioos, 1 la fraction ptaeée entre et par suite le dénominateu)''y supérieur au dénominateur de ia u'action ~t~, placée entre et par supérieur au dceunrinateur de qw"+,; a 'l'actIOn placée entre~~ et par suite le dénominateur de supérieur à y, conclusions finales contradictoires; concluons, les égatités~==~+,==~==~ sont doue exactes; et «

puisque les fractions sont irréductibles, on a p~==d=/, ~==±:c. Les hypotttèses premières établissent que le trinôme réduit/==(~ &.–r<,) devient le trinôme réduit .“ par le système ~== + ~= Y~ +~.?., i on a donc les égalités suivantes liées aux égalités [<], p], [3], [41. [5] ~)'+2~-y~ –==±< P

[6] ~+2~===p~+,, P

~J ~+~+~TfJ–==~ o [8] <'A-=~.

Si dans l'égalité [8] et aux nombres P~, on substitue les valeurs ±: ±~, le résultat est <y~–~==±< or, cette dernière égalité réunie à t'égatité [4], donne ~=p~–/(~q=/~==0 ou ~~==~; ou ennn ~=/7±/, donne q(«, k) l \7$M ::F--I)=O '(1Ia::¡:P r! ou enfin

~==~=!=~; si dans l'égalité [7] et aux nombres o~, on sub.stitue /±: ±/, /'<y±/~ ±y, le résultat, en ayant égard a [2] et a [3], est /-(–.A,)-B.==~, or, les trinômes F. et étant réduits, on a certainement ~==B., par suite /-=0, ~==±A, -~=:±: ainsi t'hypothesc admise nombre ptacé l entre et < amené l'égalité -===~ == nombre placé entre T!m et amène l'égalité p If, 'Ç.'


Si ~w/-< on avait admis t'cgatit~ === on aurait eu évidemment ±~==<t, ±/~==~, et dans les deux circonstances, la comparaison des égatités~ et [5] donnerait .==±: 2" un calcul analogue au calcul précédent et fait avec les égatités [8]), [4J, [7], donnetait /'A.-{-B.==~ et de !) ~===~) P' ''u'tf /==0, ~==~±/, ~==±;y, 3'TexatMe)) simultané des égalités j6J et [~J donnerait –A,==d=~ les deux tt'iu6mes réduits F. et~~ sont <tonc identiques. On peut d'aUteufs prouver que le signe de k et de p, d'une part, est celui que doivent avoir, de l'autre, les nombres et </ reprenons les egahtés ~–~=~–==~cn déduit

M 4–~==~ t

admettons l'exactitude des égaUtës ~==- ~==-}- l'égalité [Q] donnera ~–)==/~–) ou ~==~~s; si alors les egatités ~=– ,l, r Y 'tm

~==–<? étaient exactes, on aurait évidemment ~===~, ~=~, et la condition ~y–==~, rend ces dernières égatites inadmissibles.

2' CAS. Les nombres “. ont des signes contraires; nous indiquerons seulement les points principaux de la démonstration qui est semblable a celle qui précède. Le lemme n" 76 prouve que, dans le cas actuel, la quantité ~tjest placée entrer et ainsi, en admettant pour fixer les idées, l'état positif de < par suite t'inégatité en va!eurabso!ue~~> enfin, en désignant par <?“ <p~) <p-.(~,+,), etc., les (ractinns Y=l. Y-) ]L'? T- e.c

~<

on a par ordre de grandeur les deux groupes [M,], [N,] suivants fM 1 –– V D -t- bo </

tM,] ] –– ou L, '1

C~s ~n · p~ V D ~~t 'i- Go ou 1 ~s~n-1n · n~_a ~-a

[~] ?. ?-< t-t.?-~ ––~–' ou L,<j~+, <" La fraction ne peut être placée au de! c'est-à-dire a droite de <j)~; 2' l'éga!ité == <p_) = ~=~, amène I'égatit~=~; de la position


'te ;< droitM dc~ ou déduit deux faits contradictoires la fraction~ est piac.'c 'jttf.- et dooc le nomt~'e est supérieur au dénomittateur de < ta ttix t'on est pjacée entre et dune le dénominateur de est supérie'u an uombre t'exactitude de t'cgaiité == peut être demotttt-ee cumm~ ."it; si Ja fraction n'est pas (gale u unedes réduites <,K. cette Ct'actiot) sera ptacee entre deux de ces réduites, par exempte, fntre t't ?-+.) '~) dénontre alors, comme dans ie cas précèdent, que la ft'action est nécessairement égale :< ~~== ~~=; par suite on a les égalités /~==d=< “, ==±' )nais, dans Jes conditions primitives, on sait que le trinôme réduit /.==~–~) devient le trinôme réduit .==f±:H~. ~), par le système .=~+~ ~,==-t ~-f- on déduit trois egatites que l'on réunira a J'egatit~ ~–==~, et aux édites ~J, M' t.S]' P'i de cet ensemble on déduit, que le terme A, du trinôme réduit F., est egat au premier terme du trinôme réduite; 2" que te nombre ~.+~ est exactement divisible par le nombre A.; ces deux dernières conditions, l'état réduit des deux trinômes F. et y~ prouvent l'identité des cieux trinômes. Ces considérations démontrent l'exactitude de l'égalité

V_7-)

t-t par conséquent nous sommes parvenus a prouver la vérité de cette assertion, en supposant, pour un moment, que cette assertion était inexacte; si on suppose priori ?==~; on démontre, en emptoyant les é~atités admises dans la supposition analogue du cas précédent, que t'en a ~==:I=' enfin au moyen de t'égatité

~== < = ~–?-

on prouve que si t'en choisit pour y et les nombres <L~ avec un signe déterminé, on devra choisir pour et les nombres e.~ avec te même signe; ainsi les deux trinômes réduits F, et /i~ sont identiques. 7H. PKOBtiME. Ët~nt donnés deux trinômes F.==(A(~Aj,=='< de même Déterminant positif non carré, reconnaitre si ces trinômes sontéqui.


vatents. Cette recherchf a une utilité qui justifie l'éuuncé particulier que n"us :)d"pt')n<i, mais !a dcmonsU'ation est tettement tacite, (ju'unesimpte indicati(U) ..era sxHisantc; ou formera les deux trinômes réduits i'et/; inhérents au\ uittômes donnés, un catcutt.'ra, n"7~, la période de l'un de ces trinômes x~tuits. de par exemple, et l'équivaltoce ou la non-étmivatencf des deux ttio'unps proposés sera indiquée par la présence ou par l'absence de dans ta peri"de de

7~. PxoBLK.~K. Étant donnes deux trinômes ~===(A.B,At),==(~ detnen)e Uet.et'nunant positif non carré, et qui, en outre, sont équivalents, tt-.tttver une transformation de t'un en l'autre. Le théorème n" 71 donne t<' moven de calculer deux suites de trinômes contigus, l'une des suites commençant par F. l'autre commençant pary., et chacune étant terminée par le trinôme réduit inhérent au premier, on a donc

)P] (A.. B.. A.) 'A, B. A,)(A, B, A,)(A,(±A~ B~A~), [Q] (~ M,) (~, ~) (~ ~) (~ (±~ =P<~). Les deux trinômes primitifs sont équivalents, donc ils présentent deux cas, ils sont identiques ou l'un est placé dans la période de l'autre l'ensemble oSre quatre circonstances, et nous démontrons que l'on pourra dans toutes, et avec les deux suites [P] et [Q], constituer une série unique de trinômes contigus, série dont les deux trinômes primitifs seront les extrêmes les deux triHÔmes réduits peuvent être identiques avec ordre direct ou avec ordre inverse l'un des trinômes réduits peut être placé dans la période de l'autre avec un ordre direct ou avec un ordre inverse.

~"CAs. Identité avec ordre direct; on a les égalités A~==< B~==~, A~.j~=~ les deux séries [P] et [Q] donnent la série unique

(A.B~(A,B,A,)(A,B,A,)(A,

.)(A~ B. A~+,)~–~ a,)(~. ~,)(~, .)(~ ~)(~)! on pourra alors calculer un système ~==Mr- ~,==~ qui opère ta transformation de (A, B~ A,) en (<?, /7,).

2' CAS. Identité avec ordre inverse; on a les égalités A, ~=&


'~+t==~ ces deux taries [~ et ~Qj donnent ta séné unique ~A.A,~A,~A~A.

A~(~ –~ .)~, <-t ta <;onc)usion est celle qui est indiquée dans le cas précèdent. :<" CAS. Sitnpte préseuce, ordre direct de r< dans la po'todf dottOMpat' ''A., t~, A,); calculons d'abord, n" 72, la p<h'iodc donnée par ce det'ttie) trinôme, en admettant, ce qui est permis, que le premier trinôme deccttf période soit ~A, B~ A~), ot) aura la série

(A.. A~, ) (A~, .(H., K. Hj ~H. K H.+,, etc.

Admettons enfin l'identité, ordre direct des trinômes (c< &“ H, et H, h. H. de ces conditions on déduit ~==H., ~==K., ~+,==H~ si actueitement nu intercale un trinôme réduit oppose à («“ ~+,), on formera la série (A, B.. A.) (A, A,)(.)(A. B. A~,) (A,+,(H. K~, HJ(~~ (~4., ––<“ ~) (< –– ~)(~)(~ ––~ ~,) ––~ <?..); la contiguïté de ces trinômes est évidente, et notre conclusion est celle qui est indiquée dans les deux cas précédents.

4" CAS. Simple présence, ordre inverse de (<!“ &“ a~,) dans la période don.née par (A~ B~ A~~); si cette période est celle qui est donnée dans le 3' cas. on a H~,===~, K,==~, H.==~ on obtiendra, en supprimant !e tt-inôn~ réduit (~ ~n+t)) la série unique suivante

(AAA,)(Â,B,A,)(A, .)(H.t~,H.) (H.K.H~,) (~(~)(~ l'état contigu de ces trinômes est évident, 1" depuis (A. B. A,)jusqu H, K. H. inclusivement; 2" depuis (<[, a,) jusqu'à t'extrémité; il suffit donc d'éta. blir t'état contigu des trinômes (H, K, H,) et (<i', ~) or, on a ~==H~, et l'égalité hypothétique '==E (nombre entier) est réellement i'egahtc


==K, donf notre eonctusiot) est encore celle qui est indiquée dans tes cas précédents.

Si)estrinô)))es F..ct sont improprement équivalents, )(.' trit)"mt. -.oa proprement équivalent au trinôme dont t'oppose est, n" ~7, F. ur, )t; pr")))<'me prudent donne ut)e transformation de/~en et si cette tratisforma)in)) a ticu par te système .ï,.==x.t,===~ o~ )'<'c('))uait tncik'mt.'))t <jm' le tnnu)Me/ devient F., par le système ~==9f.<)–t)~u==T~–r 80. Les trinômes dont Je Déterminant est un nombre positii non cat're, ont des analogies avec ceux dont le Déterminant est négatif, mais ils présentent des <)it!icu!tes plus sérieuses, néanmoins on a pu remarquer que ces din)cu)tës sont essentiellement pratiques, !e but théorique est le mente; un trinôme de cette nature étant donne, on doit rechercher un second trinôme équivalent au premier et tel que i'on puisse, en tenant compte des deux trinômes réduits inhérents aux deux trinômes connus, constituer une série de trinômes contigus, série dont les deux trinômes primitifs seront les extrêmes; ainsi la règle finale indiquée, n~ 87, sera encore notre guide dans l'étude actuelle. Htant donnée à résoudre, en nombre entiers, une équation A/.t'J'-}-2B./t't-A/==M, dont le Déterminant positif non carré est D==(B.)'–A.; on cherchera une solution :) de l'équation auxiliaire Z*–D==M.S, le nombre z, étant non supérieur a cette solution et les coefficients A. B. A, du premier membre de h~fjuation proposée, constitueront deux trinômes (A, B., A,) et (M~ on déterminera, n° !0, les deuxtrinûmes réduits inhérents, et n° 72, la période de rnn de ces derniers; s'il y a, entre les deux trinômes réduits, l'un des '~tats relatifs suivant ~identité, soit ordre direct, soit ordre inverse; '2° simple présence, soit ordre direct, soit ordre inverse de l'un des trinômes dans la période de l'autre, on sera assuré que la solution s, de t'equation X* –'D== M. S ~.)< ~M/c/~ à une solution de l'équation proposée, on pourra alors former la série de trinômes contigus successifs

(A~A,)~.A,).y.)(.,±~;

de lit, par conséquent, on déduira une transformation de

F,=rA.B~,) en ~==(<)==(~±:~M)

et si, les tettres.~ x, y, étant les indéterminées des deux trinômes, cette


mutttfunnationatKJU par le système ;t'==et.)- ~==Y. un a tt"' f.ots suivants, <==: y,==~ est une solution de l'équation proposée A.,<+2~+A~-J==M.

< --= x == est une sotution de t'équation conjuguée

<'t par suite soit l'équation auxitiaire

t'ctte seconde cquati<~n doit être résolue en suivant la méthode indiquée dans f:) partie précédente, c'est-à-dire être d'abord transformée en une autre dont ii) forme est .c*-{-== P l es nom!)œs et P étant positifs le premier étant inférieur au second, et celui-ci étant premier ahsolu; cette transformation a tien par !'éga)ite4S==M–1 et l'équation [H] devient

enfin celle-ci soumise aux essais Indiqués n" 47 donne 239.3==15'2'.123, de I:) tableau Vit, n"46, 2/=15, ~==7, /{-==='t72, doncM==516. ~==d=35~ si un emploie les (ormutes généraies n° 59, toutes tes solutions de l'équation [C], rangées par ordre de grandeur, sont~=±H2, M ==53, z==±~t27, M==68, ~==±3~, M=516, ~==±3CC, M==56~. ~==±-590, M==~457, etc., etc.; or, on at'égantô 4S==M–-); donc si, après avoir diminué d'une unité les valeurs de u, on choisit les multiples de 4, et si on opère la division par ce nombre 4, on a s,===h 112, j,==~h ~,==±360, .r,==140, ces derniers systèmes représentent, parmi toutes les solutions de l'équation auxiliaire primitive [B], tous les systèmes </< pour t'équation proposée, on devra donc soumettre à l'essai quatre couples d<trinômes; nous choisissons la couple

A.)'+2B.+A.(~'=.

Kxt;~)'j.B. Soit i'équation proposée

~) .+~ + 20~ =95<i

[H) 1 X'6=95G.S;

fC] Z'23==239~;

fD] (4~420) [Ëj (95C36C~40~;

Voir la note seconde indiquée n" 00.


it's <)in«mt"; réduits correspondants sont, n" 70,

;))'! f–4~)4) [E'j (4 t0–/t; )J a donc, entre les deux trinômes réduits ~)'J, ~E'J identité a~c urdt'c i))\c-rse o" 7' 2" cas; nous sommes donc assures (jue la sohttio)) 3,-==~u(', t,==)4U de l'équation auxiliaire X'–H6==UjCS, c.)/ /f, «~w~ i) ) f~uatio)) primitive proposée; 2" que l'un peut f</< les deux trinômes j))j et [R~ par la série de trinôtnes contigus successifs

4 <4 20. ('20 u –4) (–4 10 4} 4 –~ 52) (52 –8u )4U/.t40 306 9:)ti; )< problème, n" ~9, établit le passage du premier au stxieme trinôme, et si les indéterminées de ce dernier sont désignées par ),, la transtcrntatiot) a lieu par testateurs .t'==')0.r,-}-27~ ~,==–l~–35~; par conséquent )' le système ~==27, ~===–35 est une solution de l'équation proposée '< /-t-28.(.+20(~/=95G; 2" le système ~== tO ~=–13 est unf sotution de l'équation conjuguée 4 ~J-{-28~j;{-20~J''==')40.

<U-:(:KKM:HES SCR LES TRtXOMES MJXT LE UÉTERMtXAXT EST MSfTtt- ET CAHRE, DES TRtXOMËS RKDUtTS.

81. Etant donné un trinôme F..==(A. B. A, dont le Déterminant positif carré est D==~'==:(B~'–A~A,, nous appelons trinôme réduit le symbole numérique (<7, M,), qui représente, comme (A, B, A,), une solution de l'équation Z'–~=M.S mais le trinôme (~ &, M,) vérifie en outre les conditions le nombre entier <7., compris entre 0 et 2~–'t, inclusivement; ~==A, ~,===0 les r~. cherches suivantes font connaitre le trinôme indique.

L'égalité fB.)'–.A.A,=~ donne

fp*, ~–A, i?"

L J A, '<+B.4/

en désignant par une fraction numérique irréductible; or, cette dernière

condition amène lâ possibilité de la résolution, en nombres entiers, de l'équation indéterminée <?~'–~===~ par suite de cette dernière résolution, on obtiendra quatre nombres entiers «,, go, lesquels pourront


turmer un système ~==~'t-)- ~o==~<-t-~t et ce système changera le trinôme proposé (A, t~ A,; en un trinôme équipaient /=/<t), et si )<' nombre est entre les titnitcii U et 2/t–) inclusivement, ce trinôme est celui (font on fait la recherche; il otjéit eneetivement aux conditions ~==/ «,==<t la transforntation indiquée donne les égalités

j J == A~A + ~A + ~) + A, >

JHJ ~==A~'+2B~+A/

Or, si l'on emploie les é~aitt~s A,,h==~(A–B, Â~==–<b. déduites de la condition ~E], les deux egatités [<~ et [H] prennent la Corme ~==~ ~,==U. Si le nombre pretïuer terme du trinôme calculé /,== ~6,), n'est pas limita par 0 ct2/f–1, on cherchera le plus faible reste positif entier .a., de la division ~==<)- ce reste sera limité par 0 et 2A–~ alors le trinôme réduit cherché sera (~ M,), c'est-à-dire (/~ A 0) en effet, ce dernier trinôme est manifestement réduit; on doit donc prouver qu'il est équivalent au trinôme primitif proposé (A. B. A,) or, celui-ci est équivalent au trinôme intern~diairt ~)==(~ 0); 2° t'équivatence des trinômes («“ /< 0 et M) est dcmon. tréeen se servant de t'ëgatité ~==2~-{-/?.; on reconnaît, en effet, clue le trinôme (~0) devient le trinôme (. 0)par le système ~==.c,, ,~==–y.r~ lequel système vérifie la condition génerate ~–~==~ 1' donc caicu)ct un trinôme réduit équivalent à un trinôme quelconque dont le Déterminant f'st positif carré: remarquons, d'ailleurs, que le nom est la seule similitude qm présentent ces trinômes comparés aux trinômes réduits calculés dans les circonstances analogues qui précèdent.

82. TnKOBÈME. Deux trinômes réduits (~ A 0) et (~ 0), qui sont équivalents, sont nécessairement identiques. Si le système qui établit le passage du premier trinôme au second est ~==«~f,-{- ~==~{- ~Jo on a tes égajit~s 1 rr 2lsxri u ~2~ u x°(, c ` 7 = li, M «'+~-==~ r M ~+~A+~)==~ [3] ~/+2~.=0, [4] ~–f~.==~ De l'égalité [3J on déduit l'une des deux égalités ~==0, ~2/~=0; mais la seconde est inadmissible: soit en effet, <:<)-2A~==0, les égalités [2~ et [4] donnent ~K,-t-2~==0 c'cst-a-dire <2~==0, résultat qui,


par smtu de l'égalité [!{, annulerait te nombre «,; un a dune seulement ~–n, f't par conspuent un a «.=t ou ~==±:t t'egatite }')) devient aio.s t: *2//y,==~ et puisque chacun des nombres~ et est entre les limites 0 et 't, tu nombre y, est nut, t't delà F égalité obHgatoh'e ~==~< qui pmu\f' ~tat identique des deux trinômes réduits donnas.

~5. PnoBt-MtE. Etant donne:; deux trinôtnes t'==(A, B,, A~ et d~ metm' UeterminaMt positif carré /(", reconnaitrp si ces trinômes sont Mjtthait'nts. On catcutera tes deux trinômes réduits t'tCt/ inhérents aux deux trinômes pmp"ses, et t'etat identique ou non identique de F, et inditjuera t'Mjuivntfuce on la non equi\a[en(;e des trinômes proposes.

!M. PROBLEME. Étant donnés deux trinômes !“==: A,) et /.==' ~t <i)' tneme Déterminant positif carré et ëquivatents, trouver une transtormatio)) (te ) l'un en t'autre. Appetons~ n" 8i le trinôme réduit unique inhérent iu)\ deux trinôme!; proposes, et, pour plus de i'acinte, désirons par < ..r~, les indéterminées des trinômes F. les données hypothétiques '~tabhsseut que le trinôme F, devient le trinôme -p., par te système <Pj \==~+~,) 1 \==Y~+'U,;

2 que /“ devient < par le systenR'

LQ! <.==x,.t-j- 1 ~,==.)-~),; i

par conséquent, le trinôme devient le trinôme /“ par le système Hj = ~– i .)', == Y~+~J..

Substituant les valeurs .T,, du système j_R] dans le système [P], ou aura la transformation cherchée, c'est-:)-d)re la transformation de F~ en par tf système

\.==~,– ~+ ~,–~h~ Y.==. –).~+(~,–Y~ 8; Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation Il A/XJ+2B~+A,(~;==M,

dont le Déterminant ~BJ–A~A, est un earr4 exact entier /f, on recherchera immédiatement une solution de t'equation auxiliaire Z"–A'==M.S; cette so-


ttttion Mit X===~ S==~; on ohttendta atuat deu& trinômes t' ==(A b et /==(\! /< 0~, qui donnerottt ensuite deux trinômes réduits: si ces dernit'rs sont identi<{ues, par conséquent, peuvent L'Ut: représentes par '“== /< U,, si t'ntin no conserve les notations admises dans le pt'obteme précédent, c est.it.ditt' si on dési~oe pa)' <, les indétenninéesde )' 1" )< t.\st<'tn<' .==«.{- ~==Y~{- chm)ge F., fu 2" ie syst~ne .==9!,r,-(- ~=="H. change/. eu :r te système X,== «~,–<(~,–x~ Y.='Y.A"~)~+~–TA.~ chattge )- ('«/ parconsM}uet)t, 1" le sys.<MtK' X,=(«~–j:j, Y,==(~,–ft~.est une solution de FMjuatio)) prup'jsee; 2" le système X,==(h')t,–), Y,='–~) est uoe sotuU'~n dc t <'<p)ation conjuguM

Kx~u' ~X.'–34\J,+24Y,'==75. L'~juatiouauxitiaire X'–~==7:.S ptvseute tasotutiut! M/e z,==<0, ~,==1; de tadeuxtrinôntcs !“== –17 2A et/== 75 10 '),t, dont te tnnôtne réduit commun est '== 0, par suite transfot'matiottde t'~en~ par te système X~==–47<– Y..==–'tC<– etfinatetttenttessotuttons X~==–17, Y..==–~C, \,==–L ~.===–'t sont applicables, la premierea t'equationproposee, Jasecundeat'equatioucmjju~uec. ~.tY'/tW/W~ ~< ~) /<«'.t f/7~?f/7/7M/< (.W/f'MW/ h'. La transformation f)U) termine t~expose de ta théorie sur les trinômes dont !e ~terminant est donne, comme cela a été dit pour les autres trinômes, t)Hc sotution de )'(''(p)atiouA~)-2t~).-)-A,(~(,/==M, et la recherche des autres sututionK, soit dans le cas actuel, soit dans les deux cas précédents, exige la resotution d'une et~uation auxiliaire /'–!)«'== w', rt'sotutiou qui sera indiquée ptus toin. L ensenu~ie de cette partie présente uiusi un ordre régulier méthodique que nous avons du maintenir aussi s~crc (pu' possible mais lorsque le nombre t)==(t!–A~A,est un carré exact entier~, on peut résoudret'équation A, .)-2t~{-A,(;==M parunentéthodepropreacecah particutier. Heprenons tes égatites 1 ~–'===––==~' (n" 8i ) ta fraction plll'lJcll Jel', epl'Cllons lea ega 1tes -A = lr ~13 =.¡' t Il' i31 a la fractioty · Les (Ieux s~'st¡'m", :l, f!" '{. ~I ~I '[1 ~I sel'ont cnleuh's sui \'lm 1 la lIIèlhclIl., indillul'I' HI, Les <)eu.\ systt'tnt"' t, <) ~j yj seront caictth's stm'ant ta mpthfM)'' indi<j)«'<' n" Ht. Les dcuxtt'inomcs ~=.:A,, B~ A),===~ ))fupos<'s (tans )t' pt'cutio' jMtra~raphp dtt actttel, tteuvent ncoir un trininne rs·duit trnique rt néanmuins ce ~rinGnu· re.n· yurldu4l~ui~ aetuc), auvent avffit'untt'intjme r<'f)ttit tmiqttc ft npanntoins c<' tfittonx' )'c''t<- <)u<')<]m')«is non apparent pa)'c<' ({uu )'on !t du opt't'cf directctnent pour pMr pxen))))c; 2" in<)irf'<'tt'ttf<;t)t jxmr~, c'c<t-)-<)it'e en tai<:t)tt. pmt) <;<' dt'rni(')', usa~cde la rptnat'qtK' :tuxi)iah'<;('cnsij;;n'-t n" 8i; on doit a)<)t' )'(-)))-<;))())- )'"))<-)tt)i<'n )'c)athc a~, <'hanget- ta 'iohttion df )'<'()ua!i"ft ~–)Y,j, nx-tn'' n" (H <'<- dtan~mt'rtt :)n)t't]';ra te trinutxc f'<)t)it <)<'j~ dontt' pfott' r' <'t jKu suite donnfM )'eT)sc))))))t' ~s f.u))!t)r'~ !)n n°)H.


~tiU)tim.~m:tt)))c, chaque nontbre A,, est respectivement nxtitiptedc ~d(~ 1 1 1" 1. l ~r- h, ~r HI ti" -AI 1 1 tft'M's <))it<s on déduit '––'= ~'==~ et ~–;r==~==y; les nom)')' /)

c) y -.ot)t ('«tiers, et ut) simptecatcut prouve t'exactitude de t'egatit~~– /~+y~=A.<{-'2i},< '+- '==M.

\insi, tuutc tepr~'ntatiun du nuntbre M par ie trinôtne (A~ !),, \,), c'est-<)-()ir<' :( tuutc t-esotutiun, c'u nombres entiers, de t'c(juatio)) proposée, cfx'respoxd tux* 'if'cotnpnsi)itH) (tu t)<)tt)brc M en duu\ factcm's ettticrs; si donc ou désigne pa< w tout divispm' positif ou négatif de M, ou aura toutes les sortions possibles de i équation proposée, en recherchant successivement les solutions entières de toutes les équations représentées par les deux formules ~T.–===w, m.+.ym'' ~r.r" -+.. ~t~, '1 remarcluotrs, cl ailteurw, 1 les valeum .ro t 113H"+-rra~s /y ~,==-: remarquons, d auteurs, que tes vateurs .<==- )',= ')! déduites des formules précédentes, sont dëtern)inees, et cela pou) tous les nombres entiers substitués a w on reconnait ef!ectiven)ent (jm' le nombre ~}- ne peut jamais être égal :) zéro.

))t-'SOHT!U\. f-:N XtHtBRKS t-;XTH-:RS, M: t.'KQUATlUN A~)-~B~.).+A,()~'=~ I~ 8C. t. Mjuation proposée est t'equation du numéro précèdent, modifiée par ) tiypot)teseM==U; or, la méthode indiquée parait inapplicable. Mais si nous reprenons les notations alors adoptées, il est évident que les solutions de t'equatioonouveite sont données par la résolution, en nombres entiers, de l'une des équations ~r.,–==0, /y,===0, les nombres~ y, étant les quo.tients entiers et premiers entre eux obtenus en divisant les nombres et y par le plus grand commun diviseur de ces deux mêmes nombres ainsi les systèmes applicables a l'équation proposeesont~==~, ~,===~; .~==y, ~==–2; le nombre 3 étant entier quelconque, les nombres < d'une part, /), <y, de l'autre, sont premiers entre eux.

KËSOU.'TIOX, EN NOMBHES ENTIERS, DE L'ËQUATtON A.(~'+2B~t.+A,%)'=.V. t/)RSQUE t.R MTERMINANT D FST NUI,, C'EST-A.DtRR MBSQUK LE PREMIER MEMBRK M L'KQCATtON V~RIFtE L'HAUTE (B.)'–A.A,==').

87. Lesprincipes dëvetoppésdansFetudedu trinôme (A,B~A~exc!uentt'hypothèse r)==0, n° 36, et sont, par conséquent, non applicables a la résolution,


ett nombres entiers, de t'Ajustât) proposa, mais, dans la condition ptf'<it~< t'equationest résotubtepar une méthode particulière. remarquons da)j")d ')u< tout potynôme de la (orme A/±:2~.(.A, qui vérifie t.~afih (ti. /– A..A, =0, peut prendre la forme w ~r, ±~ ics notnhf'f's entif-rs et ¡, ~tant pt'etnio'st'ntre eux :soit, f'n f-fTet, le pius ~t-and cumHtun divist-ut df~ tf0fnh)'cs A, et A, donnons a f/ ic si~ne qui Hcccssait'enn'tit njtpm'tx'nt aux d<'tj\ n"inhtes A, et A,; les quotients entit'rs et prcntiers entrf eux, dotxjctft )<' produit– Jeque) est t~a) au carre exact entier (-)*; par suite, (fs (juo tx'nts sont des carres exacts entiers j~, les nonijt'es et /< étant ptonie)-. entre eux; oua donc ~t==±-, et la substitution de cette valeur' dans )<' pf). 1. tynôme indiqué donne!'égalité

A/ + 2~< +A, ==~~

Ainsi t'Mjuation proposée prend t une des formes Cs

~,+~, '= M. ~== M.

L'adoption de la première forme donne à résoudre t'equation ~+~==M,

et Je nomi~re –, carre exact entier, étant représente par K', les '.oiutions d t'ëquat~on primitive proposée sont données par la résolution des équations ~+~,==±K,

les nombres et étant premiers entre eux; par conséquent, H ces équation" toujours résolubles, on appiiquera les méthodes connues.

RECHERCHE DES DIVERSES SOLUnOXS .t=~, ~==~, t)E L'ËQtATtO-s <M*-)- S~ + r~== M. (Les nombres m et étant pretniers entr*' f'ttx i

88. PttOBt.EME. Si te trinôme F.===(~~cj, dont)esindëtermh)~es sont.t, ),. /'c/K' le trinôme F, = (~, c,), dont les indéterminés sont .< et si i on connaît une quetconque des transformations dp F, en F,, déduire de cette première trans(brmation toutes les transformations semblables n' <~). !.c


'st';)nu u~utt't ')"t "t~'ruLtpt't.'tuiun' U':it)ti"tnmt.n'n ctattt <–x.<{- )==:-<<)<; afhtx'ttutjs c~HHnc <~))H') ic ')\-)tt'n*t' ï.<-)-:) )'<4-).)''iY'if~St'('unti(-t).(tt'')())')))at)~)t''t'['it)t<)f')<' :ti:())t'tt)i<')'c:dMi~nt'nspitr~t'tt),)t.'s))ct''n))i)):)t))sth'(h't)\.t)'it)'')m<'s.ut):tt)r:tt.' ~uit(.f(;tt(.~Mith~:

!)j *}'4"j.

.-2j ~+'+<'7.

~+~~+~Y.+~='

j4) ~+<+~j,'+~=~.

t.) <+~A+'J=<

'ti. --t-'2/+r. ~==' !),=!) ~– n,=t); "–==~.–~r

Pt'~paronx.successtvempnties dateurs de (~ '2~ t~,7, ~t ) !.f produit des egatites ft ) et [2] donne

~«. + .?t + '< + <y '< == ~j''

etct-prf)duit,sH'onpf)se

<K, -t- <Y, === A,

devient ~j ~–D~,Y,–=~.y-

2" Le produit des KgaHtM )')] et [4), celui des égaUtes (2] et [3j, donnent. ap) es 1 addition gënérate, une somme que i'on peut écrire

A. r~, -t- +~, + ~«.+ ~~T.+ + < + ~J.~ D. Y~,)(~, + ~~) = ~A.

(.U

~M~ + +~ + ~.+ +~.)+ -t- )]

D(K. –y< + ~,) = 2~ f


.~ttttt(t,.tptr~.n'Jttp't(~it)'

,7 ~i–y-r- '+" l

:t

~\f:t)-– x~.–')y.(-– < (.<-j))u'i(ti)'.)f'S')fi~)jt' ,<ttt)'Sf'<t)trS''<'j''t!t's r<-i)tid<;s~n:dit'!s)~ f'tL')j<if)t)nct)t,U]~)'f-st additif~) n''))watc. un'ntt!Ht< 'fut' )'~)j)CUt<'(')i)f

.); ~-})" ~– -– ,'x,j=''2~ -j- '2" «),'))):< 7 'i

~))'x.– ~,–=2~x'~– ,-=='2)),=2''< (- si un ren)pta<'t' <ta!isr<~aiM imnt~'iiiiternetit p)'(''cf dente. "UM as !'J) 't~– !–+: –==-<

i.f produit des (?ga)itM [3] et donne après r('-ductiot)'.

Â~t-{-–)) x~,–– == · et si) un pose'

~+~+~+'==<-

on am'a .~–!)~–)' –~t,)==

on a d'aiUcurs aussi les cga!ites

)~ –')- –) = 7..x, )' f./ ou '):–)=="~–'j. ~–r–i ~'–~i. t't si t on substitue duns la \aieur précédente de "n !t

[t()j .C-D-– ==.r,.

5" t~ produit des egatites~ et [(!], celui dpse~atit'-s j~jpt ~'j <t<'nnet)t, après t'additi")] générale, une somme que on peut écrire

)1 <] '2M:–))(~,–)-–


t.c produit des t~aiités ~j et JC{ p~'ut ctce Mrit

<i)~.–)'=-r,'

).< t'ésmuc ~tx'Ta) 'tes ti\ {;at:)g)'apbcs précédents est comj~'sé dfs su ~atitf. (i))aJ~)~j.j8~,j'j,[)Uj,j))J~)~],sit)<ptiticesjKtrt'emptoid<'s))n)!<ti"u'. «.,x,x, -)-(x.y, -(- ("Y, == A 1

+ + + + ~7. +?. + <(T.~ +~r. = ~h, <~+~+~~)+~.==t. ('

\d<ttettur)s fjue na snit le plus ~rand commun divisfU)' des nombres 2/ c,. ft désignons p:u' /t, des nombres entiers (~ut v~nfient t p~atttp ~.«.-}-{-(',===w*.

Si actueUement on muh)p)ie rfspectiveînent et par ordre les égatites j7j, ~8j, )''j' ~~]' t~~J P~ les nombres~, 2y/<, /< 2~, 2~, si un ajoute les produits, !eresu)tat est

\j!~+C/~–U[~–+/<–+~,–Y,+~~–]~w -'Ii Lu:l4 .U,1 f IIJ"'1 1 ~J 1 V,f (,PJ. Il tlufJI-yjJa) -l, t~ntin si pour abréger, on pose les egaMtes

r)~j Ay+'2H/<==T,

'1~1 ~–T. +~(~. + + == tf~Hatite qui précède immédiatement devient T'–t)L'*==/ tes nombres T et r étant manifestement des nombres entiers, par conséquent Étant donnés deux systèmes semblables

r,==~r,-)- ~,=~,+~ f ~=~r,-t- f ~==~,+~),, f qui transforment le trinôme F,==(~~ c.j en le trinotne F,== (~, c,); "n déduit de ces quantités connues une solution Têt U de l'équation <*–Î)M'==~ or, la démonstration qui précède ne demande pas t inégalité des trinômes F, et r' et si on admet l'égatité des deux trinômes, c'est-à-dire si on admet les égalités M.==~ ~==< c,==~, deux cas peuvent se présenter: Usités deux systèmes Voir la note dn n* ~&.


<h} :ratMt<MnMttMM8UHt identiques, on a <,==<!< f~==!ï. Y,.==~ <~==~, <'t l'examen des egatites j~3j et ~41, en rappetant que l'ancienne notation <t //==<, indique la so<ution évidente L==U, T==w; 2" si les deux système d); transformationsne sont pas identiques, en d'autres termes, i-i un t)'in6mef' I~, <'sttrans<<)t'n)<~ en /w./w~c par deux systèmes dtff(''rents, les équations jj~j et )14] donneront une sotutiot) de !'M}uatiot) /'– D~* ==/} nous iMdtquet'tXis <t'!u)teu<'s deux équations dont l'emploi, dans cc cas, est prefet'a!)tc !t celui des équations ~3] et ~4). Dans l'état actuel de la question, constat"))! Ipstaits ~i) existe une relation entre deux systèmes de Uansfonnation et une ''otution entière de t'equation ~–DH'==M'; '2" ta connaissance des deux sy'tones amené celle de la solution. ltepreiions l'examen génét'ai du problème et modifions une partie des quantités données, e est-a-dire considérons comnx' étant connus ~° le système de transformation ~=='x~ ~==~ 2" une solution de l'équation <'–DM'=w* et de ces quantités données, déduisons, s'it y a lieu, le second système de transformation .=='x~}- ~===T~j, en d'autres termes cherchons la relation qui existe entre !eh nombres «., u d'une part et les nombres ft,, y,, de l'autre. < Mtnttpnons respectivement et par ordre les égalités j~, p], [3J, (4~pat les nombres ~,<t,– ~– ~t–~)) ~Yt et ajoutons tes produits le premier membre du résultat peut être écrit

(~+~~Y.+'if~,)+<Y.,7,)(~–~+ ~–TJ, r

c'est.à.dire A(~.–~+~,–)

le deuxième membre du résultat est manifestement

~(~,+~–); i

on a donc l'égalité finale

f~] (~- ~==~.+~–~). 2° Multiplions respectivement et par ordre chaque partie des couples des égalités ~] ct–[2], ~3] et[4], [5j et -{6] par ~f~ ~p~ a,Y,– additionnons les produits, la somme des premiers membres est f~A+~)+~~+~+~+~)+<+')(~+<Â-~


<j'st-a.dire est '2b ~A––~Y,; ta somme des seconds themutes t",t 2~ ~––Y, on adonc-t'egatite tiuate

2 '}- ~o'. :~= '2 + :{ ~jtuttiptiunstespecttvetnent et par ordre; t" chaque partie de la <um)j( des ~atite!, ~J et –~); ~t'~ntité ~j; ~l'egatitc~CJ; j~ar ~,–Y~ .·, '–~Y,; additionnons ces quatte produits, ta sotnntede't j'retnk'tsxK'ttthn's <st k. + + + <J ~.<f.. -{- x.~ c (".t.a.dirf- M) Cx/;–(-–~y, th-seeoudmentbre est <(~–– o)! a doue ) <~aiite fioatf

'7i –}- C== ~-{-~–y,–< S) des~uutious [).')j, ~)Gj. [)?j on d~dutttes vaieursde A, ~b, Cen taisattt usa~e de t (.~atite ~–== x~, tes r~suitat.s sont

.<' ')+~<i––), .)'4-~tt–t ._<–– 2: ""––<Y. i sobsthuant ces (tiverses valeurs dans t'e~atitc ( t:<j ()ui t'ept-ësetite tu valeur de T. ~)i a

~–j-– ~)-2~t-==~–j

iS j '2 x~–)T=w'«~ -{- i

"~t)'' dernière équation donne la vateurdeTet doit être préférée u teouatiun h:}]. Divisons cette <~aiité~8) par chacune des (fautes [):)), j)o), [)7j, ics n'mihiits sunt

T. ==w. 2T. &, =='2w. b, ') .f, ==/ (:.

et si dans les égalités j7j, [8j, ~'j. [)uj, jt-tj, f)'2j, on substitue convenabie. rnt'nt ces diverses valeurs, ena\ant e~ard a la condition T-–D('==//r. nu a (~– =. ~f'.

i'!) !– '–+~–===2a~,r-,

jiftj =4(~/t;

f~i (~.–– == ~<L',

hj J (~.+h'. -r~. (~ –==~c,t;

f~') (M- = ~r'.


<tn peut, av<'<' <;esstx cquattons. ttHHK't' trois groupes; te prennet présentant t.) po'ntit'tt- )ad<'uxK't)tf. la <ptatri<'me t~atit' ic second pr~sfntant tu d)'t)Xt)'t)ff, t~troisione, tacttxjuhmf; tf trnisifnx'. p)'~st'ota)tt )a<)Ui<t.ri''utt', OH'juit.'mt', ta si\K'nx', et si un muitipiie t'hacm) (if c<'s i;t'oupcs rt'S(;('('U\cotcxt. pa)' ")f a

t ~i~–*)'

~Y. "7.~)S~ + 7. ~~t~<

-–~ –~ =-'= ~~<~

T.~ + 'h. =

~+~–r =4~t-, ~x, + -)(~ ~h;w' = 't

x,i, fJ"XI ~5, flll"'J.I.I"fJj fJ'IIJU'1 ZlI,('t `

~–– =

~j ~+~–~)(;4, ==2WL\

~_fJ m Qll~J I$~;¡J -¡.'I~J 1. t'j, fJ!'I~1 "u' = m

=/)-t';

\I~II fJ"I"'1 r/llY 1 ~(',)~t.Y~

en ajoutant les t~atit~s de <hacjue groupe, fjx~'anttcs t'~ductions f'(~n\enat))M. tes tMuitatx sont

N'~ ~,t ==W K.'j',––X,y,

f-20j ==//<(~. + ~i-.–Y.

[2!j r.L=.~(~

et t'une qneiconque de ces équations (~st, pour of~tettit' ta valeur de t', prêtet'ah)ea t'ëquation [~4]; enth) t'examen de ces équations et de t'equatton [18j ¡ prouve <jue les vateurs de T et de f, sont indépendantes, et cela devait c'tre, des nombres en partie indéterminés~,

Les Mutations ~8] et [2t)j cnmhinM's par addition et par soustraction, donnent les deux équations

~2] (~j-r~ ==~(~–)

~23) (~–)'–== M(~,–~); i


dunauttc <-t't~)t'sM)uattons~')j, [2~j, j2'2), ('<), pcttVfot prt'ndrt't.s formes

.=~. :==' r ~==~+~. m //)' m

.(t-I~~il= ur

t'nfin, ces de)))i<;)cs équations sont du premier de~re en x,y,, et après Je t'emp)acement d<'s valeurs de M,, f,, données par les e~atit~s prifoitivf's [<j,)~],j!)),«na tes résultats

~=~T-+~~j, ~=~+~q, e

-i. =~Y<+ '~+~ ~==~[~T+(~+~,U] i

(iei:<, en désignant par/et f< un système tjuetconque, sotutinn de ~'–U<r==//<; una af

!~] '.== ~/–+<)'< + ~[[v- .~+ <'A/.=~h~+'~+~4'+~[~+'~+~J/

}~). Lauah'sc précédente démontre ')" que toute transfunnation de ~=='< eu == M,), sembiabtea la transtbrnftatioi) donnée par le système .~==«..t'{- )' .~==Y~{- est comprise dans les tonnutes ~E] 2" qu'ii n'y a pas de tramsttjrmation sembiabie a la transfonuation proposée qui ne soit contenue dans les mêmes (bt'mutes, les lettres t et M désignant indéfiniment tous les nombres entiers qui satisfont n t'equation ~–UM''==w', en outre ')" Toute transfonnation donnée par les <b)'mu!es [E] est sentb!abte à la transformation j~-emière, on a en effet

~+~~[~-H~~+~A)«] ~A+'-A~][~-H~+~'M] ] ==~D~=(~)== )

2" Les nombres t et u constituant, avons'nous dit, un système quelconque, solution de i équation /'–.DM'==w'; les vaieurs~ données paries fbr-


')))))(";fK)cha)~e)tt)('trin"n)e!entetrinotnf't'et)<'m;t)est)ypoth<'scss~))t )-'“== « < ==<~ .<'“ ~~j,r a

)- == (-, ==~ .<<'j, -}-<j,

J)~'=:w' ~/K.x.}- /==:

~+~A+~+' ==

"+'+<=c.,

~,==~'~+'J-+~ ~+~<'<i~-

~7.==h./+~+~+t~+~+~).

")) doit prouver que les deux derniet'e'; funttutestransf'Xttteot~en F,: or, st )'m) prépare les valeurs de /?:<“)', w~ w'(/, si on ntuttiptie respectivctnent et par ordre ces valeurs par <ï,, 2~, c,, enfin, si on additionne les produits, on remarque une l'ensemble des coefncients du terme constitue deux sommes qui sont égaies et de signes contraires, par suite ce tt'rmc est anmnc et le résultat gênera! est

~(.rj+2~+~ '= ~/«.. '-(-2~+<Y, 'j/j(~–j f~+2~~+<,Y~~<'r.<+2!+~~+~~ !GUl~tteC4_ k~+~+~+~<+{[<y+~ ~o ,11/ r b~l-al.

[<~+2~Â+']~

u 1 ui "¡-Jo 4 4 <),,) Il l' )',)"

ou, après les substitutions indiquées par les conditions hypothétiques, «./M'(.Ï./ -}- 2~M' .+ <'<,M'7 =~' -< + '~V. + ~J'] ou enfin ~(.~7-)-2~.+c/j.==~< .'+2~.< +<)'. 3" En donnant des valeurs arbitraires aux Déterminants J) et D,, nous avons conserve a la démonstration précédente un caractère ~ncra); maisiXaut aiors supprimer les solutions fractionnaires do))n''es par les fortnufes [HJ (hns ta théorie qui nous occupe, les nombres D ~t I), sont )~aux, or, dans cette hypothèse, toutes les solutions données par ~'s formutt's [K] sont des nontbrcs entiers, en euft te nombre étant te plus grand commun di\iseur des non)))rcs 2& c,,cG nomtn-e a, n" t!t!, ta tu~tne pt'opri~é. x'tativemcnt aux nonu)res M,, 2~ < on a d'ailleurs tes matités /'–!)M'~w-, ~–) ~.?–r,J«'==~.


r–(~~==/~– pat-conséquent tesnomb'es~ <'t hont t-tttiex; or, le nom))re'2~est exactement divisible par w, dont tcof'tut'tc <'st entier, p:n suite tes nombres ~(/-4-<), -–r sont fntins, ta ditft'ience de ces deux n<~n)ht'es est donc entière, et en outre cette diuén'uce est titi nombre pair, ainsi ces deux nombres sont tous deux pairs ou tous deu\ impitirs mais eettc seconde circonstance est inadmissibtc par suite de t Hitt jxtit'du produit ~– ~«~ de ces deux mentes notnhres; concinoos <jt');t <jue les deux nombres indiques -(/-)-</), -f/–~), sont pairs, les fnoiti~s fjl- '.HJsf sont des nombres entiers, et par suite les tormutes [Ej donnent (les nombres entiers.

4" Toutes les solutions de l'équation /'–!J«'=/ donnent toutes !es o'aostoinations setnbfahtes de I' en F,, c'est-à-dire font connaître tous tes systèmes .< r, dont les nombres sont 1° pour chaque sotution, premiers entre eux 2° constituent des solutions entières de l'équation primitive proposée, de ta i'~tude suivante.

HECHHRCHH MHS S()t.("no\S ))H L'KQ!TK)\ )).< M.

})0. L'équation <*–-D~==/présente trois circonstances distinctes, xeton que le nombre [) est négatif, positif carre, positif non carré; ainsi considérée d'une manière generaie, cette équation prendra place dans une des trois études précédentes l'une des méthodes indiquées sera donc appticabte, et la reso)ution aura lieu par les principes généraux connus ta devrait donc s'arrêter notre examen, et tel est en effet l'ensemble théorique mais dans l'état particulier de ta question, l'équation <*–t)M'==w* n'est pas con)p)étement isolée, sa résolution est réettement un /<?/A~c qui conduit a la connaissance des divers systèmes tiés à un système primitif .< “, dont les nombres sont premiers entre eux, système qui vérifie une autre équation A~J-{-2B~}-A,(;.)*=M; '), dans ces conditions on a déjn u, n° H9, que tes solutions < et « de Féquation /'–DM'==/M'donnent toutes les transformations semblables du trinôme F,==(<Y.) c.) en un autre trinôme F,==(< c,; équivatent au premier; 2" que le nombre w est le plus grand commun diviseur des nombres 2/ r., et par s~ite des nombres 2~ < ces relations simplifient quelques parties du pr')-


utt'tnf gput'rat, taissfttt de c'~té cet tains pt incipes <~K* ta resotutiott de t ~quatiuh tsotM' tendrait'nt iudispensabtes, toutdois ce caractère particttticr qucptt'nd i'wjuutiof) ~–t)M'==//<'consct've intacte ia distitx'tio)) pt'ctoio'c basée so) ):< nature du Uéterminant 1); dans les deux pretnierfs hypotht'sfs, i)== t\. J).==-j-/<% )a t-echetchcdt's soiutions eutio'csdc~–t)~' m' prcsetiteummu' ditiicutt~, teoombt'e de ces solutiuus est timit~, et nous {mons raptdet)tft)t cet ('\atn<'o, mais dans ta troisifntc hvpothcsfi t)== -K jes sotuttuns tioticn's (te r–t)M==w'sont eottombt'e tHimité; cette t'cchert'he est pcuiHt; et domandt' d''sdc\e)~ppefucntsassex étendus, su)'t"ut )f))'s(juc Fot) \<'ut, et tel est notx dessein préciser les divers points qui séparent la méthode ~cnerate de touttnt~ttx'dc particuticre fondée sur on concours de circonstancfs fortuites ))M:nKK<:HK J)KS SOt.UTtUKS KMH-:R~ t)f: h'KQL'ATh)K f+tJ«'r=, ~OttSQt.t: (:):-t'n. r.:Qt;A'nOK, ~'ANT f-t~K A L'N THtNOMK t-==(A<. H. A,) QUt t'R~SRKTK. i" t.H M~~t SIGNE POUR A. M' A,, L'tM-:GAMTË ()~<A.A,; t.R NOMtinK NM.AT)) M-) ~;At. A (B.)'-A.A.. ET M NOMHM m EST LE PU"! CRAM) (;OMMt Dm.Sf:) f< )~S NOMRRES A., ?.. A,

91. On a t'égatUc- 4D–4-\A.==4(B,/ et par suite i'cgatit' == ~r, )enon)))re~ est donc entier et peut, dans les conditions précitées, prést'nto troiscas: r~>4, 2" ~==4, 3" –,==3; nous démontrerons (jue )(-< éeatites~==2, ~=) sontinadmissihtes.

W </t'

< CAS. ~> 4; on a ators D~> et par suite, les seuls systentes appifcabtesàt'cquation <}-!)«'== w'sont <==-}-w, K==0; ~=–w, M=U; si on connatt tes valeurs .~=~ ~==~,+~"7' f" ~rcn! iatrattsfbr.nation de F.,==(Â, H. A,) en~= J, M); les substitutions successives des <-onp)es/==-}-w, //==0; /=–w,M==0, dansiesfbrntutcs~Ëj, n" 88, \t-)h )a (in, donnent

[K.] .~==~ ~.==-+~" ~==–– .~==–– il est d'aUteurs évident que dans les formutes [E] on a dit substituer, au\ lettres r,, la nouvelle notation, c'est-à-dire les iettres A. B. A,; réquation proposée A.(.~)' 2B~~ -{- A,(~,)~=M aura deux solutions liées a la solution X==~ S==.f, de l'équation auxiliaire Z'-)-D===M.S. Nous rappellerons que daos


h c!<s aetuet et (!ans toutes les études analogues tiées aux autres Hétermiuant! tf) x'c'tto'cttf cotnptetc de toutes les sotutions dont tes nombres s<'ut, pum chm~uc couple, preniiers entre eux, exige que t on soumette aux essais toutes tt's solutions utiles de F équation auxiliaire X' d~ t~ == M. S.

'2' (.M. -==4, oo a alors !)==//< et par suite les deux systèmes applicah!es a ['M}uatiou <)-U<~==~<'sot)t. ~==-w, t<==0; /==–/H, «==0; ~==0, H=:< ~==0, «==–1 si on connait les valeurs .~==«~-t-==~ qui opèrent la transformation de F,,==(A, B. A,) en .===(~t z, M); les substitutions successives des couples t et u dans les formules [E], donnent [K,] .~==±:±~, ~==±~<±:

/+A, /B.A+A,?. /A~<.+B~\ /A~+B. L.+(13,~x-~tl,yol~r tit 1) ir = ~(A°~°+~°Yol~,r.(~o~o'i-~o~ol ~–t- ~––r' \–r"v" ~-––~––T.r' tM~uation proposée aura quatre solutions tieesatasotution ~==~ s=s, de ('équation auxiliaire X'D==:M.S.

3' CAS. == 3, on a alors 4D=3m' et si on donne a i'équation ~-D«'==/K' 11/

[a tbrme ==4, on reconnaît, que le nombre m doit être pair; 2° que le nombre M' doit être inférieur à de là on déduit les six solutions suivantes applicables à l'équation <{-DM'==/n*; <==~, K==0; <==–w, W m 0) m ~==0; <==~, «=1; ~==– u=~; ~==g, «==–'); ~==–g, «==– si on connait les valeurs .Ct==!ttrCt-{- ~==7A-< qui opèrent la transformation de F.==(A, B, A,) en y.==(~ z, M), les substitutions successives des couples t et u dans les formules {~E], donnent

[K,j ~==±:<±~, ~==±:Y~±:

~(~)-~(~~S~.)~

o l 2 lit 1 ~i- 2 m ,Y,

~(~+~)..+(~+~),, i

° 2 m 1 i RI ,,1'

ao ~o "l' ArY° ..j. ~o,~ I3^~n'i' A,?e A

~(±~)~(J=~)~,

~(~) .+(~)~

o 2 fil 2 rn .iv i


i (.-quatiuu {~(~joscc aut'tt six st~uUons tiees tt la solution X=sx,, &==~, de t'M~uatiotiuuxihait'e X'-{-!)== M. S.

J~moutrons actne)ietUt'nt !'<n)possi))tiitë des egaUtes == 2, == ). < des )1.IIIJI')tl'ons aelne C/1wut l'imlrossilrilitl des t'go Iles tv-2, .=,I, t" cie5 deux ~atit<"i ~==2 et A,A,– ~B,)'=!) on déduit

fp) /Y==2.

w'

<)es deux t~ahtes = et A,.A, – (B./== U, ou déduit

11/

M ~)=" 1

1/1. 1/1

or, les nombres et –' sont entiers, donc les égalités finales [P] et [QJ sont am,

inadmissibles.

!tKCHKM;H!M-:S SOLUTMNS ENTIÈKRS UE L'EQUA'fiON <'–V=m' LORSQUE CK'I"JJ t'~UA'i'<0?< EST UJHK AU TR!NOMK t'.=(A. B~A,), C'EST-A.D!RE LOHSQt-'E U; \f~HRE D, CAHnË KXAfrr ENTŒR HKPKKSENTE flU'–A.A,, KT LORSQUt-; m KST Lt PLUS GttANt) COMMUN MVîSHUR UEi NOMBRES A., ~B., A,.

92. L'équation <*–H*==/ n'admet, dans les conditions indiquées, qm deux systèmes de solution ~==/ «==0; ~==–w, M==0; uosvstetueS- étranger aux deux systèmes précédents, donnerait l'égalité 6'–/t'==~; et pur r suite donnerait

m ?-

( ) ni' ait

or, le nombre –r est entier ~puisque le nombre /M' divise exactement 4~ ainst ,/1/

l'égalité [R] exige que la différence de deux carrés exacts entiers soit égale a 4: et cette dernière condition exige que le plus faible carre soit nul; de i:< == 0, ut par suite 0==±/M. Les solutions de /'–H'==w' sont donc ~==4-w, «==0: <==– M==0, si l'on connaît les valeurs ~==<!f~}-~j- ~,==~<{- qui opèrent la transformation de F,==(A,B, A,) eny.==(j, M); les substitutions successives des couples et « dans les formules [Ej donnent fK,] ~==±«~,=bpj- ~=~,±~


t«{uutt«tt prupoiiMK nura deux sohtt<t)n.t Hces it (asohtti<))t X=- ~==', <te tY<)ttati'm at<\itttur<' X -))~=.M .S

)!):(m:"(.tU-:t't-.).\ pf.L.s pK'UTt.s<'<.tTtu\. t~' \UMiiKf.s )-:XTtt:«s, UK ).'t-t1')n\ -tj~ ~m' t.thQm <;KTTK )-:tjtATt'~ MT HKt-; AL TMINOME t~=~ A, <:);s) \.UttU-: t.f'H.SQL't-; f,K \<H~K PO.SH'It \0\ <;AKHK RËPRËSKXTH (~/–A..A, ):')' t.UHSQt.K r.K \OMJ!t!E ):S1 f.K )'H;S <.HA\)J (;(~)~U~' UtVtSËt'R ))t-s S(~))j«t~ A,

<ht choisira un d<;s tt'in'n)t;s réduits ~==~< –'«j, dfmt t(' t~to'minin)t )) est tetqucie ttOtnbt'H soit le ptus~tandcotnmun diviseur (Jtcs uomhx's « «,: c't; choix timhc est tuujom's possif)ie, puisque I on peu< adopter 'Hi trinutue t-eduit equivatcnt au H'ioutne (A. B, A,), et que ce tt'inut~ rempiit tes <;o))'ii!i')[)s iodiuuees; ou pum'f'a d aiUeurs ici catcuter un trin6(UC t'Kitjit -juck'untjnt;, pourvu (juece tt'iuùnte vecitie les condition!! f.~i~es; <~t fot'ntfra la période de n" 71, cette~p~riode présentera un nombre puir, 72, df ttin'on~s réduits de sorte que les trinômes t;( '“ sont tdftit!'juf;s: te système .<==~)- ~.===~{-< eateute pa<' le priur-ip<- ffu n" f! change ==~. ~– en ~.=='~ –i mais puisque les trinotttes Mt~sont identiques, le système ;<“==;<)-(). ~==:U. t--)t:u)::e aussi -“ eu de ces deux transformations sembtat~tes on déduit, n' ~H, nne solution en nombres entiers deFëquation ~–UH'==w': si dar)<'iips Cor-

Si l'un <;o))tpare les re.uttab cuniigut's K~ K.; t\) dans h; texte a ceux que pr<"i)!t)te f<aus~, /)M</M<Hffw~ f(r«/'M<'<tc<c, dans tes niMnes circMstanct.-s, un reconnaitra que )e:< ~«huior". d< f'-quatiou ))n'p"st't' )if';s a une -.otutiM) de t't'quatmn auxitiait-e Z'+D==)t.S, 'n'ntb)<:nf <!tt< (t:n~ nott e étude, en nombre gcnet'aktucnt inférieur celui qui est indique par Gau<.i or, c<;ttc inh't'if'tittt'st (ian-- la ("rtue, nou dans le fond; c)tc ~rend su caus'' dans la suppression que n'jus av<'n-' fallr. de', transtitt'tnations itopropres, suppression qui donne plus d' rapiditc :f cotre f~posc ')« jx'ut d'ailleurs s assurer que, mMnx: apre~ cette suppreMion plus apparente que rf'ette, le ncm)'r'' f'unptet de toutes les solution, utiles apptieal)tesu t'equation auxiliaire X~P=iM.!}dDn))'T:' toutt;-) les sotutions de t'cquation primitive proposcf;.

t) n'était pas nécessaire de signaler tous les changements que nous avons ';ru devoir fait'e à )r. tnethode déjà fonnue et dont t'f'tude f<t Cfmsignf'e dans cette partie ainsi, par exempte, t' auteurs (jui ont indique la théorie particulière de la resotution en notnbfps entiers d<' )'<;qn<tt"t) A,t'B~ -{-Ai '"=M nt; parlent pas de t'~quation conjuguée A~SB~Aj.f' ce)~' omi~ion jet'f; ')<' t'iucertitufte dans l'indication des '<o)uti<'m de t'fquatiott proposée} Mm renvovons d':utt'us sur (-'< potnt, !) la note da n" 00


mutes [<8J et j~9~ aux notations alors adoptées on substitue tes notations nouvettps, c'est-a-dite si t'en remplace les lettres et,, {: ')' ai, a, par tes quantités <, 0, 0,1, <t., ta solution de i'é<juation /'–!)M'==w' sera, T ==: L =="S"; ces valeurs, prises poshivement, si elles ne sont pas tettes, seront les plus petits nombres entiers applicables u <et il excepté toutefois /==w, M==<); admettons en effet qu'il y ait uu système 0 et u vérifiant iesinégatités ()<;T, v<C, et appncable a t'Ajuation ~–UM'==/M'; te trinôme '~==f~ –M,), a le Déterminant D; donne le nombre w lorsque t'on ctterctte le plus grand commun diviseur des nombres ~,2~ a,; ~"est transformées /M/M~Mpar les valeurs .=:;<0. ~,==0. alors, par suite du problème, n° 88, ce trinôme est aussi transibrmé en /«/. /w/par les valeurs .c,==ef,p, ~)==f,.ï't- les nombres «,, étant donnés par les formules

".=~f~+~4 ~.=~[~-(~+cA)«).

~.==~ [~+(~+~ l, ~=~ [~+'~+~M},

pourvu toutefois clue, dans ces formules et aux lettres a,, ~) ~) <'“ c~ u, ot) substitue par ordre les termes 0, 0, t, «., –a,, 6, u, les résultats sont ~==~(6– h==Jj~), ~==J:(~. ~=~(C+~); ainsi le trinome ~==(~,< –) est transformé M /w'yM' par le système ~==~+~(~)~. J~(~.+~+~)/ t examinons tes conséquences de cette conclusion les quantités -~–, g q ni m

?" ~i_~ représentent des nombres désignés n° 77, par les lettres p, y; par suite on a -==–– remarquons, en outre, que l'on a les égalités successives

6'–Du'==/M* OU 6'==(~{-u'+/M';

et puisque les nombres aa, ont le même signe, ou a <)*>(~.)V ou t–~ju~>0, donc les nombres ––~ou-, ont le même signe; dans ces conditions, aou nr


les principes exposés, n° 77, <" cas, démontrent que le nombre –~– représenté pa)' ta lettre doit être égal l'un des nombres «~, «,, ~t etc. soit l'égal, fr.Ln'r olt d l, 1 déd' u 77 1'r tr1'r nu" tité ~==~ de cette égalité on déduit, n" 77, cas, ~== ?=~' rl+iJ, "1 'd n l, é U 7rtj"" !f°VI V l'h '==~ la comparaison des égalités U==~, ~==~ montre que l'hypothèse 'j<~U amène l'inégalité ~~< ot' rappelons actueUement que les quantités sont, par ordre, les diverses réduites de l'expression Y' f 'f< Y) Y~ <~ r transformée en fractions continues, n* 74; ainsi les dénominateurs 7« f~ f~ etc., croissent, et par suite de i'inégaUté ~< l'indice j* doHn~ :) est placé entre 0 et /< exclusivement, mais le trinôme <~ qui correspond a l'indice [<- et le trinôme sont identiques, et cette identité est inadmissible, puisque la période <p, '{' est une suite de trinômes contigus différents; donc enfin C est la plus petite valeur entière de M; d'ailleurs des deux égalités T–.D~===/K'8'–Du'==/ on déduit y–'T=D(u'–L'), et par suite T<9.

MCHEMHE DES SOLUTtONS ENTIÈRES DE L'ÉQUATION <*–B«"=m*, CONNAISSANT LA PLUS PETITE SOLUTION T, U DE LA MEME ÉQUATION.

94. L'égalité T*–DLi'==~' peut prendre la forme

(T+~VI-=~; 1 delà 1~l (I+!~Y(I-y=~ \W W \m M de lit \M m \M m le nombre e étant entier quelconque, posons pour abréger

~</T,Uv'DY,M/T Ut/D\ ~/T,Uv'5v M/T UV LHJ n_r(T ~'I~'t/Dl°~ur('f ~LT~/D)°r~ nt ('i` ~UÿD)·~ rn (T ïJt/Ü)'' 2~ T"2\ 9~~T'y; *r/ de manière que si à e, exposant dans les premiers membres et indice dans les seconds, on substitue la suite naturelle 0, 2, 3, etc. on ait, jusqu'à l'infini, des systèmes <“ M,, f, M,, «,, <, M,, etc., on peut alors démontrer <° que tout L'égaHté ~==<~ admet, n" 7?, l'état non Mut desnombfe~ jt et~; or, nous démontrons <)aMs 1" b"I' é d al, 0-Gu 0 flOU 0

le texte l'impossibilité des égatttM ""== 0, = 0.


système M, est une solution de l'équation ~'–1)~'==~ 2° que tout système présente des nombres entiers; 3° que toute sotution entière de t'~quation ~– !)«*==//<' est comprise d <ns les systèmes indiques.

<" f~s égalités

'.=~+'~)'+~)'- ~=~+~)')'. r Q `nr m l 'T B `m ur j -2\+ m 2 `nr n jr donnent après addition et soustraction successives

,+~=~+~)\

et la multiplication de ces dernières égalités donne (~,)'–D(«.)'=/M'. 2° les nombres t, et «, sont entiers; remarquons d'abord que les deux suites etc., M. M, «,«,, etc., constituent deux séries r~cm8T

reutes dont i'echeite de relation est commune et est t-epresentee par < tel

en effet, les égalités [H] additionnées convenablement donnent -L/ _T ) WBVtT U~D

m(T U~/D~p''T U~/D~y 9

~+.1-–g~1- ~wT' m 'T'T. ~D

f -J--J–

m m

J~I-B~'d WDj 1 _) '~8\w M/<m M ~T ~Df 2 `m m T ~r~/D M) M 7

J. ~4-~Y(Ij.L.–i–< il 1 = .(! T UVD di T + UVii+ 1 1 ~-r""–~g\ ~n~-t- 'T.D v ru m

w' w

in /T Ut/D\T U~D < ).

S!~DV" ;7 M/JM w 'T Ï~Df

i~b m Ill m T LTt/Îi <N W

or, si l'on tient compte de t'égatitë ~–t)M'==/M', chacun des deux polynômes T ,U~D et T_Ut/D, <

a,' w'T Ut/D et T U~D D

M'~t M


donne le même résultat qui est on a ators les égalités

'-+'=? [~+~'+~-°~'] ']

t+t + '1 0$4 `m U~pÿ` + 2 (T ÜJ~ )°J

"-+-'–+~)-J. l -11 + '1 nr L~w`ar ne l $~1)`nr m J

ou finalement /~+~=~~ et M~+M~,==~M.:cesdiversno.nbressont nr nr

entiers; rappelons qu'il existe un trinôme F.==(A.B.AJ dont le Déterminant est D, dont le trinôme réduit est ~==(~ –~) et qui donne M lorsque l'on cherche le plus grand commun diviseur des nombres A.2B. A,; on a donc r'–L'(B,*–\ A,)==M', donc le nombre 4T* est exactement divisible par M', 2T

et par suite est un nombre entier positif; donc enfin les divers nombres .*Pi

M~ «,«, sont entiers et les termes de chaque série croissent indéfiniment.

3" Toute solution entière de l'équation <'–DM'==/M' est comprise dans les deux suites < «. Il, M, «, admettons t'hypotbése de deux nombres entiers T, L' constituant une solution de l'équation <'–!)«'==/?' et étrangers aux séries précitées les termes des deux séries croissent indéfiniment ainsi le nombre L, est nécessairement placé entre deux termes «“ et «~ de la série H. M, < H, on a donc C, ;> /<, et U, <; «~ or, nous voulons prouver que ces deux dernières égalités sont inadmissibles, et la démonstration présentant quelque longueur sera subdivisée en plusieurs paragraphes désignés par tes tettresa),A),(.-),c),/).

Les systèmes T, U,, M, constituant deux solutions de t'équation ~–D~==//< un simple calcul prouve que le système 0=~T,–D.U,.u.), j

~=,t<–T,M~ est une solution de la même équation.

Aj Les nombres 6 et sunt entiers 10 rappelons qu'il existe un trinôme B. A,) dont le Déterminant est D 2" que le nombre in est le plus grand commun diviseur des nombres A., 2B., A,; 3' que les systèmes T, U,, /“ M, sont des solutions de t'équation <*–DM*==/H*; ces diverses conditions donnent les égalités

L'i (T,)'-D(U,;==~' (~-D(M.)'=~ p] '.B;/–n==A.A.;


c~tMtfttons aussi t'que iea produits de chacune des égalités {<} et (2] par le nombre 4 prouvent, si on les rapproche de f3], l'état entier des nomtxps 9't a,

2" que tes produits de t'égatité [3] par chacun des nombres U, ''</“' pptnpot être écrits

[5) 1 W+TJ~L't-,)=A.A,(U.)'

[CJ + ~BA. = A,A,(«./ i

les premiers membres sont des muttiptcs de M'; or, dans l'état actue) des faits, c))aque facteur de ces membres est un multiple de en efret, 1" i'etat nonmultiple de admis, par exemple, pour chacun des deux facteurs dit premier membre de [5], donne, après division par in, deux restes lesquets, par suite des conditions –' nombres entiers, sont nms, car ces restes RI 11/

doivent veriHer tes égalités/}-=(), /–~=0; 2" Fctat multiple de attribue i. l'un des facteurs du premier membre de [5] ne peut, le nombre 2T étant tnuttipte de /H, être nié pour l'autre; concluons l'état mu!tipte de appartient a chacun des quatre facteurs précités, appartient donc au nombre ~i~{-'B~)–M,.(B.Ut-T,), ou, après réductions, appartient au nombre ~–MJt; donc, paragraphe «), le nombre u est entier, et j)ar suite det'egalité &'–ï)u*==/M* le nombre 9 est entier.

t'y L'égalité u=O est inadmissible; de cette égalité admise, on déduit U~-Mj,, ou (U.)'(~'=(M,~T, ou ~LD("J+~]=(«~r)(C,/+~], ou Lt==u~, circonstance que l'hypothèse première L,~>«, rend impossible, ainsi le nombre « n'est pas inférieur à U, il ce nomt)t'e qui dans toute cette théorie, a désigne la plus faible valeur entière, après zéro, applicable il la lettre genérate M.

d) Hes valeurs de t" M, M, on déduit facilement les égalités Mn+i~–~+.M.==M. ,–~M~ f ~+,~–n~+.M,.=±;2T/M=p 7,–D~), et l'abaissement successif des indices amène, quel que soit le nombre entier /<, tes égalités finates

~+<< === M,~– ~== ~U, < DM~,<~ = w'i',

de là résulte que t'egatité u=H qui amène t'éganté 6=T est inadmissible, car r cet état donne, paragraphes), les égatités M~===H, ~==T,, lesquelles


reurnes u t'hypothése premMre unpttqMent cootMdictton, pnttR de t'enscmbtc ~ctuei, rapproché des paragraphes et on déduit t'in(!ga)t<ë M~ ~> wU et par tHtte on dëdtnt ta condUton Li/–<“ <–~+,«,.

< Les équations T,)'–!)(U,)'==/ (/)*–t)(<)'=w', donnent

)' t_ w* ~-n t /n<_

u.-v~+(~" ~=V~+~' f

(ic tu, et par suite de l'inégalité primitive C~M, on déduit –== ~>~l. L' "o-H

Les conditions fiuales indiquées </) et c) donnent

-U.T,«.(~+~) > (~«.)~-)-~),

~>~j~

'h Il) el n-M, Il.I'

substituant à (T,)', (~)', (~)'!es valeurs respectives /M'–-D(C,)', w'–D(M.)', w'–D(«~)', le résultat, après réduction et après division par est (II.)' > u»4, (Iln)' or ce dernier résultat est inadmissible- par suite de ~–~>~+t– ~ce dernier résultat est inadmissibte par suite de l'hypothèse primitive ~,<~«~t ainsi les suites <, < u, M, «,M, représentent tous les systèmes entiers applicables à l'équation <*–D«'==m*, et nous pouvons établir la règte générale suivante

98. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, i'équation A.(~)'+2B~~+A,(~==M,

dont le Déterminant D==(B,)*–A.A, est un nombre positif non carré; si l'équation auxiliaire Z*–I)==M.S donne une sotution z, liée à i'ëquation proposée, on peut établir une série de trinômes contigus, série dont les trinômes premier et dernier sont (A, B, A,) et (s, z, M), par suite on peut, n° 59, calculer les valeurs .T;,==<<{-pj- ~,==. qui opèrent la transformation de (A, B, A,) en (s, z, M); de là enfin, on déduit, I* .~==p,, ~,=~ solution de l'équation proposée, 2" ~===«., ~,===Y. solution de t'équation conjuguée nous savons actuellement que toutes les transformations de (A, B, A,) en (~, M), transformations semblables à la première, sont données par les formules ~E], n' 88, vers la fin, pourvu que dans ces formules, on remplace,


comme t exige la nouveUe nutaUou, les teHrett<<paftestettres A~ H A,, onaainsi

~=~~ (~+ A~]~ + ~(B.f~+.

~~= + + + ~+~' + r

par conséquent, tes lettres t et « désignant les systèmes de soiutton de J'equution /'–Ï)«'==/M', on peut representet' toutes les solutions 1" de t'equatiot) pt'oposee

A~)'+2~+A.(~'==M,

pa.- tes valeurs ;t.==~-(B~+A~ -.]. ~=~+(AA+~.)M]; i 2" de t'equation conjuguée

A.(~)'+2t~.+A,(~)'==.

par les valeurs ~===~[«./–(B~+A~)MJ, ~==~~+(A.«.+!~)Mj, les nombres qui constituent chaque système sont premiers entre eux. 96. Les transformations données par les diverses solutions t et « sont toutes semblables, par conséquent lecalcul qui fera connaître un nouveau système applicabte à l'équation proposée, aura pour éléments d'abord A, B. A, et lesvaleurs t et M qui suivent immédiatement celles qui ont été employées dans le calcul qui aura précédé; enfin la recherche suivante aura comme éléments les valeurs premières «,, fK les valeurs a" p,, -)- données par !'opération qui a précédé; si l'on conserve les valeurs «,, p., tes coefficients de t et de u, dans les (brmutes ci-dessus, deviennent invariables, peuvent être représentés par les quantités, f G, H, K, L, pour l'équation proposée; 2° G,, H,, K,,L,, pourt'équation conjuguée, et ces formules sont, 1 ~==- (G~H~), ~==~(Kf+L«); 2" .~==i(~+H.M),~=-(K,<+r~).

Suite de /wy/c /<M~:<«e ~f!feK~ ?" 80. L'équation proposée était 4(.~+28.y~-{-20(~)'==9S6, l'équation aux)!:aireX'–-H6=956.S a donné les quatre solutions utiles ~,==-}-~2, .f,==-~3; ~==–~2, ~,==-}-<3; !==-366, ~,==-<40; <)===–366, ~==-~40; la troisième solution soumise à


l'essai a donne les valeurs T.===~ 0.~+27~, ~.==–~3.<,–35~, et ces valeurs établissent dans la série de trinômes contins te passage du premier au sixième trinôtne, de lit on déduit le système .~==27, /.==–3!), applicable à l'equation proposée. (~)ercttons actuellement les diverses solutions qui dérivent de cette première; l'équation nécessaire <'–!)«'== w' est <'–~6«*=~C; le trinôme que nous admettons comme etout )ie u cette cquation, c'est-il-dire le trinonK* t\, est (95(; 366 140), le trinôme réduit n'" 80 et 93, est (4 !0 –4), exfin la j~riode de ce dernier triuume est, 73(4~0 –4,(–4~0-4)(-{-410–4 i; «r teprobteme,~9, donne ta transformation du trinôme (4 ')() –4) e~ /«/-w<-w,on a a,==!t,.==:–1, ~,==~==–5, f,==~==–5, ~==~==–3G! ainsi la plus faibtesotution en nombres entiers de t't~uaticn <*–UM'==w', est, n" 93, T==~"t~"==–54, U==~"==–5, si on emploie les deux séries 8

r~onientes indiquées, séries dont t'échelle de <'e!ation est _==27, on a les tn

systèmes positifs M.==0, ~,=4; M,=U==5, ~,==T==54; K,==t35, ~,=~454; <=3640, ~===392U4, etc., appticaMesa t'équation <'–H6«'===~6; la conxaissance de ces systèmes amené celle des sotutions de l'équation 4(.<+28~.+20(~==n56,

qui sont tiéesu la pretnif're solution .f.==27,~=–33; le pretnier mode dttransffH-mation de(4 t4 20; en ()40 366 956), étant, n'SO, représente par les égalités <t.==<0, ~==27, ~==–13, ~,==–35; le second mode, qui est alors inconnu, est représenté, n° 88, par~, h, f), on doit, t'* reprendre les ibrtnntes données n" 88 et n* 95.

[Hf <t,=~(~+c~], ~==~(~+<-A)«]. ~==~(~+~~], ~==~~+(~+~j

2" aux lettres a., y., c., substituer par ordre les nombres 4, 10, 27, –~3, –35, 4, 't4, 20, les résultats sont:

~] «,=~(to~-)-t20«), p,=~(27~+322«), ~=={(–~3~–~2M), ~==~(–35<–382«),

si à t et à u on substitue le plus faible système f==54, u=5, on a <t,==285, p. ==767, ~=–353, ~==–950; ainsi les valeurs ~==285.<)-76T~


/,==–3:r,–9.j0~, donnent une seconde ttansfbtmatiotutc (4, 't4, 20) en f9;)G, 3CC, ~40;; par conséquent, 1" le système .=7C7, ~,=~U50 est une sotut ion <te l'équation primitive proposée 4(~28jt-)-20~ '==U.'<~ 2°tcsystt'me .<== 285,~=–353 est uncsotution de l'équation conjuguée e sys ('lUe :r,,= oi), )~=-<.Ii) est une sa de cquatwu couJuguee ~+2~+20(~===<40. Si dans les ennuies [K] on substitut- au système t et les nombres 1454 et 135, les résultats seront «,==7C85, f~==20u82, ~==–95~, ~,==– et par suite, r le système .~==2UG82, ~=–25C! est une solution de l'équation proposée;.<== 7685, ~===–!);')tK est une sohttionde t'equation conjuguée. Si dans les tot'muies [H] on substitue, )" a et a M le système )4;')4 et 135; 2" aux lettres <f., les nombres.iettres «,==285, ~,==767, 'y,==–353, ~==–950 obtenus dans la p)'e)ni<-re opération, les résultats sont «,==207210, p,==557647, ~~=–256033, ~=–GUOC55. et par conséquent, r le système ~==557647, ~,=–69065. est une solution de l'équation primitive proposée 2" le système ~=2072t0,=–25u(i33 est une solution de t'equation conjuguée.

97. L'é(ptatiot) /'–DM*==~' considérée d'une tnanieregenerate, n'est pas toujours résoluble en nombres entiers, mais elle a cette <)erni<'re propriété torsque le nombre //< étant le plus grand commun diviseur des nombres A., 2t~, A,, le tt'inôme (A, A,) présente le Déterminant D; la questiot) suivante peut donc om'ir fptctque intérêt, elle nous sera d'aiitcurs utite dans la suite de cette partie; quelles sont, entre les nombres I) et les relations qui i placent t'ctpjation ~–DM'==w' dans les conditions précitées, e'est-M-dir<; parmi celles dont nous venons de faire l'examen. Décomposons le ttombre D en deux facteurs et D,, le nombre le', qui peut être t'unité, contenant fenseml)le des facteurs carrés qui entrent dans D, deux cas peuvent se présenter. CAS. D,==4/}-1. Tout nombre j~divisem' de 2~ sera une matent convenal)le pour et réciproquement toute valeur convenable pour w sera un divisent* de 2/ 1° si le nombre ~divise 2~, la résolution eu nombres entiers det'équation /'–D«'===/?' est possible; en effet, le nombre !) est le Déterminant du trinôme (~ ~~–~Jj; en outre, le nombre~ est te ptus grand commun divisent desnombres 2~ puisque te nombre "–~– est égal à ( ) qui est manifestement un nombre entier; 2" xi le nombre représente w, si le trinôme (A. H. A,) a le Déterminant D, enfin si le nombre~


est te ptus~rand commun diviseur des nombre:. 2b~ A~ les trois nmu)))-t's -L'T' J–' sont entiers; or ce dernier nombre prouve le pnny

<-tpu t'-noncc; si, cH(.'cti\ émeut, teptus grand comfnun diviseur des nombre!. 2/t ';t était un nombre intérieur a y, posant 2~==~' .!i'==~ et substituunt 'tans te résuttat serait un nombre entier; or les nombres~ et sont prenticM entn' eux, ain''i te nonttx'e 1) rentcrmerait le tactt'tn'f'an'e~A tft pu)' suite le nutnbt'c ne serait pas le (acteur carré maximum contenu dans ie !)etern)inat)t i).

C.\t. U,==4/{-2 ou i),==4~-}-3. Tout nombre diviseur de M sera Utte valeur couvenabte pour et réciproquement toute valeur convenable p(~)r sera un diviseur de 1" si le nombre divise /<, ta résolution en nombres entiers de t'equation ~–!)«'==//<' est possil)le; en effet le nombre !) est le Déterminant du tt-ittùme (~ 0–), le nombre est le ptus grand commun diviseur des nombres 0 "– 2" si le nombre représente /K, si le trinôme (.t~ a le Déterminant D; enfin si le nombre y est le plus grand commun diviseur des nombres A,, 2B~ A,, le nombre g sera diviseur de /< un raisonnement parfaitement semMabte a celui (lui a été fait précédemment, prouve que le nombre est alors entier, or ce nombre entier ne peut être

impair; soit en effet ~==2~-t- de ta on déduit ~==4Q-}-'), ou puisque Fune des deux égatités t),==4/{-2, D,==4~3 est exacte, on aurait abrs .~ir~'=.~+2, soit ~'=4~+3, cest-a-dire soit ~==/<V+2, soit –~==/M~-3, conditions inadmissibles; ainsi le nombre entier est pair, donc le nombre est diviseur de /<.

Des deux démonstrations précédentes on peut déduire deux faits remarquables, 1" t'unité est dans tous les cas une valeur convenable pour en d'autres termes, la résotution en nombres entiers de l'équation /'–D«'==~ est toujours possible, 2 le nombre 2 ne sera valeur convenable pour /H que lorsque le nombre 1) présentera l'une des formes 4~ ou 4~-}-1.

98. ÏHKORÈME. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, l'équation <*–DM'==/7: si le nombre m est convenable, c'est-à-dire place t'équation dans


tes deux conditions indiquées n" 93, la résolution de cette équation peot être ramenée a cette d'une équation semblable dans laquelle on a w== ) ou /==:2. Reprenons t'c~atit~ 1) ==:),; deux cas peuvent se présente)'. (JAS. Si le nombre w divise /<, ators le nom))re divise 1), et si t ot) pose t'e'(u:ttio)t <t ––==~ les suintions applicables a cette det'nit're équation étant ensuite multipliées par w, seron). tes sottttions de t Mptatinn propusee. 2' (.'As. Si le nombre/ ne divise pas /<, au moins dhisc-t-it j)uis()ue t'ëfjuatton proposée est )'esotut)!t; en nombres entiers d aitteurs t't~:))it< /2BA' /A.A,\ <f)f ) )) ) )–t –f–*j==–~j~ (}j~)i, )a(~ue)te fepronter n)en)))te est etitio', prouve que ni divise 2/ le nonftbre ni est donc pair et le nombre est enfin)', si t'on pose t'cnuation&*–===2; tes solutions de cette dernière équation donnent, si on les multiplie par les solutions de 1 équation primitive proposée. 99. TtmoHMu;. Si, comme nous t'avons fait précédemment, on désigne /“, etc., ~M, M,M, i'cnsembte des solutions entières et positives de l'équation possible /'–D~==/ et si la lettre ~désigne un nombre entier quelconque, il existe toujours un indice )/. qui rend exactes toutes les ~alites 5 suivantes

[A] ~–==~, ~,–==~, <~–~=/+t–/<==/ [B] M,–«.==~, M~–~=<y~, M,~–K,==~M,+t–~=='/t/etc., la suite illimitée /), etc., y. y, '/t, etc., ne présentant que des nombres entiers. Remarquons d'abord qu'it suult de démontrer t exactitude des deux premières égalités qui entrent dans chacune des suites ~A] et [t~J; cette exactitude amené en effet pour chaque série cette de toutes les cgatit~s qui suivent les deux premières; reprenons t'eebeUe de relation des deux séries récurrentes etc., etc., on a les egaiites ~M- ~==~(~)-< °" ~-4=~(~)- lit lie fil

ainsi l'admission des deux premières égalités de la suite [A] amène l'admission de la troisième, et généralement amené cette de ~–~==/ la même


d~Mottstratiou est applicable a l'égalité «~–«t==~ o" doit donc seutetMMtt pr"uv<'t' t <;x:n'timde des quatre égalités probtématiques.

[Cj /,–~=~, ~,–==/ «~–«.=y/<, <–M,==~ la Ootsit-tue de ces égalités est toujours admissible; formons en effet i'equatK'n auxitiaire

[E] 'j'–/<).==w',

les prmeipes établis n" 97, prouvent que la possibilité reconnue de Fequattot) /'–DM'==w' s'étend a r~quation [E]; appelons (t, u, la plus faible solution de cette derni~t'e ëquatton, on déduira le système /,==T==9,, «,==L'===~'j, applicabtea r~quation proposée ~–DM'=w', par conséquent le nombre est placé dans la série M,M~, etc.; admettons t'égattt~ K,==~ alors Fhypothcse u.===~. vérifie la troisième des egaMtës [C]; et si cette même hvpottx'se vérifiait les trois autres egantés [Cj, la démonstration genéraîe serait terminMe; or nous voulons prouver que si l'hypothèse )A==~ ne vérifie pas ces mêmes trois egatités ~C] précitées, on peut a!nrmer que l'hypothèse j*=:2X vérifies-a les quatre égalités ttypothétiques. Rappelons en e<ïet les formules générâtes qui représentent, n" 95, les valeurs de «~ M, on a f r J- ~~°~ -L J- -L /T

~-T~+'V; +8'~+~ +T~–) n

~rn~ C~ Lr~DI~ .nr~ (T~ DTJ~~ in* f f Li~/L\:a

~-T~+'~r; '~T~–– +'4~'––)

nu, après addition,

~+'+~+~)'. u

ou, enfin, (~)* -{- D(«,J'==w.

ainsi on a t'égatite

t;~ ~==~[M'+D~)']; i

de là on déduit == + ou nnatement '~== or le nombre ne divise 4D; donc, à plus forte raison, le nombre m divise D, d'ailleurs le nom-


bre/< divise f~, donc le nombre ~-–~ est entier. rn calcul analogue à celui 7,-

qui a donné l'égalité [~J, donne l'égalité

M ~=~

or Je nombre 4(~/ qui est égal ù 4rj<'«.4w*, est divisihle par w', donc le nombre 2. t, est divisible par d'ailleurs «~ est divisible par/t, donc le nombre est entier. tJn calcul anatogue aux deux précédents donne l'égalité

r-ti _< _L. SD<<

L~J ~+,==<.+–~–.

par conséquent le nombre ~t' est entier. On a aussi t'egahte ~=«,+~.

or le nombre 2~ est divisible par /K, et le nombre «~ est divisibte par donc enfin le nombre est entier; le théorème générai est donc dém<~uttv, et son utilité sera indiquée par la suite.

100. Les principes développés dans les trois numéros qui précèdent ne peuvent être étendus, en général, a une équation isolée <'–DM'==w', ils permettent, sans doute, de constater, s'il y a lieu, la présence de relations qui peuvent faciliter la résolution, en nombres entiers de cette équation, mais l'absence des caractères distinctifs, n° 97, ne peut être une preuve de l'impossibilité de la résolution demandée, le recours à la méthode générale exposée dans toute cette partie est alors indispensable; on devra, 1" suivre les règles déjà établies pour obtenir les systèmes dont les nombres, pour chaque système, sont premiers entre eux; 2° soumettre {'équation aux essais dont l'ensemble forme le chapitre suivant, essais qui donnent le moyen non indiqué jusqu'ici d'obtenir les systèmes dont les nombres, pour chaque système, ne sont pas premiers entre eux.


CHAt't'fHHtt.

HKCtfHRCHK M-:S SOH;'no~S y=~ ))K L'ÉQt'AT!U~ H.) -L.f)'=:H (k'stnjtub)'<'s/«;t~h<)n])remi(;fscnt)eeux).

i~t. La méthode de résotuthn, en nombres entiers, de téqnation «j'-}-t~)-r;==='\î, a L-te, n"~3, divisée en deux études distinctes; tes prinLipes exposés dans te t-'tctpitrc précédent font conna!t)'c les solutions (~)i, [)um- ch;x)ue systf'nie, pr~t'ntent des nombres premiers entre eux, nous devons compter cette théorie en donnant ies moyens d'obteni)' les systèmes qui ont )e caractcre indique dans te titre actuet.

Étant donnée à résoudre, en nontbt'es entiers, t'equation

A,(XJ-i-X~+A,.Y~=M;

ta rectterctfe des solutions X,,==/ Y.==<y, les nombres~ et ~non premiers entre eux, est tellement simple que l'ordre méthodique adopté est le seul motif qui place cette étude dans un chapitre particulier. Soit en effet le système X,,==/ Y.==~ les nombres~, et premiers entre eux, applicable :) t'equation proposée, on a l'égalité

A~+2~+A,(y.7<==M,

ou ~(/+2B~,+A,('y,)'==~;

ainsi la recherche générale qui nous occupe est partagée en autant de recherches particulières déjà connues qu'il y a de facteurs carrés dans le nombre donné M la division de ce dernier nombre par un de ces diviseurs carrés d' transfbrcoe l'équation primitive proposée en une autre dont la forme est A..(,t.'+'2D~.+A,(~'==~,

et tout système .~==< ~,==~, les nombres et premiers entre eux qui est applicable a Fequation transformée, donne le système X,==<<Y,==~.</ applicables a t'equation primitive proposée.

EXEMPLE. Équation (X.)'–48(Y.==! 521 t'équation auxiliaire Z'–48==152< S, modifiée par l'hypothèse S == M t donne Z'-}- 473 ==~ 52< M, et l'on peut agir sur celle-ci, soit directement par les essais indiqués n" 47, soit indirec-


tentent, c'est-a-dirf après une transtut'tnatiou opérée sur )e nombre P==~5~ fc prernif'r mode offre quelque intérêt comme étant lié n une des partit.'[darit(''s consignées n" ~({ tes essais directs amènent les <~a!ites

JHJ ~2~.42–3'J473==22y, ~2~.G)–3'.t473==2~, ~r, taconftition, Htu!tipiedc3, constatée dans les tion)i)t'ps-racihes~2') et 2Stf cr' f iadtfficui~ pt-Mis~c n"~(), taNcnu H; )<'choix fait d'uocdcs <iit<?s)<)j, pat t~empte, de !gattt<?

').')2~.(~=2~-(-3'.)47~,

donoe, âpres division pa)' U, t '~atitc

~U.~)== 'J4'-}-)'n 3,

ainsi ifsyst~n~.t'==94,==(i) est. une solution de l'équation X'47~===)t.U, <'t le systcntc con'espundarjt, sera obtenu, s'ii y a lieu, pat' i onptoi dc.s <o) mutes générâtes n" 3K ot', cette rect)f')'f;he est infructueuse, mais il est certain que cette absence de systetne ne prouve pas, d'une manière perctnptoire. t impossibilité d'avoir pour i'eouation proposée un système X. Y, iie uu système ~'==:94,==6i, et ayant des nombres premiers entre eux (et)' impossibilité, reeUe dans l'exempte actuel, soit po))r le système ~==!~ ==C t soit pour le système .ts=7: ~==42, est le résultat d'une recherche oit' rieure, opérée après la transtormation du nombre ~==~C9 en ~=='t3, n" 4~. et par conséquent est le résuhat de nouveaux essais tentes sur i ~atitf' X'f4T3==~3/ji. Conduons de ces divers faits que i équation auxUiair) X'–48==~521S ne présente aucune sotution; c'est-à-dire n'a aucun système !e nombre s, non supérieur M ––; par conséquent t'Mptati"~ proposée n a aucun système X,,==/M, Y~==~ dont tes nombres et K soient premiers entre eux mais cette équation offre-t-eUe des systèmes dont les nombres ne sont pas premiers entre eux? examinons le nombre 1521 contient deux facteurs carrés (<3)' et (3)'; si nous soumettons;') l'essai le nombre ––, l'équation transformée est f~)'–48(~.)*==––==~6'), ) équation auxitiaitt' X*–48==')G9.S offre les solutions uti)es~===-}-75, ~==33; ;,==–7~, .tj===;~i Japrennere solution indiquée .==7.*), .==33, dontx'Jcsdcux séries (te trinômes contigus

f-)-'] (< 0 -.?)(–48 48 -7)–47 40 –44;. '–44 4-2 ~–3!) 3G –32)(–32 28 –2.T!–23 -)S )2 ;–t2 U ) >

[2°] (IM 33/33 –') <)() 6 –1~);


chaque série est terminée par le trinôme réduit et est obtenue en employant les principes exposés n' 7i les deux trinômes réduits sont identiques, unh-o invftse; un peut donc, n" 79, 2" < tonner Ja série

t u -–48 48 –47 .(–47 4R -.4~(–44 42 –3!))(–3U 3C –;i2; –:)2 28 –23)(–23 18 –)2;(–<2 6 ~1 -9 33)(33 75 169) le passage du premier au dixième trinôme a lieu, n" ~9, par tes valeurs t,.==);u.)-37; ~==2~t-5~ ainsi le système .~==37, ~.==5estappticabte i) t'équation transformée (.–48(~=169; cherchons les systèmes tie.s it cette première solution; l'équation <"–!)«'== w', à résoudre dans l'exemple actuel, présente la fbrmc ~–48~'=~ adoptons, n''9S, le trinôme )-<'duit(–12 6 1; dont la période est(–)2 6 -))(1 G -12)(-12 6 1); les valeurs qui transforment /M/-MC/KC, le trinôtne réduit (–~2 6 ~) sont, n' ~!), .~==:)- ~=~ et par suite, n" 95, ~=T=''=~=T, r M=L=~"==i, 1 de ta tes deux séries récurrentes <.==1, 1 ~==T=7, r ~==97, au

/,=-<35<,etc., K,,==0,M,==U===t, M,=14, M,==t95,etc.; la connaissance des divers systèmes applicables rt l'équation ~–48«*==~ amène celle de la partie des solutions de l'équation (.~)'–48(/.)'==<60 qui est liée au premiersystème ~=37, ~==5 relatif a cette même équation (.r.)'–-48(~,)'==~69; si nous adoptons les notations indiquées, n° 88, le premier système de transformation étant représenté par <“, le second système de transformation, système alors inconnu, sera représenté par 'tu 7" ~o laissant de cot(! l'équation conjuguée (.)'–48(~)*= 33, on devra dans les formules suivantes, voir n" 89 vers la fin,

P.=,(~+~L ~[~-H~+W

remptacerfes lettres «., Co, par les nombres'<:), 37, 2,5,1,0, –48, les résultats sont p,==37/-{-240K, ~,=5<37«, etc. etc., l'équation proposée (XJ–48'Y.)*==H2~ dont tes solutions sont obtenues en multipliant par le nombre 3 les solutions de l'équation tt'ansfbrmef -–48(~==)C9, l'équation proposée présente les divers systèmes X~==m, Y.=t3; X~497, Y.=2)6, etc.


TROISIÈME PARTIE.

KESOUJTiON HE L'ÉQUATjOK ~+~XY+~2</X+2~ .+./==<).

102. Cette recherche sera divisée en deux chapitres selon tétât non ou) ou Fêtât nul dp~*–«c.

CHAPITRE PBEMtBR.

RÉSOLtJTtON DE L'ÉQUATION aX'+~XY + cY*+MX+S<'Y+/=='), AVEC LA CONDITION f–«c~0.

i05. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, et avec la condition précitée, l'équation

{A] <(-2~XY- cY'+ 2~X + 2~' +/'== 0

si, par une transformation bien connue, 00 substitue aux variables et jcs variables et c'est-à-dire si l'on pose les égalités

roi y -f-)-r~–~ _) -)-~–

~J ~– '– A'<-

t'équation [A] jx'end la fbrtne

[C] ~+2~-+c/=M,

en faisant pour abréger

(~ ~) 2~/ + ay) +/(~ w.-)' = M

la résolution de l'équation proposée est donc remplacée par celle de i équation [C]; l'état entier des nombres X, Y donne évidemment le même état aux nombres ~et~, mais la proposition réciproque est, en général, inexacte, et parmi


les sotuuons entteres .< et si toutefois la résolution eu nombres entiers de l'équation {€] est possible; on devra choisir tes systèmes (lui donnent a X et à Y t'état de nombres entiers nous connaissons les diverses circonstances que peut présenter l'équation [C], cette connaissance peut-elle amener celle des lois de possibilité ou d'impossibilité de l'équation [Aj proposée? Examinons. <" si t'équation [C] n'est pas résotubte en nombres entiers, la même impossibilité a lieu pour t'équation primitive [Aj proposée; 2° si F équation [Cj a un Déterminant positif carre avec la condition M~O, ou si cette mente équation a un Déterminant négatif, elle donne un nombre limite de solutions; par conséquent le passage indiqué du système au système X Y a un nombre limité d'opérations, par suite lit connaissance de la toi de possibilité de t'équation proposée ne présente aucune difficulté; 3° Si t'equation [C] a un Déterminant positif carr~ avec la condition M==&, ou si cette même équation a un Déterminant positif non carré, les solutions sont en nombre illimité et par suite, les essais à faire pour le passage du système .t au système X Y pourraient éu'e indéfiniment prolongés, et toute conclusion serait impossible on doit donc, dans ce troisième cas, établir, s'il y a lieu, une règle qui permettf d'affirmer que toute recherche d'un système X Y, applicable à l'équation proposée, si celle-ci est impossible, serait inutile; les raisonnements qui donnent cette règle sont consignés dans les deux numéros suivants. 104. La recherche générale des solutions, en nombres entiers, de Féquation [A] a été remptacée par celte des solutions, aussi en nombres entiers, de l'équation <M.(-2~-{-e/=M, dont le Déterminant ~–ac est un carré exact entier, et dont le terme connu M est nul; or, on a prouvé, n° 86, que dans ces conditions, les systèmes sont compris dans les deux formules [D] :t.-==~ /==~, [El .t-==~j: ~-==– le nombre z est entier quelconque, les nombres et d'une part, et de l'autre sont premiers entre eux; on établira le passage générât du systèmes r au système X Y, en substituant à -f et à et dans les égalités [B], n" i03, les deux genres de valeurs [D] et [E] les résultats sont

rm ] v 6!-)-c~–~r y ~j-~–

~j 1 '= f-~

[F ) Y~'i'~+~–~ _+<!c–M

X &'–~ A'-w.


t~s diverses quantités seront, en généra!, <ractionnaires, excepté tordue l'on aura i'égatité ~*–w==~ recherchons les nombres entiers z qui donnent a chacun des systèmes l'état entier, et remarquons d'ailleurs que notre démonstration restreinte au premier groupe [Dj et [D,] sera applicable au second grotn)e fE] et [E,] les tiombres et sont premiers entre eux l'égalité f-'J ~<==~) 1

est donc toujours résoluble en nombres entiers; substituons, dans cette dernière ~quaHun, à et a & tes valeurs déduites de [D,] le resuttat est ~==(~–<j'c/X -t-/<Y)–w(c</–~)–/<(~–

substituons cette valeur de dans les égalités [D,], posons l'égalité wX-Y=/, ayons égard à régatité [F], on a

X==~4. Y=~.<f~i; -t L '– J t 1 L "–~ ar J or, le nombre entier ~(c</–Ac)– p(~<*–M) .fey~ ou /<c je/'H ~M un multiple exact de ~*–ae; dans le premier cas, les solutions de l'équation primitive proposée seront en nombre illimité et seront les résultats obtenus en substituant successivement à t la suite naturelle 0,1, 2, 3, etc. dans le second cas, 1 la résolution proposée est impossible.

i08. La recherche générale des solutions, en nombres entiers, de l'équation

«X'-(-2~XY -~cY'+ 2~X + 2cY +y== 0

est remplacée par celles des solutions, aussi en nombres entiers, de l'équation .-{-2&c~'== M,

dans laquelle le Déterminant ~-–ac est un nombre positif non carré, or, on a prouvé, 96, que dans ce cas, tous les systèmes, s'il y a lieu, applicables il Féquation

<M.2~cy'==M

sont représentés pa)' les tbrmutes

[P] ~='(G<+H«), ~=~+L«),


les nombresG, H, K, L sont connus, 10 nombre est le ptus grand eonnnun diviseur des nombres «, M, c, les lettres t et M représentent un système qnetconque, solution de l'équation ~–!)«*== w', les valeurs <et u peuvent être adoptées à l'état positif ou à l'état négatif; nous rendrons l'explication phts ctaire eu donnant ù ces valeurs l'état invariable positif, mais alors on devra ({uadrupie*' comme suit le nombre des tonnées [PI.

~==~(H/-{-H«), ~==~(K<+L«);

[Qj ~-==~(-Cf+H~, ~=~(-~+L«);

[Rj ..==-~(G~H~, ~==-~+L«);

ar · nt

~-[S] ..=~G<-H.), ~.=~(K~L«);

on etabHra les passages des systèmes .c, aux systèmes X, Y, en sut)stituant successivement à r et a et dans les équations [B], n" i05, les quatre genres de groupes [PJ, ~Q], [H], ~S]. !\ous rechercherons quels sont les systèmes t et u qui donnent aux nombres X et Y l'état entier, et nos raisonnements pour le passage des tbrmuies [P] aux forn.utes [B] seront applicables aux trois autres passages substituons dans les formules [B] les valeurs de x et de données par le groupe [P], les résultats sont

fît v_G<H«-}-/w~–~<. K~4-]L«+w<!c–~M i "–––Brr~––' '==––p~~––< 1 on a démontré, n° 94, que toutes les valeurs positives de t forment une série récurrente /“ <“, et que les valeurs positives de M en forment une autre M, M, on a aussi démontré, n° 99, que l'on peut toujours trouver un nombre entier qui, employé comme indice, vérifie les égalités [V] ~–==~, ~+,–=/–~=~,etc., ~–~=~, M~,–«,==~K~==~, etc.,

les nombres~ etc., < y, etc., étant entiers, le nombre A étant aussi entier et quelconque; or, 4" adoptons l'égalité /~–<?c)==A; 2" désignons successivement par Xo Y,, X, Y,, etc., les valeurs que prennent les seconds membres des égalités [T] par les substitutions to «., t, M,, etc. 3" suppf-


sons que le nombre tt soit convenablement déterminé, c'est-à-dire véritic tes S égalités [Vj, on reconnaît alors facilement que si un système M, donne u X, Y. l'état entier, cha(jue système

~+.. ~).+i.' ~+t, ~+. `

donne aussi l'état de nombre entier à chacune des valeurs (lui composent le système correspondant

~+,. '+~ i ~+t,. \+~X). ~),+.

par conséquent, 1 si panni les systèmes

XI Yt.X~

aucun ne présente l'état entier, on sera certain que les fbt'mutes [T] déduites des formules [P], ou plus simplement, on sera certain que ces dernières fbrmutcs ne donnent absolument aucun système X, Y applicable il Féquatiou primitive proposée 2" si parmi les systèmes

v Y y y y v

~) *)""A~, ï~ 1 `

on trouve plusieurs systèmes X. Y., X~ Y~, etc., présentant l'état entier, tous les systèmes dont l'état sera entier, applicables à t'équation primitive proposée, et qui sont déduits des formules [P], seront

X.~ Y.+)~, X~ Y~, etc.,

la lettre $ désignant successivement la série des nombres natm'ets 0,1, 2, H, etc. Les trois groupes [Q], [R], ~S] doivent être soumis aux essais indiqués pour le groupe [P], et si l'ensemble de tous ces essais ne donne aucun système X, Y à l'état entier, la résolution en nombres entiers de l'équation proposée est impossible.

ExEMpM G~RAL. Équation proposée.

[A] 2X'–6XY+Y'4X-~()Y-)-4==0;

si l'on pose X=~ 8 Y==~-y–, l'équation [A] devient

sion pose = 7 = 7 ,equatloll eVlent

M 2~–6~=:

et celle-ci est, n' ~4, liée à l'équation auxiliaire Z'–T==:5818; enfin les sys-


"~&i.

tente!; «~7~ solutions de cette dernière sont ~=~<M, ~,==57; laissant de coté un de ces systèmes, nous rechercherons, <" une solution de [B] liée au système s,==–182, .),=57; 2° les diverses solutions de [B] liées à cette premifre solution; 3" les nombres ~– ~+,– etc., ~–«., ~,–/< etc., multiples exacts de <–~c=7; 4" les relations qui exigent entre les deux systèmes .c, et X, Y.

1 Rectterche d'une solution de l'équation

[h) 2~t-~=58t;

les deux thnùmes extrêmes de la série problématique, n" 60, sont (2 –3 t ) et '57 –~82 58~); chacun de ces trinômes, n° 7i, est le point de départ d'une série dont le dernier trinôme est réduit; ces séries sont pour le premier (2 -<3 1)~ 2 –3),

pour le second

581 –<8~57)(57–4637)(37–282<)(2~ –<49)(9–141)(12-3). et par suite on a, n° 79, la série unique

t2 –3 <)(< –4 9)(9–14 2~)(2< –28 37) (37 –46 57)(57 –182 581); le passage du premier au sixième trinôme aura lieu, n" i!9, par les valeurs .ï:=4~–t3~ ~-=25.–8~ égalités qui transforment 2.~–6~ en ~7(.c,)'–364.c,{-58')(~,)', et par conséquent le système ;c==–13, ~==–8~ est une solution de l'équation 2~–6~-)-~== 584.

2° Recherche des solutions de 2.c'–6~)-/==884 liées à la première solution ~===–13, ~-==–8< on doit résoudre en nombres entiers l'équation <'–.7«'===1, adoptons n" 95, le trinôme réduit (1 2 –3), et {brmons, n" 75, la période de ce trinôme, c'est-à-dire

(~ 2 –3)(-3 2)(2 < -3)(-3 2 1)(1 2 –3);

le problème, n" S9, montre que les valeurs qui transforment e/< /M/.w<~M' te trinôme (t 2 -3), sont ;c=2.c.-)-9~, ~==3~+t4/ on a donc, n'95, f –T==~ ==8 M==U_21s_

1- l a~


la plus faible solution de l'équation <'–7<t'==t est T=8, U=3, et par conséquent les deux séries récurrentes sont

/.===1, /,=8, /,=127, ~,=2024, ~==32257, ~,==514088, ~==819313!, /,= 130576328, ~.=2081028097, etc. etc.

M.==0, M,==3, M,=48, «,==765, ~=12192, ~,=194307, ~=3096720, H, == 49353213, M,==786554688, etc. etc.

les formules littérales (~i donnent les solutions de 2.c*–6~== 58~ nées à la pt'etnière solution x'==–.<3, /==–8~ sont, n°' 88 et 9~ ~=~[~-(BA+A, 7==~, [~+(AA+B~],

formules dans lesquelles on doit, exemple actuel, substituer à w, «“, p,, v,, A., B,, A,, les nombres 1, 4, –<3, 25, –81, 2, -3, 1, les résultats sont ~==–<3<-(-42M, ~==–8~-t-2')7M, le remplacement de par les divers systèmes-solutions de <*–7~'==~, donnerait toutes les solutions de 2.f*–6~==58) tiées à la première solution .c==–~3,==–8~. 3" Recherche des nombres ~–/“ ~+,– <~– ~~–M,, multijjtes exacts de w(~–</c)==A==7; on doit, 99, rechercher la plus petite sotution applicable à l'équation 6'–Du'==//< équation qui, dans t'exempte actuel, est ~–343M'==1; adoptons, en suivant le principe, n° 95, le trinôme réduit (')9 1 –<8;, dont le Déterminant est 343, et formons, n" 75, la période de ce trinôme

~9 –i8) (–18 17 3) (3 16 –29/–29 13 6/6 17 –9; –9 <0 27~ (27 17 –2) (–2 17 27j (27 10 –9~ (–9 17 6) (C 13 –29) (–29 16 3 (3 17 -18) (-18 1 19)(19 18 –1)(–1 18 19)!'19 1 –18). Le problème, n° 89, indique que les égalités

~-=123525869.~+126908262; ~=133958721~+137626787~ transforment en /M/"w~<' le trinôme réduit (<9 1 –18), par conséquent la plus faible solution de l'équation /'–343«'=1, est, n''95, /,==T==:==i30576328, M=U=~=7050459;


toute valeur de /< applicable ù t'équation <*–7«*==<, est obtenue camultipliant paf le nombre 7 toute valeur de M appticabtea l'équation <*–343/<*==<, par conspuent «==4~3j32< 3 est une solution de M pour 1 équation <*–7«*==t ot', si l'on examine les deux séries récurrentes qui représentent les systèmes de solution apptica!)tes a l'équation /'–7~==~, on remarque que le nombre 493M2)3 représente 'paragraphe précédent;, ainsi on a M,–«“ multiple de 7, on peut d'ailleurs constater que les nombres f,–/“ ~,– «,–«“«,–«, sont des multiples du Déterminant D==&*–~<c=7.

4" Kechetche des relations qui existent entre les systèmes et X Y; reprenant les principes exposés au début du numéro actuel, on a tes quatre formules suivantes dans lesquelles les nombres t et « sont positifs r [Pj ;c==–~3/+42M, /-==–8~7M;

y- {Q] .<=='t 3~ 42M, ~=8~+2t7«;

y [RJ .r=')3/–42K, /==8~–2i7«;

[SJ .t=–'t3~–42«, ~==–8~–2<7M;

ou a aussi les égalités X === ~–, Y == or ° les formules [P] ne présentent depuis M. jusqu'à «, aucun système qui donne a X et à Y l'état de nombres entiers, donc, aucune solution de l'équation primitive proposée t.\] 2r-6XY-t-Y'–~4X-}-10Y-t-4=0 0

ne peut correspondre à ces formules; 2" les tbrmutes [Qj dans lesquelles on substitue à < et a « les nombres ~== 1, M.==0 donnent .c== 't3, ~== 8<, et par suite X = 3, Y = 10 système applicable a t'équation primitive proposée [A] on est alors assuré que les formules [Q] dans lesquelles on remplacera successivement par t., M,t, ftl etc., présenteront pour x et y des valeurs (}ui donneront à X et à Y l'état de nombres entiers si par exemple, on substitue les valeurs /«,, le résultat est ~==37703272t0, ~-=2)286329789, et parsuite X== 5386~874, Y= 3040904254; 3° les formules [R] donnent des résultats analogues il ceux que présentent les formules [Q], seulement les systèmes M., M. employés pour ces dernières, sont remplacés par les systèmes M,, < etc. enfin nos remarques sur les formules ~P] sont applicables aux formules [S].


CHAPtTMEU.

~SOLUTION DE L'ËQUATMK «.f'+~+~+2~-+2~+/=u,

AVEC LA COKD!TtON f–~=0*.

106. Etant donnée à résoudre, en nombres entiers, et avec la condition précitée ~–~==0, l'équation

[A j 2&r/+ c/-{- 2<&- + 2<~ +y== 0

on a démontré, n°87, que l'ensemble des trois premiers termes de cette équation pouvait prendre la forme liy)', les nombres g et lt étant premiers entre eux, le nombre w étant le plus grand commun diviseur des nombres <ï, 2~, <' l'équation [A] devient

[B] ~+/<+2~-}-2<y+/=(),

ou si l'on pose [C] ~t'-}-==~ z

{DJ .=~

on a {~EJ «' -}- (/K/~ ~j ==2~<~<

les principes exposés dans la première partie, font connaître, s'il y a lieu les systèmes applicables à cette dernière équation; désignons par «. «, M~, etc., les systèmes dans lesquels les nombres «,, us M,, etc., ne sont pas, en valeur absolue, supérieurs au nombre /M~(<~–e~); si l'on rept'end les fbrmutes générâtes, n" 59, on reconnaît facilement que chaque système «, J donne une série de systèmes, série représentée par les formules suivantes [F] U=2~(K+~+~, 1

[GJ 1 Y=2~<)(N+4)'+2M,(N+~+y.;

parmi tes systèmes U, Y, on devra rechercher quels sont ceux qui donnent a .< Les nombres ~<, b, c !nt entiers quelconques; si l'égalité t*–«c==0 est une conséquence de l'un des deux groupes de condition A=C f==0, b=O «=:0, t'equation qui v<'rif!ca)(M-s ):' condition &'–«f==0 a été ctudiccdans la première partie de f'e traite.


et a ) t'ctat de nombres cutters; oc, te raisonnement (lui amené cette cnmnnssance étant le même pour tous les systèmes «~ «~ ete. M nous suffira df t'exposer pour te premier. Reprenons tes équations

tCj ~+~=. z ~j .=~,

)E] ~t-~–~==2~<<–

deceséquations ou déduit fquete nombre ===s doit être entier que le nombre représentant doit être entier; étudions tes conséquences de ces conditions successives les lettres « et désignant un système quelconque appticabte a l'équation ~E] et lié au système M, la condition générate ~-–i., ou nombre entier est réeUement la condition particulière i~i, ou < nombre entier, on a effectivement, par suite des formules [FJ, t'égatité ~=2(~)(N+~+~: i

par conséquent, si le nombre M, appartenant au système primitif «, donne au nombre l'état entier; les valeurs f, déduites de u, en employant ta {brmute [Fj, c'est-à-dire toutes les valeurs déduites de u, donneront le même état de nombre entier aux valeurs successives de z, et si le nombre at, donne à t'état fractionnaire, on devra exclure et M, et tous les dérivés de ce nombre · admettons t'état entier de ou < et examinons la seconde condition "w

nombre qui doit être entier; si le nombre n'est pas un nombre <?

entier, le système primitif M, et les dérivés de ce système ne peuvent donner une solution de l'équation proposée; remarquons, en enet, que dans l'hypothèse précitée, le remplacement de u par une valeur il dérivée de valeur qui conserve ar t'état entier, ne pourrait donner a l'état entier, le remplacement indiqué donne les résultats

~='~==2(~(M+~+"

substituons dans t'égatité ~t~-==~; a z le nombre entier précédent;


2" à ta valeur générale Y, égalité [G} correspondante à la valeur générale «, on a

.~=-2~<)(N+1)'-2~+<}-2/<(N+~(~~+ si nous considérons le second membre de cette égatité; les deux premiers termes sont exactement divisibles par le nombre 2" l'hypothèse nombre entier prouve que le troisième terme 2/t N-)-1)(«,–~i est divisibte par~, le quatrième"'–~–~t c'est-à-dire z,– n'est pas divisible par~, donc enfin, le nombre -c ne peut être entier.

CoNCLustox. Étant donnée à résoudre, en nombres entiers, t'équation <u. 2/}- c/' -{- 2<&- -}- 2<~+/'==~ 0

avec la condition~*–~<'==0, on préparera les trois équations ·

~-{-==.s, ~=~ ~+(~~–~==2~~–); mk

on ohtiendra'tes systèmes primitifs M, ~) etc., c'est-à-dire tes '.ystèmes dans lesquels les nombres M,, </“ < etc., ne sont pas, en vateu) absolue, supérieurs a wg(~–c~); on adoptera, parmi ces systèmes, ceux qui vérifient les conditions

pM] ~-–ombre entier), [N] "~––~(nombre entier).

Si par exemple, te système K~, vérifie les deux égalités précédentes, les formules générales [F] et [G] représenteront l'ensemble des systèmes dérivas de applicables a l'équation proposée; ces systèmes seront `

f~ Y=2~)(N+~+2~N+1)+~

[Q] ] x==~<Y:

si un système M, ne vérifie pas les conditions [Mj et [Kj, ce système et ses dérivés ne pourront donner une solution de l'équation primitive proposée


finalement r si nous admettons, ce qui est toujours permis, n" 39, m)e toutes les solutions L de t'équation [Ej sont représentées par les f«rmu)es [F]; 2° si la non vérificatioo des conditions JM] et {Nj s'étend à tous les systèmes, eu «ombre limité M, M, etc., la résolution du prubtème énonce est impossible.

RxKwpLE. L'équation proposée est

[AJ 245~ 140~+ 20~ 95;c 97~{- G5 == 0, ou après multiplication par le nombre 2,

fAJ 490~ 280~-t- 40~' 190.t- 94~ 330 == 0 cette dernière équation si l'on pose 7 c–2~== et ~=="+~ devient fAj ~+~2675=12!660~ 3

cette dernière équation doit être résolue, en suivant les principes exposes dans notre première partie; sion pose~-==~eHe prend la forme H'-}-47== 79V, et cette dernière équation, soumise aux essais indiqués n" 47, donne 79.3 ==7'-}-2'. 47; de là, n°46, tableau VII, 2/== 7, /<==3,/z'-{-==56; doncV==t68, K=~5; de là enfin les deux systèmes V==~7, M==36, c==:24, u =43, etc., on doit actuellement chercher tes valeurs de V qui donnent à y la propriété d'être un nombre entier or, on a V-t-i932

7= fMO' pas- conséquent un examen attentif de t'exempte actuel montre que les nombres V et M* doivent être terminés, le premier par 68, le second par 25; si donc on prépare les deux systèmes de « et de V qui remplissent ces conditions, c'est-à-dire les systèmes = 115, V== 168, M = 675, V==5768; on doit ensuite ajouter successivement aux valeurs dé M le nombre invariable 79.10, déduire le nombre V, augmenter ce dernier nombre de ~32 et examiner si le résultat est exactement divisible par ~540; ces opéra.tions successives ont une régularité qui permet d'abréger le calcul, elles sont d'ailleurs limitées puisque le nombre M ne doit pas être supérieur à ~i~;


cette recherche amène les huit systèmes suivants :<ppticab!es a t'équation précitée «'-t-l 52675 ==121(}Gu~,

~==±675, ~,==5; M,=±4855, ~=195;

/==±16705, ~,==2295; ~==±-22235, ~=4065;

«.==±38595, ~,==12245; <==±:44125, ~.=10005; ~==±55975. ~==25755; M.==d=G0~5, ~=2974!);

parmi ces groupes, adoptonsceux qui donnentaux quantités ~––==:'s, ––==.<, la propriété d'être des nombres entiers, on a

~==-675, ~,==5; M,=:–4855, ~=t95; M,=')6705, ~,=2295, ~=22235, ~==4065; ~==–38595, ~.==4224&; ~==–44't25, ~,=16005; ~-=55975, f,=25755; M,==–60~55, ~==29745. Ces couples font connaitre les solutions de l'équation proposée; ainsi par exemple, le système ~==–4855,==~95 donne i"à !'––, c'est.H.dire à n`g

la valeur –68; 2° à la valeur -46; par conséquent, le système ~==~95, .ï==46 est une solution de l'équation proposée si actuellement, dans la formule générale U=2~<~–~(N-)-}-M,, on suppose N==1 ~,== M~==– 4855, on obtient une valeur dérivée de < c'est-à-dire U==238465 si ensuite dans [P], conclusion précédente, ou substitue a N, M,, les nombres 1, 95, –4855, on obtient Y== 467415 si enfin, dans [Q] et à U, Y, on substitue les nombres 238465, 467415, on obtient X==434034, et le système Y ==467415, X==< 34034, système dérivé de M, constitue une autre solution de l'équation proposée; dans les mêmes conditions régatttp N==3 donne Y = 1907915, X==546102, etc.


QUATRIÈME PARTIE.

RECHERCHES SUR LES RACEES PRtMmVES.–TABLE DE CES RACEES POt;R LES NOMBRES PREMIERS COMPRtS ENTRE 1 ET 10000

107. La théorie qui fait le sujet principal de cet essai, doit, comme la théorie précédente, son origine à Euler; elle a été reprise successivement par Lagrange, Legendre, Gauss, Poinsot, Cauchy, Jacobi, etc. Plus récemment, M. Poinsot, ajoutant divers théorèmes a la partie déjà connue, a cru devoir rappeler, en termes aussi lucides qu'élégants, l'attention des géomètres sur l'importance de cette étude; encouragé par cet appel, nous avons continué des recherches entreprises depuis plusieurs années, le Traité qui précède montre que le sujet a pris quelque extension; la réunion du Mémoire actuel à ce Traité n'est pas d'ailleurs une adjonction sans cause, la plupart des principes que nous exposons plus loin, trouvent leur application dans le travail précédent, et Legendre a dit avec raison, un seul et même titre, T~e ~M' Nom~M, doit comprendre cet ensemble mathématique. Nous divisons cette étude en trois chapitres 10 Préliminaires, développements sur le théorème de Fermât; 2° Relations des racines primitives entre elles; 3° Recherche d'une racine primitive d'un nombre.

Cette partie présente plusieurs applications des principes précédents à la recherche des racines primitives détachée de l'étude actuelle sous le nom de Mémoire, elle a été présentée a t'Académie des sciences; t'Académie, après rapport, a ordonné l'insertion dn Mf'moire au recoei) des savants étrangers, mais, on le sait, cette insertion est toujours tardive et formera d'ailleurs une paMication incomplète. Remarquons que le Mémoire, dont le fond est reste le même, a subi des changements par suite d'études faites après la présentation, changements tels que l'ensemble forme ici un examen assez complet des racines primitives, ce chapitre peu étudie jusqu'ici, et néanmoins important dans la théorie des nombres.


CMAt'tTHE MEMfKM.

PRHUMt'<AtRES, DËVEMPPKMEKTS SUR LH THHORH~B t)K FER~tAT. t08. tj;MME. Si on a, une pt'ogressiou géométrique [Aj t' 6' f\ < etc. le nombre e entier; 2" un nombre P premier à 6; il existe, outre le terme e" de la progression, au moins un terme le nombre inférieur a P, tel (lue l'expiusion É=l est un b" b P prentier it r est Iii-etiiiei- F expression *–– est un nombre entier. Le nombre P premier a t est premier l' à une puissance de <, par conséquent aucun terme de la progression n'est divisible par P; si donc on considère plus de P-1 termes, ces termes ne pourront tous avoir des restes différents; ainsi depuis <" jusqu'à t' il y aa«/ww<.t deux termes qui donnent des restes égaux; admettons l'exactitude des égalités t'"==P.Q-R, ~=P.Q,R, soit /> on a après soustraction t"(<°~'–1 )==P.H par suite <==M:P-{- ), le principe est donc démontré.

OBSERVATION. t~s restes qui suivent la reproduction du reste 1, sont exactement et dans le même ordre, ceux qui ont été obtenus dans la première série d'opérations; en effet, chaque reste est déduit de celui qui précède, en multipliant ce dernier par et en divisant le produit par P; deux restes égaux amènent donc évidemment deux restes qui ont entre eux la même propriété; cette circonstance caractéristique partage les restes en un nombre indéfini de groupes ou périodes; or, on peut établir le lemme suivant.

i09. LMtME. Si les données et lesnotations du temme précédent subsistent, 1 si le nombre P est premier absolu; si le premier reste reproduit correspond au terme e' de la progression [A], c'est-à-dire si le nombre des termes de ia période est t, le nombre est un div iseur exact de P–1 reprenons ia progression géométrique [A], notons les restes donnés par les divisions successives; dans ces conditions, on a tes deux suites

[AJ DMdendes <° <' <' :< s'+'< [B] Restes 1 R. R, R,R, 1 R,

multiplions par 2 tous les nombres de la suite [A], et consignons les divers restes donnés par les produits divisés par P, on a dans te'métne ordre la suite. [B,J Restes 2 S, S, S,S~ 2 S.2.etc.;


si un répète sur ~A] cette opération, en substituant à 2 et successivement la suite naturelle 3, 4, !).–<, si apn's chaque opération on note les restes obtenus, t'cnsembte de ces restes donne le tableau suivant

1 H. R, H.+.K, t~ 1 H, etc. 2 S. S, S,S. S~S, S~2 S, etc. a T. T, T,T. T~T, T~3 T. etc. 4 U. U, U, U~U, ~+.4 L. etc. P-t V. V. V.. V,+. V, V~ P-~ V. etc. 1" Si l'on considère deux séries horizontales consécutives, troisième et quatrième, par exemple, la similitude entre ces deux séries de restes ne peut être partielle; cette similitude est complète ou nulle; en effet, l'égalité de deux testes, par exemple, l'égalité T.==U~ amène nécessairement l'égalité T~==U, ainsi de suite; 2*' si on compte d'une manière arbitraire le nombre des restes différents que contient ce tableau on remarque que tous ces restes n étant pas supérieurs à P-1, le nombre des restes différents ne peut être supérieur à p–~ mais ce nombre est exactement P-1, puisque la première colonne verticale présente la suite naturelle 1, 2, 3.P–<; ainsi en désignant ce nombre par N, on a N=P–~ si actuellement on fait le même compte en additionnant les lignes horizontates, la première de ces lignes présente t restes différents; si à ce nombre on ajoute ceux de la seconde ligne horizontale (lui sont eux-mêmes tous différents, en comptant jusqu'à la première réapparition du nombre 2, la somme sera t ou sera 2~ puisque les termes de cette seconde série sont tous égaux on tous inégaux à ceux de la première série; cette nouvette somme partielle, augmentée des restes de la troisième ligne, donne une somme qui est t, 2~, 3/, suivant i'état de similitude que présentent les trois lignes précitées; continuant les additions successives, le total générât sera un multiple de t, par conséquent le nombre N est un multiple de t, <te là ~==P–4, et par suite ~=-––; le principe est donc démontré. OBSBRVATtON. Dans les hypothèses admises, on a la suite d'égalités Reste de !'=='), Reste de <" == Reste de <=== 1, c'est-à-dire /<<? de < == ou finalement "– égal à un nombre entier; ainsi Le ~we < 1, f/a~.) le-


quel le /wwA/'e P ~7~<'wwy, est ~<(/<~«~ a/~w/c/~w P, e/<cH«/<w«/ t M~ /!tw~/<' yM/«w~/vcw/<« P. Ce principe, remarquable par son élégance et par sa grande utilité, s'appetteordiuairement YX~Me de FERMAT, du nom de Fauteur; il régularise la relation générate, qui, dans les conditions indiquées, unit les diverses parties des deux séries

[A] <°t'<<'<'+' <"<"+' .<"

[~ n,R,) H, K, .<.

De cet ensembtc on déduit plusieurs remarques curieuses que nous ne ferons qu'indique)') en renvoyant, pour explications plus amples, aux traites sur la matière.

<" Si (D) muttiptie par un nombre y, premier à P, tous les termes de la série [Aj, si on divise tes produits par P, cette opération laisse invariable le nombre des termes de la période, et si le nombre de ces termes était inférieur n P– 1, les termes de ta nonvette période sont tous égaux, mais dans un autre ordre, ou tous int~anx :< ceux de t'ancienne période [H].

2° Si le uonihre des termes de la période est w&t?/K«w, c'est-à-dire est P–1, le nombre e reçoit ordinairement )e nom de /~67'M'm/(~'de P; si alors on muftiptie par tous les termes de la progression [A], si on divise les produits par P, il est manifeste que chaque terme de la nouvelle période a son égal dans la période [H] le rang de ce terme dépend de la vateur de 3" Le produit de tous les termes d'une période fst r un muttipte de P, augmenté de l'unité, torsqxe le nombre des termes de cette période est impair; 2° nn tnottipfe de P, diotintté de i'unité, lorsque le nombre des termes de cette période est pair: or, si la période est maximum, cette période est d'ordre pair; on a donc Ic théorème suivant, attribué il Wiison /.<w/«/ ~/e /~«.i les /MM~'<M- <)-t /w/ y«'~ /«w/e~ew/e/' P ~ï<<w/</< /'«/<<' est f//t'/)7~ /v</ ce ww~/w /<e/

4°t.a sononc, soit de tous les termes d'une période, soit des nombres na.turels 1 3 P– 1, le nombre P premier, est toujours divisible par P. 110. Les remarques que nous venons de consigner ne sont liées que d'une manière très-iodirecte a notre étude actuelle; il nous était donc permis, peutêtre mcnx' ordonné de renvoyer le lecteur aux traités sur la matière; ce motif n'est ptus <)e mise pour ta question suivante, qui est récitement notre point de départ dans les recherches qui composent cette partie, 'fout nombre


premier a-t-it des racines primitives? en d'autres termes, un nombre? premier absolu étant donn~, peut-un toujours trouver des nombres tcls que chacun d'eux, etevf~ aux puissaoces successives t 2~?-<,donne, si on divise les resuttats par P, te oumbre maximum de restes difTerents? ta réponse, qui est atnrmative, exige des devetoppements asscx cunsidera))tes, se compose de divers femmes ou théorèmes une nous attons examiner.

i i i !.K)t)U;. t'ne equution indéterminée

A~ -{- B.t- -{- C~ S.t--(- T= P

du degré w, ne peut avoir, si le nombre P est premier, plus de /K solutions de en ttombres entiers et inférieurs a P*. Considérons le polynôme rationne! et entier du u dt'gré //< et de la torme -}- -)- ~.t"' '-)- ~.t- prenons ru quantités ()uc)cou()ucs x~ 0, divisons le polynôme ()ue nous appe)ons X par le bittôtuc .i'–«jusqu'à ce que le reste ne contienne plus la lettre-r, ce (lui est toujours possible; on aura t'equation X==(.c–<()X'-j-X., le quotient X' étant un polynôme du degré in 1 en x, et le reste X. étant le polynome propose où t'un a cbangu en «; divisons de même X' par (.c–~), le resuttat sera X'==(.r–~X'j-X' continuons de même de diviser X~ par (;c–~), et ainsi de suite jusqu'au dernier polynôme X<°' qui ne sera plus que du premier degré en divisons X~ par (;e–T), et nous aurons enfin X(')=='–'T)-X~°' substituons maintenant, dans la première équation, à la place de X' sa valeur donnée par ta seconde, et, dans l'équation résultante, à la place de X'~ sa valeur donnée par la troisième, ainsi de suite, nous aurons i équation finale

M X==X.+(~X',+~)~X~+(.r-«)(~(.r-Y)X~+. .+(~Y).T),

équation identique, c'est-à-dire qui aura lieu, quelles que soient les quantités substituées aux lettres «, p, c,

Soit actuellement P un nombre premier quelconque; considérons les nombres entiers x intérieurs à P et qui peuvent rendre le polynôme X divisible par P, Une solution de x en nombres entier;, étant supérieure à P, peut perdre un muttipte de ce dernier nombre; tes solutions inférieures à P sont donc tes seules qui méritent examen, le nombre des autres étant toujours indéterminé.


ces nombres entiers seront !< sortions ou racines de t'équation indéterminée X==:.))Li~ en désignant par ~R. P un muitipiequeteonquede P; or il est cer. tait) que cette équation ne peut avoir ptus de racines qn'it n a a d'unités dans le degré ne déjà proposée. Heprenous, en effet, l'équation [Aj nous voyons que « étant un nombre entier inférieur a et donnant: au potynôtne X t'état muftipte de P, de manière queX., c'ext-a-dire !)t'{-< '(- -j-.i-6<-(-/ soit muhipte de P; cemone polynôme X devient alors, n ce dernier nuntipte près de J',

[B] X==(.X')-(.r-«/.r-~X\-)-+~ ';ï'–~)(.–ï);

2° ne mente si est un nom))re entier inférieur a et donnant a X t état mu)tip)e de P, de manière queX~, c'est-à-dire jï'p/}-< '-}-)-.i~i-}- soit nnuttipte de P; commf t'e~atitc [B], dont !f' second membre est, a un multiple près de P, le poiynume X devient alors X,==(p–«)X' on a ) étante Cp–<;X~==<~ P; derensembte des conditions ~–t!;X'.==~K. P '~–ef) non rmutipte de P, on déduit t'egatite X'j,==. P, et, par suite, on peut assurer que le polynôme X est, u un multiple près de P, réduit a t'expression [C] X==:(.t-–<)t)(.r–~X"{-}-(.r–<t'. '.r–~ ~-–Y'–?.<;––t)e m<*tne si Y est un nombre entier in!<'ri<'ur u P, et (tonnant X eta) !nuitip!e de P, de manière que X,, c'est-à-dire Y°'-t-)-yY" '+~ soit muttipicde P; on encondura l'égalité X'~==.7)~. :P; ainsi de suite; déserte que ron peut etabtir !e principe suivant Si les lettres x, j3, .< -désignent M nombres entiers inférieurs a P, qui rendent X di\isib)c par P, te polynôme X du degré w sera, a des muttipies près df P, equivatcnt au produit de ne facteurs binômes .fa, -t– p, ~f -7, .T ? ainsi i) n'y aura pas plus de manières de rendre )c polynôme X divisibte par P qui) n'y en a pour le produit equiva)ent dont il s'agit or, le nombre P étant premier, ne peut devenir divisible par P qu'autant que t'un des facteurs icscra séparément, mais il est évident que chacun d'eux, têt que ~.<-–x', ne peut t'être que pour une seule valeur de .t.' intérieure a P, c'est-à-dire .1'== K donc l'équation Indéterminée X ==:~ÎL P du degré w ne peut avoir plus de w racines ou solutions, en nombres entiers inférieurs a P.


Nous avons admis que le coefficient (te .t" était l'unité, parce que l'on peut toujom~ réduire à cette )brnr<e une équation quelconque

<t"' + M~ C.t- été.,

en ajoutant aux coefficients B, C, etc. des muitiptes cf'nvpnabtcs de t* qui les rendent tous divisibles par le coefficient que nous supposons prcmiet' u P; ces multiples, quinectuutgent pas le nombre des racines de la proposée, sont obtenus pat' des équations indéterminées et toujours possibles du premier degré et de la forme H-(-K.P==A.< Si le nombre A n'est pas premier i P, ce nombre a la forme P.H, on peut alors supprimer le premier terme de t'équation proposée, laquelle ne serait ainsi que du degré //<

Cette démonstration suppose essentiellement que le nombre P soit un nombre premier, car s'il s'agissait d'un nombre non premier N, le produit des binômes '.r–-<t)\t– {~.r–y). (.r–.<j)('.r–.T pourrait encore être divisible par N sans qu'aucun d'eux le fut séparément; il sufRrait que t'un de ces binomci; fut divisibte par un facteur de N et un autre par l'autre (acteur; ainsi, l'équation X==~ N peut avoir, si N est un nombre composé, plus de racines qu'it n'y a d'unités dans l'exposant de son degré; on pourrait d'ailleurs compter le nombre des solutions possibles par le nombre de toutes les manières possibles de décomposer le nombre N en différents facteurs premiers entre eux. ii2. TH~onhtE. Si on désigne par «, p, etc. les facteurs simples inégaux qui entrent dans la composition d'un nombre quelconque N, la formule ? == 'g* indique combien il y a de nombres qui soient inféa. Y

rieurs et premiers à N. Si de la suite j~~ 2 34 N on ute tous les multiples de a, si des nombres restants on ôte tous les multiples de p, ainsi de suite, il est clair qu'on aura ôté tous les nombres qui peuvent avoir, avec N, quelque commun diviseur; alors les nombres restants, qui ne peuvent avoir aucun des facteurs simples de N, seront nécessairement premiers à N précisons les résultats de ces soustractions successives ~° Le nombre N étant un multiple de «, et pouvant être caractérisé par/«, la suite naturette[A] présente la suite [H] «, 2w, 3«, 4<t. /ft, c'est-à-dire présente~== multiples de a, et par conséquent la suite [A], modifiée par la soustraction des termes de [H], ne présente ptus que [8] N'==N–"termes; 2° de la suite des N' nombres non consécutMS il faut ôter les multiples de p; or je dis qu'il y en a, proportionnelle-


ment, ta même partie aliquote que dans les N premiers nombres consécutifs de [AJ, c'est-à-dire qu'il y en a car je puis voir cet ensembtt.' de K' termes comme composé de la suite totale ~Aj des N premiers termes, moins la suite )H) <!t2<t3< .?, formant tes ~-muttiptes de <t; ortasuitetotute~Aj, formée de N nombres consécutifs, présente, paragraphe multiples d(; ta suite <(H], formée de/~termes, présente, prnportiouneltenient, ta tncmcpurtic atiquote, c'est-:t.dit'c multiples de ft, puisque, divisant par ? chaque tertuc de cette suite [H] (division qui est sans influence sur le ~w/v des muhiptes de ~), ta nouveUe suite formée par p nombres consecutHs, offrirait certes a)ors,t)a):<g)!)pher, ~muhiptes de Concluons Dans chacune des suites [A] et [H~; suites présentant, la première N, la seconde termes; le nombre desmuttipies de est, propurtionnettement, la même partie aliquote, c'est-à-dire est pour la première, pour la seconde; par conséquent, dans la suite, composée de N' termes, qui est comme la différence des deux précédentes, le nombre des mut. tiples de est encore, proportionnellement, la même atiquotc, c'est-à-dire içe N' est ~) désignant par N" les termes restants on a N"==\'–g; de ces nombres N" il faut ôter les multiples de or, je dis qu'il y en a, proportionneitement, la même partie aliquote que dans les N premiers termes, ou dans N

les N' seconds, c'est-à-dire qu'il y en a –, car je puis voir ces Pi" restants '( 1

comme composes des N' précédents, moins tes multiples de qui y sont contenus or la première suite renferme multiples de et la seconde ren.K"

ferme la même aliquote; donc, dans la différence N'~ il y a multiples de -y; K"

en les otant, on aura, pour tes N'" restants jn], N'"==N~– ainsi de suite des égalités [B] [C] [D] on déduit N'"=7!== principe est donc démontré.

CoROH.AtM. Le nombre donné N étant égal à «~y, la formule précédente peut prendre la forme M==~(ft–<)~(P–(Y–); or, les facteurs ~(~–~), ~'(~–~), ~('y–~) marquent respectivement et par ordre com.


bien il y a de nombres imericurs et premiers aux nombres~, c'est-a-dirc aux facteurs premiers entre eux du nombre )\ par conséquent, si te nombre est décompose en (acteurs Q, tt, S, etc., premiers entre eux, le notnbre M (mi représente coomien il y a de nombres intérieurs et premiers a N est égat a') produit de ceux qui représentent combien il y a de nombres inft'-rieurs et premiers a chacun des facteurs Q, lt, S, etc., de N; ainsi, 0) indiquant, comme l'a <ait A'«~ p:u' 1-.& notation la muitimde des nombre!; in~t-icurs et premiers a un nombre N si !'on suppose ce nombre décomposé d'm)e manière que)coH(}ue en facteurs Q, R, S, etc., premiers entre eux, ou a iu formnh' ?~')==KQ).?(R).?(S),etc.

ii3. Tjn;o«KMt'. Si l'on considère tous tes diviseurs possibies d'un nombre -queiconfme et<;uon vettille compter combien il y a dénombres inférieurs et premiers a chacun de ces diviseurs, la somme totateest )e nombre N tui-rneme; en d'autres termes, si l'on désigne tes diviseurs de N par les lettres << <f, etc., et si i'oH adopte la notation iudi(mee par Fuie)', on a la (onnuie suivante/)-?<y~==!\t. Le nombre étant égal u~ p" les diviseurs de sont les produits 2 a 2, 3 a 3 des termes que présentent tes trois progressions géométriques

1 «' <' < j}'

par conse<ment, si on ne considère d'abord que les diviseurs élémentaires qui constituent les termes des progressions, on a une partie des nombres inférieurs et premiers aux diviseurs de N, partie représentée par les formules 1 ~)~ +~)-j-~)~), ~+~:+~')+?(~+.?(-); 3

or, il est manifeste, coro))airc précédent, que si t'entait les produits de ces dernières séries, on a pour résultat une suite de termes dont chacun marque combien il y a de nombres inférieurs et premiers à chaque terme du produit de nos progressions, et par conséquent a tous les diviseurs possibles de N, mais chaque série t -~(«)-}-~t')-j- <?(~) est égale, n" précédent, à ~+~+~–~+~-t)+~–1)+. c'est-à-dire est égal à l'unité augmentée d'une progression géométrique dont la


!'<MMtue est~–i, ainsi la p~MMCfettérie est égaie à t-et*–t==-M' de même la seconde s~rie vaut en somme la troisième ainsi de suite donc tf produit de ces seriez ou le nontht'c des tenues qui marque combien il y a de nombres inférieurs et premiers u tous tes diviseurs de est w' y', c'est.u-dire h* «ombre N tui-meme.

H 4. Heprenons actuellement question pnncipafp, n" t i0 nous avons caructense la nature de lu relation qui nuit les deux séries dividendes f" <' e' e*' restes 1 H, 1~ 1. dans les conditious indiquées les f)0)nbt'esqmsontdivisputsdeP–1 peuvent seuts, n" i09, servh' d exposants aux plus petites puissauces de t capables de donner !c reste 1, on est donc porté a chercher si tous les diviseurs de P 1, possèdent cette propriété eu d'autres termes, étant donné un diviseur quetcunque ~/de P–1 peut-on toujours trouver un nombre t, intérieur a P, tel que si on divise par P chaque tome de la progression :<e,< la première reproduction du reste 1 ait lieu pour te dividende! et dans le cas afïirmatif, peut-on indiquer combien il y a de nombres qui possèdent cette propriété. Admettons i'exis' tence d'un de ces nombres, désignons-le para, on a les deux suites j~A] Dividendes <ï" «' a* a* a,

[Bj 1 Restes IR.R, p

i'égantéRestCM''=1 donneregautéRestede(<==t ouRcstede~R~/=='t par conséquent, admettant l'exactitude de l'hypothèse primitive, on est certain que chacun des termes de la suite [B] éievé à la puissance </ donnera le reste 1, et comme cela peut s'exprimer en disant que les restes des nombres (a')''(~)')'(~ restes qui sont tous difterents, sont les racines entières de l'équation indéterminée ~–~ ==3K.:P, laquelle ne peut avoir, n° iii, plus de d racines entières différentes, il est évident qu'il n'y a pas de nombres, autres que les restes précités, dont les puissances (/ donnent le reste 1 ainsi de l'existence admise d'un des nombres que nous cherchons, on conclut que tous les autres doivent avoir place parmi les termes de ta suite [B] it sutura de faire parmi ces derniers, Dans toute cette partie, nous admettons l'exactitude de Hnégatite <<;P cette hypothèse n'attcre pas la gcnet'atttc du raisounemenl; en effet, toute puissance (<,), tj>P, qui donne le reste i doit être évidemment rapportée à ta puissance t du nombre t, qui est le nombre << ayant perdu un multiple de P.


un choix convcoahtc; il suffira d'devercttacun d'eux, ou plus simplement en théorie, it suffhad'etever chaque terme de la suite [Ajaux puissances 0, 2, 3, cl, <tf diviser tu résultat par P et de conserver parmi les notnbres de la suite [A], qui sot de point de départ pour chaque opération, ceux dont ia puissance ~/donn<)a première reproductioM du reste 1, o)', ce choix est facile torsque t'en a constate les deux faits suivants !c «ombre A étant premier a toutes tes puissances de intérieures a ne peuvent donner le reste 1 le nombre n'étant pas premier a < si ou eteve aux diverses puissances 0,1, 2, !}, la reptfductiot) du reste 1 correspond a un dividende ~< dont l'exposant est inférieur a 1° les nomtx'es et f/ étant pretniers entre eux, on ne peut avoir reste de (f<==1, le nombre e étant inférieur a < en effet, les suites ~Aj et [Hj prouvent que !cs tprntes peuvent seuls, étant divisés par P, donner le reste 1 or, les facteurs premiers a<ne peuvent ~M~ appartenir au nombre e qui est plus petit que < !e nombre est premier à < donc le nombre e. ne peut être un muttiptc de < ainsi, dans les conditions indiquées, t'e~afite reste de (~)'==~ est inadmissible; 2" si les nombres~ et cl ont un commun diviseur on a les égalités /'==~.w, ~~=~ et l'inégalité n <; or on a d'ailleurs i'egatite reste de ~== 1, égalité qui peut prendre la forme reste ~")==~, pat-suite reste (~)"==1, ou enfin reste (~)"='), cgatité qui démontre le second fait énoncé, Concluons: étant donné un diviseur quelconque f/ de P– si l'on admet l'existence d'un nombre inférieur à P, et tel que si l'on divise par P, chaque terme de la progression <7" la première reproduction du reste 1 ait lieu pour le dividende ad, celle existence admise, on est assure que la lettre u présente autant de valeurs qu'il y a de nombres premier:: a </dans la série 1, 2, 3. adoptant alors la notation indiquée par Euler, le nombre de ces derniers est <), et par conséquent, si nous désignons par '~) le nombre encore probtetnatique qui marque combien il existe de nombres relatifs à f/ possédant la propriété gencratc précitée; les raisounetnent'i qui précèdent établissent l'exactitude de t'une des deux ega. lités ~-=0, '}<<)=='j)W); or, les développements qui suivent prouvent que la seconde de ces deux égalités est seule exacte.

Si l'on considère t'un des nombres intérieurs a P, si ce nombre, substitue à ta lettre générale <, i08, est soumis aux opérations indiquées dans ce mémen" 108, il est manifeste qu'une pnissancede ce nombre, puissance dont t'exposant est diviseur de P–1, n° i09, donne un terme dont le reste est la première reproduction du reste < si nous admettons, par exemple, que la


puissance caractérisée actufttement soit <<, te nombre adopté a/~a~ww~M « la notation ~J; or, si l'on soumet ainsi auxcatcuts indiqués n* i08, tous les nombres inférieurs il P, chacun de ces nombres appartiendra a un diviseur de?– c'est-à-dire sera compris dans l'une des notations ~(</), ~), ')(<~), etc.; les lettres </ < désignant tous les diviseurs de P– 1, les nombres intérieurs :t P seront donc ainsi partagés en groupes tels que chacun de ces groupes devra être désigne par l'une des notations <]~/), ~'), <)'(<). on a donc l'égalité ~/)-}-')'(~)-~<j<(<~)-)-==P–1; mais alors si on lie cette égalité au théorème n" ii5, qui démontre l'exactitude de l'égalité ~<<)-L.~)-L.~)-L- .==?–<, on a l'égalité

[!)] ~+~)+~')+.==~+~-L.~)-L., etc. On a démontré dans la première partie du n° actuel, que le nombre ~(</) est nul ou est égal à '(~); par conséquent ce nombre ~(</) ne peut ét<e supérieur à ~), et te même état relatif a lieu pour ~(<) et pour ~(<) et ~(~), etc.; si donc un ou ptusieurs de ces nombres <j; 'K~')) etc., était inférieur à ses correspondants parmi les nombres <jA'/), '{'(<), etc., t'egatite ~D] serait impossible donc, nous concluons que dans tous les cas on a '{/W ==~W), et que, par conséquent <!<(</) ne dépend pas de la grandeur du nombre P- '<. OBSERVATtox. La lettre </ représente, dans les deux paragraphes précédents, un diviseur quelconque de P–), si l'on a f/==P– tes nombres désignés par la cotation '~(</) sont atf'rs des racines primitives de P par conséquent un nombre premier P étant donné, il existe des nombres R qui sont des racines primitives de P, c'est.à-dire des nombres qui ont la propriété caractéristique suivante, le nombre R' est dans la série R° R' R' R' le premier terme dont le reste est la première reproduction du reste 1 et l'un de ces nombres étant connu ¡ on obtient les autres en cherchant les restes donnés par ce premier, étevé à ,toutes les puissances dont l'exposant est inférieur et premier a P–1. REMARQUES SUR LA DÉNOMINATION A~C/A'~ TW.WTvrM, ))ONNHK AUX NOMBRES ENTIERS « QUI PRESENTENT 1~ MAXIMUM, C'KST-A-UtRE LH NOMMtE /i DE RESTES MHEREKTS, LORSQUE L'ON untSE PAR MMtBRE PREMIER LES TERMES DE LA PBOMESSION a" e' «' a' a'

iiH. Cette dénomination due i Euter et adoptée par tous les géomètres, parait être un effet sans cause, principalement lorsque cette désignation, prise dans un sens restreint, ne comprend, comme dans l'étude actuelle, que les


uombresentiers précités; un examen plus attentif des faits, montre que tes mots racines primitives, doivent être admis dans une acception plus large, que ces mots doivent désigner un ensemble de grandeurs dont tes nombres entiers indiqués forment une assez faible partie; les causes qui justifient alors cette dénomination apparaissent clairement, et sans vouloir faire de ces causes un examen complet qui serait étranger a notre étude, la question offre diverses circonstances parmi lesquelles nous choisirons celles qui nous seront utiles dans la suite: considérons une équation binôme indéterminée [Aj ~–)==:<)TL:P, 1 l'expression J1L P indiquant un multiple générât du nombre premier P soit r une racine autre que l'unité, mais quelconque, de l'équation fAj. r Si l'exposant est premier absolu, on sait que la racine r élevée aux puissances successives 1, 2, 3. donne toutes les racines de l'équation proposée, et que toute racine de l'équation [A] ne peut appartenir à une équation .c~– ==~ P dans laquelle t'exposant </est inférieur a M; ainsi dans les conditions établies, toutes les racines de l'équation ;e"–~==3!L: P sont uniquement propres à cette équation, c'est-à-dire ne résolvent aucune équation binôme de degré inférieur Il /<, chacune d'elles par les puissances successives 1, 2, 3. donne la série complète de toutes les racines différentes de la proposée; elle ne donne l'unité qu'a la puissance /~°", après quoi toutes les racines reparaissent dans le même ordre à l'infini; ces propriétés donnent à la racine r un caractère spécial qui lui a mérite la dénomination logique de racine primitive, par opposition à d'autres grandeurs racines d'une équation .c*–)==JfC:P, mais racines aussi d'une équation ~– ==~K P, dans laquelle le nombre </ est inférieur à les racines de l'équation ~–t ==JtL:P, le nombre Il premier, sont donc des quantités que l'on doit en générai distinguer des nombres entiers nommés dans ce Mémoire Racines primitives; et pour éviter toute confusion, nous désignerons les racines entières de l'équation ;t°–t ==~L: P par les mots Racines primitives générâtes; remarquons d'ailleurs que ce double emploi d'une expression remonte M des temps déjà éloignés, et qu'il a peu d'inconvénients les deux variétés de grandeurs, racines de l'équation .–1 ==t)R' P, racines primitives du nombre premier P, ont des points de contact assez nombreux, car les premières contiennent en générât les secondes; les inconvénients disparaîtront d'ailleurs à la fin du paragraphe actuel, puisque laissant alors complètement de côté les premières grandeurs, lesquelles présentent un intérêt secondaire, l'expression indiquée caractérisera dans toute la suite les nombres entiers qui sont l'objet principal de notre étude.


2" S! t'exposant de t'équation .r*–~ ==:~fL:P est un nombre composé, if n'y a plus qu'une partie des racines qui soient uniquement propres a l'équation ou (lui en soient les racines primitives générales, car les autres résolvent en tnême temps des équations binômes de degrés inférieurs marqués par les différents diviseurs de /<, de sorte que leurs puissances successives ramènent l'unité avant la puissance /~°", et ne peuvent ainsi former la suite complète des racines différentes de la proposée, on est conduit a cette question une équation binons indéterminée .r"–.1 ==~: P, quel que soit te nombres, a-t-elle toujours des racines primitives générâtes, et si la réponse est affirmative, duel est le nombre de ces racines?

Nous pouvons déjà remarquer que pour l'exposant /<===N nombre premier, t'équatiot) .~–<1==.))TL P présente ~–~ racines primitives générâtes, n*iii; et eu effet l'exposant n n'ayant pas d'autres diviseurs que l'unité, Je binôme ~–4 ==~LP n'a pas d'autres diviseurs binômes de degré inférieur que le binôme .<-–~ ainsi toutes les racines det'équation .r"–~ ==.)LP, excepté la racine 1, sont uniquement propres à cette équation, ou, comme on l'a dit, en sont les racines primitives générales; si t'en a ~==~ le nombre étant premier, t'exposant n'a pas, au-dessous de lui, de binômes diviseurs plus élevés que .r° en rejetant donc de la proposée les a racines de l'équation .ï-"–~==~K.P, it reste <–t), racines primitives générales de l'équation .tC')–-t ==: P; si l'on a ~-==~, on prouve de même qu'en rejetant les racines de t'équation ;r<°''–')==.~P, on aura rejeté toutes celles qui résojvent, en métne temps quêta proposée, les équations binômes de de~ré inférieur, et par suite les racines restantes seront au nombre de ~(<ï–') ); en générât, soit /<==/ le nombre premier, et par conséquent soit .<–1 ==~fL: P, t'équa. tion proposée, le rejet des racines de l'équation .–~==~tLP laissera ~–~ qui seront toutes les racines primitives générâtes de l'équation proposée ainsi pour un exposant qui est une puissance «du nombre premiers, l'équation .t"–<==~LP a toujours des racines primitives générâtes, et le nombre en cst~<~–1), c'est-à-dire qu'il y en a autant que de nombres inférieurs et premier a n° ii2; la même démonstration pourrait s'étendre au cas de /<==: mais nous présenterons la chose d'une manière plus directe. soient donc en générât //==~ ett'équation.==~:P; considérons les équations particulières

~)–~==.P, .T<)-==~L:P, .~)–4===~L:P.


admettons que l'on connaisse une racine primitive générale de chacune de ces dernières équations, ces racines étant par ordre < le produit .t' sera alors une racine primitive génératede t équation proposée, f ce produit est évidemment une racine de l'équation -c"–~==:JTLP, en d'autres termes ce produit élevé à la puissance H' donne t-}-~L:P; 2" ce mëtne produit ~e" ne peut donner l'unité pour aucune puissance f/ inférieure a /<; admettons en effet l'exactitude de l'égalité (~)'*==~ P, t'exposant </ serait nécessairement un diviseur de ri, n" i09, or te nombre Jetant inferieura~, iiy a au moins quelque facteursimpie de H, facteur f<, par exemple, qui entre une fois de moins dans le nombre </ que dans le nombre ainsi d serait un diviseur de a"~c' donc puisque le produit ~c' étant élevé àia puissance~, le résultat, di\isé par P, donne le reste 1, ce même produit étant élevé a la puissance a°' < nombre multiple de d donnerait aussi le reste 1, on aurait donc l'égalité [Aj (~. ~)'= < +~ P,

or les égalités hypothétiques (~=~J]L:P, (~)-~L:P.donnent à l'égalité [A] la forme

[B] (~=~P;

on a aussi par hypothèse (J/ = 1 -~)tl. P, donc prenant le diviseur commun des deux exposants de ces équations, on aurait (.</)'== < P, donc finalement donnerait t'unité avant la puissance «*, et par suite cette quantité ne serait pas une racine primitive générale de l'équation .°*'–t==.')]TL:P, ce qui est contre Fhypothese; donc le produit .t't' ne peut donner le reste pour aucune puissance inférieure a ~.&c~ donc il est racine primitive générale de l'équation ~–1==~:p; ainsi toute équation .E"–1 ==~K. P a des racines primitives générâtes, et le nombre en est au moins égal à celui de tous les produits différents .j't- qu'on peut faire en combinant les racines primitives générâtes .c" des équations respectives

(.c')"'–~==~L P, (..< ==J~: P, ~– ) =~~ f. or, le nombre des racines primitives générâtes de la première équation, est af*(o–t), les racines primitives générales de la seconde équation sont au


nombre de ~(~–~), les racines primitives générâtes de la troisième équation sont au nombre de ~–~ ), etc. donc, par la théorie des combinaisons, les racines primitives générâtes de l'équation projjosee .t"– ) ==J)TL P, le nombre /t étant égal à «* sont au moins au nombre de

a'(a–<).~(A–t).(c–<).

c'est-à-dire qu'il y en a au moins autant que de nombres intérieurs et premiers n" ii2; au reste, dès qu'on suppose F existence d'une seule racine primitive gen~rate de ;t-"–1==JtL:P, on peut démontrer tout de suite qu'il y en a précisément le notnbt'e qu'on vient de dire; car, soit cette racine primitive genera)e applicable à l'équation ~–1=~n.:P, non applicable a toute equa.tion ~–1=.=3!L:P de degré inférieur à armons la suite des puissances on aura la suite complète des /< racines différentes de la proposée or, si l'on considère un nombre quelconque c intérieur et premier a /<, et qu'on prenne les racines de cette même suite en allant de l'une ù l'autre de e en e, comme l'intervalle e par lequel on .fm</c, est premier !) on sera obligé de passer par toutes les racines avant de revenir a la racine d'où l'on est parti, donc la suite (/")' (~)" (/)' (/ uous donne aussi, aux multiples près de P, toutes les dinerentes racines générales de la proposée, donc (~~ est une racine primitive générale, donc si l'on suppose <e ~cM/e racine primitive genérate de l'équation ;e''–~===~)L:P, il s'ensuit qu'il y en a autant que de nombres e inférieurs et premiers à et t'en voit en mono temps qu'il n'y en a pas davantage, car si l'on va d'une racine a l'autre par un intervalle constant A qui ait avec n un diviseur commun d supérieur ù 1, on ne passera jamais que par un nombre de ces racines, de sorte que ne peut jamais être racine primitive gencrate de l'équation ~'–~==<')!P, mais il est évident, par la même raison, que sera une racine primitive geno'att' de t'ëquation inféw

rieure ~–')==~:P*.

Les éléments principaux qui amènent les (:)its cxj'nsL's sm' )<'x )'.M.'it)' ))t'itnith'es ~('noates, )cs)t)<)dcs )))<-)))es de dcnwnstt-ation!), appartiennent u un <xcc))<;))t ~t'.moit-t' (t<- M. PO!XSOT, ))(juvioM-nous ronpiMerun parei! emprunt? Nous ne )'a\'«)M pas cru ;'au rc.st)' l'ensemble du n° actuel conserve entièrement intacte les deux questions etudit'cs n" i t<, cet en'.enthtc t eu seutcnx'nt pont- but de montrer le Jicn qui unit toutes )<-< racim-s ptimitive*. {;n'')'a)f's d'une <:quation indéterminée de la forme j:'–i=..T!L P, nous croyons (ju'i) nous sera permis, âpres )<* paragraphe qui suit, de reprendt'e en pleine connaissance de cause, Petudc des nombre:. ':ntiers que nous avons, avec Euter, a))petes racines primitives du nombre pt'ouicr P.


Considérons tYquation binôme mdétermiaéc .t"–t==~)L:p, les racines de cette équation présentent certainement des nombres entiers; recherchons efïectivement les nombres entiers qui donnent le maximum, c'est.:w!ire le nombre P– de restes difTérents lorsque l'on divise par P chaque tenne d<la suite l'existence des nombres .< a été démontrée n" et ces nombres sont manifestement des racines primitives générâtes de t'équation proposée, ils sont des solutions, et ne peuvent être des solutions d'une équation binôme de degré inféneurà P– en outre ces nombres, par suite de notre définition, n° i09, sont des racines primitives du nombre premier P. Des considérations précédentes on déduit un procédé pour obtenir une racine primitive d'un nombre premier Il. Reprenons l'équation .t-–<==~. P; décomposons le nombre P–1 en Acteurs premiers difïerents~ c' formons les ouations .–~==:p, ~–~==~ ~–~jj~p; peut toujours déterminer les racines primitives applicables aux dernières équations précités cette possibilité est une consénuence des principes exposés n" H~; désignons par~ ies racines primitives adoptées le produit A. divisa par P, s'il y a lieu, donne un reste R inférieur à P et qui est une raL-ine primitive du nombre premier P; Futilité pratique de ce procédé dépend évidemment de la facitité plus ou moins grande que présentent les déterminations des racines primitives etc. ot-, dans quelques circonstances, te calcul que donne une racine primitive H, appn.cabte a !'é<{uation .–~ ==~ p, est moins simpte que les deux catcuts qui donnent les nombres entiers et applicables respectivement aux équations .)=. ,)=~p nombre premier P sera alors le produit H. on peut, en effet, considérer le nombre H comme étant le luttât du produit et l'on reprend ainsi les données hvpothetiqucs rpn .tabtissent l'exactitude du tt.eore.ne générât énoncé dansée numéro actuel au reste, dans la recherche d'une racine primitive d'un nombre premier qui t'une des formes 2Q- 4Q-}~, 6Q-}-1, 8Q-(- -t2Q+~ le nombre Q ~tant premier absolu, rectterche faite dans !e troisième chapitre de cette partie, xous verrons que le procédé que nous venons d'indiquer et dont t'exécution était jusqu'ici impossible, acquiert un caractère essentiellement pratique par suite de l'intervention des principes qui font conna!tre une solutton entière (tes équations dont la (orme est.~==p. principes exposés dans la première partie du traité précédent.

Les faits exposés dans toute cette première étude ont eu pour but de consta.


ter l'oxistence, de caractériser la nature des racines primitives d'un nombre premier P; la plupart de ces principes étaient d'ailleurs connus, et nous avons dû seulement Jes reunir. L'Aude suivante est plus neuve, et est liée plus inti. mement a la recherche qui est le but spécial de cette partie.

Ii6. LKMME. t~e nombre P est premier absolu, le nombre s est premier à P; si, après les divisions generaics indiquées n" i08, le notn))t-e des termes de la période est pair, et si l'on choisit dans cette période deux restes, l'un occupant ie rang & à partir du premier, l'autre occupant Je même rang u partir du premier reste de la seconde moitié; la somme de ces deux restes est egate :'< P. Reprenons les suites ~A] et [Bj n" i0&; admettons que 2/< soit le nombre des restes différents, on a les deux suites

<"<'t'('" !II R.R,R,Rt.R~,

de !à on déduit trois égaiitës

~==P.L+R., :=P.M+R,, <"==?. K-j-

Ajoutant les deux prenneres égalités et transformant la troisième, on a .'+1 =P.K-t-(R. (<)(<"+~=P.N.

!ja seconde de ces deux égalités prouve que le nombre <}-< est un multiple de P; la première prouve l'exactitude de l'égalité R.-{-R.==P. Si l'on choisit deux restes Rb R,~ dans les conditions indiquées, on a

~=P.A+R, ~=P.B+~,

ou, après addition, <'(t"+~==P.C-{-(R~R~), c'est.a.dire R~R~==P. <" COROLLAIRE. Si la série <* t' < etc., dont chaque terme est divise par P, donne un nombre pair de restes différents, le premier reste de la seconde partie estP–1.

2"Co!M)u.AtM. Si la série e" e' e*, etc., dont chaque terme est-divise par P, donne un nombre impair de restes différents, un de ces restes ne peut être P– De l'égalité <=P.D-}.P-1 ondeduit~==P.E-(- conclusion inadmissible,

3* CoKOH.AtM. Toute période dont un terme est P est d'ordre pair, et toute période qui ne présente pas le reste P–' 1 est d'ordre impair.


La loi indiquée dans le tcnMne précèdent permet d'écrire tmmédiatement tes restes qui constituent la seconde moitié de toute période d'ordre pair; on peut d'aitteun reconnaitrc aussi qu'elle donne le moyen d'écrire les quotients de la seconde moitié, mais cette toi n'est applicable qu'aux périodes précitées: le lemme suivant est générât, permet d'écrire, sans calcul, les restes et les quotients, lorsque l'on connaît un petit nombre dé termes de chacune de ces séries.

117. LBMME. Si l'on examine les restes différents qui composent la série déjà employée

M R. R, H. R,, etc.,

on reconnaît qu'il doit exister, entre ces restes, une infinité de relations /<~<<M' telles que si t'un combine ensemble plusieurs de ces restes, le résultat soit un multiple de P or, toute relation de la nature de celle que nous indiquons est invariable, c'est-à-dire se retrouve entre les restes qui suivent, ceux-ci étant choisis en nombre et en ordre pareils aux premiers. Parmi toutes les relations /<<u qui peuvent se présenter, nous adoptons la suivante, dans laquelle les nombres entiers w, p sont rangés par ordre de grandeur A.R,B.R~CR.–D.R~==~ P.

Cette hypothèse donne t'égaiité

<'(A+B.C.–D.f~)=~ P.

Or, les nombres et P sont premiers entre eux; on a donc

A-)-B.<}-C.t'–D.~=J!L:P.

Si actuellement nous choisissons les restes qui suivent immédiatement ceux que nous avons adoptés, nous aurons

A.R.+.+B.R~-t-C.R~–D.R~ ou A.t-B.+C.–D. Ce dernier ensemble peut prendre la forme

~(A-)-B.}-C.<–D.<).


Or, la partie ptacée entre tes parenthèses Mt un multiple de P donc, les < fstfs des divers dividendes A.< ?.<+', (.< U.t~' obéissent a la retatiun A.RH,+b.+.+C.t).R~==M P.

Le principe est donc démontré.

it8. Nous pourrions, 1" examint;) les conséquences de la toi générate (lui procède; 2° prévoir quets sont, dans une hypothèse numérique (le 6, les nombres P qui peuvent créer une relation donnée si, par exempte, e == 1 U <') si on étend sunisamment l'intervalle compris entre les divers restes emptoyés, une partie notable des nombres premiers donne des relations simples par addition ou par soustraction; 3° donner le procédé général qui permet, torsqu<l'on connaît les restes, d'écrire immédiatement les quotients correspondants; 4" remarquer que la démonstration générale qui précède est indépendant" de l'état premier ou non premier du nombre?; mais, laissant de côté ces faits généraux, dont l'utilité pratique sera toujours secondaire, nous insisterons sm une circonstance principale. Reprenons les deux séries

[A] <"<'<< [6] R.R,h<R~ Si on divise quelques-uns des termes de la série [A] par un nombre premier absolu le lemme précédent permet d'écrire les restes lorsque l'on a tt-onvé une relation Hnéaire entre deux ou plusieurs restes consécutifs ou distants t<; nombre de ces relations dépend du nombre même des restes différents. Rappelons que nous avons nommé racines primitives d'un nombre premier P tes nombres entiers « c, etc., qui donnent, pour ta série )B], le maximum, c'est:t.dire le nombre P– de restes différents si donc, dans ~A], on remplace par a, on aura, en générât, le maximum des relations linéaires, et l'ou devra. parmi cettes'ci, adopter celles qui emploient des restes peu distants. ExKMt'M. P==~,<==~==489,

sérif [A] 1 )8~ 't8')' ~89' 18')' )8H" ')8')',etc. série [B] 1 ')8'< 4 <83 ~G G )M 64 fi3 etc.

le sixième reste diminué du premier donne le septième par conséquent te septième reste (augmenté de P s'il y a tien) diminué du deuxième, donnera te huitième, etc., etc. ·1 1


Cette toi, dont t importance sera mieux appréciée dans la recherche des racines {M'imitées, se retrouve, avec quelques modification!, dans les quotients correspondants, et nous pouvons ici entrer dans les applications numériques, en opérant dans un système donné; la supposition t==10 donne un moyen de réduire, presque sans calcul, les fractions ordinaires en fractions de l'ordre décimât; nous faciliterons l'explication en admettant 1" que le dénominateur t' de la fraction ancienne est un nombre premier absolu; 2" que l'unité est if numérateur de cette fraction reprenons les séries [A] et [R], la première avec l'hypothèse <== 10

fA] 10" )0' 10' 10' 10' 10' 10' 10', etc.

M R. R, R, R, R, R. R. M,, etc.

RBLATION pouR Aoomott. Si la suite [B] offre trois termes Rn R, qui obéissent à la relation t~:±: R~== R~ cette loi étant invariable, on a aussi R,+t±R~+t==R,t~ or, cette loi existe aussi, avec quelques modifications, entre les quotients correspondants, on a 1" chiffre à droite de Q<.+t+t= chiffre à droite de la somme Q~Q~, la lettre Q indiquant le quotient, et l'indice de cette lettre indiquant la correspondance du quotient avec le reste; l'hypothèse admise entre les restes donne les trois égalités 10.~=P.Q~R~ 10.R~=P.Q.+,+R~

o R~t+t= P'Q,~+t + R.+w.t+t t

ou l'égalité finale

[C] [R~-(R~+R.)]=PtQ~-(Q~+Q..)J +[R,~+m –(R~~ + R..+JJ.

on peut toujours négliger, s'il y a lieu, la dizaine que peut donner la somme des chiffres de droite appartenant à Q~ et à Q., car, si on examine l'égalité M ~[R~+R.)=P[Q~+Q.]+[R~-{-R~,j; on reconnatt que cette suppression est sans influence sur la nature du chiffre de

~MM admettons que le signe est placé entre les deux termes du premiM' nK'mbtc de l'égalité générale hypothétique R~±R,=R~R.


droite de Q,t, c'est-a-dM-etnu' t'objetxnemedcoone Mcttemtte; cetabanuun donne u t'égatité [U] la forme

fi),j J 10 .~+~-P;==P~+,+Q.-1U)+h~+,-t-h,.+.; f t

aiMsi cet abandon diminue la somme R~ du nombre P, alors contenu dans cette somme, et t'égaiite ~Cj prend la forme

j(;.j 10~(~ + h.-P~J =P[Q~+-(Q~+ Q- + [~-W-t+t– (~+A+t + R.+JJ

les mêmes égalités [C] et [C,] démontrent aussi que, la même suppression faite s'it y a !ieu, on a 1° le premier chiffre à droite de Q, est <Me~wc/</ ic premier chiffre à droite de la somme Q~Qn, si l'on a Rn~+)-{-R,,+,<P; 2° le premier chiffre à droite de Q~~est le premier chiffre à droite, ~M~/<c~f/'w/. de la somme Q~Q~, si l'on a R,R~~> P, ainsi dans ces relations numériques la loi est générale et la détermination du chiffre suivant du quotient exige que Fon porte exclusivement son attention sur les deux restes qui suivent immédiatement les deux restes que l'on vient d'ajouter, remarquons aussi que si les deux restes, créateurs de la relation, sont consécutifs, le second reste du premier groupe sera le premier reste du groupe suivant.

i\lG

EXEMPLE

Restes <06 ~6 326 458 37T 34 340 U~ 376 24 MO 6& 183 4M t~ 403 294 138 446 257 235 15 150 99 r.C 93 463 427 67, etc. Quotients

22698072S05< 3918629~5032~ ) 99, etc.: la somme des restes n° 1 et n° 7 donne le reste n° 19, donc la somme dei. restes n" 2 et n° 8 donne le reste n° 20, ainsi de suite; or, la somme 2-7 des quotients n" 1 et n° 7 donne exactement 9 ou le quotient n° 19, tandis qm h) somme 2-2 des quotients n" 2 etn" 8 doit être augmentée de pour dcnnet 5 qui est le quotient n" 20, et cette augmentation est due a cette circonstancf ta somme 326-{-376 des restes n" 3 et n" 9 dépasse le diviseur invariable P==467.


RKLAtto'f t'A.n iiOL.&fn~cttoti. Si ta suites] offre H-uis tennei.~ R~ K~ (lui ol)éissent a la relation R.~– R.== t~ cette kt étant invmiab'e, «n a aussi K,)A+.–M~-t==~+t+t+t) cette loi existe avec restrictions, entre les quotients correspondants; on a le premier chiffre a droite de Q~tCst éea) au premier cttinre à droite de la diftérence Q,–Q,. cette loi des quotients donne lieu a une remarque analogue à celle qui a été faite dans la relation précédente; considérons en effet t'egatité hypothétique actuelle [Kj I '0~~+.-R~-R..1==P[Q~+.-(.Q~-Q..j+[:R~+,K,H.), j, si nous examinons t'expression Qn~–Q~, on peut toujours admettre la posxi.hilité de la soustractioo dans le sens indiqué; on peut admettre que le premier chiffre a droite de Q,. est inférieur au premier chiffre a droite de Q~ s'i! en est autrement, on fera a ce dernier une addition de <U unités, et cette augmentation sera le résultat d'un emprunt fictif fait sur les dizaines de Q~ ou sur les unités de Q~ suivons en effet cette unité de dizaines prise sur Q~ dans la route qu'etle parcourt; i'~aiite 10R,=PQ~}-R,~ montre (~e par suite de cet emprunt, R~ deviendra P-{-R~; or, ce changement n'attére pas l'égalité [EJ puisqu'il diminue de 1 OP les deux menthres, ainsi cette égalité [E], l'addition indumee faite s'il y a lieu, montre que 't° le premier chiffre :t droite de Qn+A+t est <M<c<c/K~< le premier chiffre a droite de la différence Q.~–Q,, si l'on a R~.+,> R~ 2" le premier chiffre a droite de Q, est !e prenner chiffre a droite de Q~–Q~, </<mM«e(/'«M si l'on a R~.+,<R~ ainsi notre remarque précédente sur la nature de l'attention qui doit présider a la détermination des chifïres-quotients est appticabte a la relation actuelle on peut d'ailleurs opérer la soustraction inverse, mais entre d'autres restes; si la loi a lieu cette loi est invariable, on doit seulement alors renverser les conditions d'inégalité relative aux restes qui suivent ceux que l'on vient d'employer l'exemple suivant est dans cette dernière direction.

r. 213

~EMfLE.

Restes 213 cJ37 ~') 646 49f) )78 M7 10'M 243 44440 821 )052 !)76 2) 6!)67 126 67 670, etc.

Quotients ) 7 8 5 4 ] 4 9 2 0 3 6 8 8 t 8 t 0 6 ), etc. ).e reste n" 3, diminué du reste n 13 donne le reste n''29, etc.; or, la différence


dans te même ordre desquotientscorrespondants, c'est-a-dirfS–8, ou mieux la différence t8–8== ')0 doit être dinnnué de ), et donne alors ie quotient H. cette diminution de < prend sa cause dans la condition H,~==(!4C nombtf intérieur a R,+~,==97<), etc.

RefLATtON t'AB MUt/npucA-noK ET pAM DtVts)oj<. t.'utilité pratique de ces relations est contestable; par exemple, la relation 10.R,,==t'.M-R, n'apporte évidemment aucune abréviation dans les calculs, néanmoins lorsque cettf relation offre une muttiptication peu élevée, et lorsque les restes employés son) peu distants, le procédé qui donne les restes est plus expéditifque le procéda ordinaire si l'on al'égatité ~.R~=R~ on aura aussi, avec quelques restrictions, t'égatité, premier chinre de droite de Q,~ égal au premier chin'rc dc droite df .Q~, on démontrerait, comme nous l'avons fait dans les cas analogues précédents, que le premier chiffre ù droite de Q, c'est~-dire que t< chiffre unique que l'on doit adopter comme quotient est le premier chinre il droite de Q, pourvu qu'on augmente ce chinre de 0, 2, 3. ~–<, unités selon que le nombre R~. dépasse R,~+, de 0, 1, 2.–1 fois le nombre P. En général, les relations entre les quotients sont évidemment des conséquences des relations entre les restes, toutefois, les premières étant des modifications plus ou moins complexes des secondes, elles n'auront une simplicité sutnsante pour la pratique que lorsqu'elles seront le résultat de l'emploi de deux restes; cette complication pour les quotients n'ayant pas lieu pour les restes, on pourra. entre ces derniers, faire usage de relations plus compliquées; nous citerons encore deux exemples pris au hasard dans les nombres premiers compris entre 1 et 10000.

ExBMpï-E..–. Le reste n" 3 plus le reste n" 12, moins le reste n° 0, donne te reste n*)4.

ExMtpM. Le reste n° 2, plus le reste n°G, moins le reste n" 7, donnent le reste o" 11.

Ces relations unéaires entre les restes donnent naissance a des développements curieux sur la théorie des nombres, mais nous leur avons donné le nom de /<M~!<M', parce qu'elles sont seulement des auxiliaires qui nous sont utiles dans la recherche des racines primitives, et ici qu'en nous permette de préciser


eu quelques mots la nature du travail dont t ensemble constitue les deux chapitres qui suivent:

119. ta recherche des racines primitives d un nombrt' premier, n été un sujet de méditations pour les plus grands géomètres, tous ont été ramenés .< i opinion émise par Ëuter « On ne peut saisir entre un nombre prenner et les racines primitives qui lui appartiennent, aucune relation d'où l'on puisse déduire w<e .?«/<? de ces racines, de sorte que la loi qui règne entre eties parait aussi profondément cachée que cette qui existe entre les nombres premiers eux-mêmes. )) On admettra sans doute que nous ne pouvions avoir la prétention de contredire une autorité aussi puissante, et d'ailleurs une semblable prétention aurait été modinée n la fin d'un travail qui n'a fait que nous con<!rn<et' dans notre respect pour Euter, mais cette difficulté qui parait insurmontable, ne pouvait-on la tourner? partiellement du moins; si dans l'essai que nous présentons, un tâtonnement régulier et invariable est encore, en général, le moyen qui nous donne une seule racine primitive, nous croyons que ce moyen disparut complétement, pour environ les deux tiers des nombres dans la méthode directe qui donne exclusivement toutes les racines primitives de ce nombre notre travail étant une étude sur les racines primitives pures, nous avons dit supprimer toute remarque sur l'emploi de ces racines, nous avons du supprimer quelques observations encore fort incomplètes, sur le mécanisme des grandeurs numériques; puisse un accueil bienveillant nous encourager dans la suite des recherches que nous voulons faire sur cette partie, car pourquoi nous serait-il défendu d'ajouter que nous croyons que l'intelligence humaine, n'a pas, sur ce point, dit son dernier mot et que les opérations nombreuses que nous avons dû faire sur les nombres, ne nous ont pas convaincu de l'impossibilité de saisir, sinon l'ensemble, du moins quelques-uns des anneaux de la chame mystérieuse qui unit les racines primitives aux nombres premiers. L'expose suivant présente deux genres de recherches, dans le premier, nous admettons toujours qu'un nombre P premier absolu étant donné, on connaît une racine primitive de ce nombre, dans l'autre nous donnons un procédé pour trouver la racine primitive dont la connaissance a été admise dans l'étude (lui précède.


CHAt'tTKt: Il.

HKLATtON HKS RACINES PRIMITIVES ENTRE ELLES

MCHEHCHK HtMCTJ-: UK CRS MACtNKS.

m0. LcMMS. Etant donnés deux nombres entiers P et M, si on tonne les deux séries

«' a", etc.

T–~)" (?–</)' (P– P–a)'rP–<etc.,

si un divise par P chacun des termes de ces deux séries, 10 les restes des mêmes puissances paires a" P–~)*" sont égaux; 2° les restes des mêmes puissances impaires a"+', (P–'<?/"+' donnent une somme égale à P la premierf partie n'a pas besoin d'explication, et it suffira, pour la seconde, de remarquer que le reste de <~+' étant -}-K, celui de (P–a)* est P–K. i2i. TtrÉoRÈME. Le nombre P étant premier absolu, le nombre est unf racine primitive de P, ~° si le nombre A est premier a P–1, reste de est une racine primitive de P; nous faciliterons l'explication en partageant la démonstration en deux cas, selon que le nombre P est de la forme 4y-)-< ou de la forme 4y–4.

C~s. P==4~-}- on a par hypothèse les deux séries

[A] a" a' K'a'etc. [B] R,R,R,R,R~R~R~ctc. Admettons l'état premier relatif des nombres A et P–'t, remarquons d'abord que dans ta série [A], 'f les termes de la forme a~, le nombre entier impair sont les seuls qui puissent donner le reste P–~ 2° les termes de ta forme < sont les seuls qui puissent donner le reste 1; soit actuellement t'égatité Reste de (a*)==&, formons tes deux séries

~A,] ~'< ~etc.

);BJ ) .t-t,etc.


Les testes des termes de la série ~A,] étant ceux que donne la série (~ (~' .1 (~(~etc.,

on peut, aux deux séries [A,J et [B,j, substituer les deux séries f~J «' ~a"etc.

fi (i"" fi. ,a il a (M, etc.

'<tc.,

tf reste de i~ est P–t, celui de (~)"' est < il sufnt donc de prouver qu'un terme quelconque H<~4~, ne peut donner le reste 1, 1 ° le nombre ne peut être cgat !< l'un des nombres <y, &y, 3q; l'admission de l'une de ces égantes donne à l'exposant /< soit l'état de muttipte impair de y, soit t'état de muitiple une fois pair du même nombre q, alors la conclusion reste ~°*===< est inadmissible; 2° le nombre M ne peut être un nombre entier limité par 0 et 4~ exclusivement.

//==~ donne Reste =1 1

a </A==4w</ ou ==M on a rjh~4rac! ou <'y t ~na

/i!=~j donne Reste a"+' ==~

on a ~-t-j~==4/~ nu 'j" ==w on a '.r!('s.4mrJ (Ill ~? 7 .~)t` ~rrc

/~=2<y-)-~ donne Reste ~~+' =~

"na f~==4~ ou ~±~==~ oa a i`Zr!-t-.s)h.4rnq ou t~ S~` .m /?=:3~-}-.y donne Reste M<~+* =~

on a (3y+~iA==4~ ou (3?+. .1

t. état premier relatif des nombres Il et 4y rend les dernières é~atites inadmissibles. Admettons l'état non-premier relatif des nombres et 4<?==P– posons les égalités A==~, P–~ ==4<y==~ et reprenons les séries précédentes [A,j, [B,], il y aura alors dans la première, entre et au ~«~'M un ternie qui vérinera l'égalité reste ~=< en effet, dans l'hypothèse actU)'Heona~=~ ousironpose/<==~, ~=~ ouM"*=~ ou enfin reste ~==~ la condition /~==/ peut toujours être remplie, on'doit effective-


ment substituer à la lettre n tous tes nombres entiers compris entre < et 2~, par conséquent on doit, à cette lettre, substituer le nombre 2' CAS. P=4~–'t, posons P–<==4y–2==2Q, le nombre Q impai), on a les deux séries

tCJ ~<a* ~<etc.

[DJ J 1 R,R,P–< P–'t,~ete.

Admettons l'état premier relatif des nombres~ et P-1; remarquons d'abord que dans la série [C], 1 tes termes de la <brme M~ sont les seuls qui puissent donner le reste P–'< 2" les termes de la forme 2/K Q sont les seuls qui puissent donner le reste 1 soit actuellement reste de <<*==< formons les deux séries analogues aux séries [A,] et [BJ du cas précédent, et remarquant que l'on peut, aux restes~'< substituer les restes de(a~ (<~)' (~)'(a*)", on aura

[C,] ~a' <etc.

[D,] < S,S,P–').1.P–1.I, etc.

La seconde de ces deux séries présente, 1 le terme P–1 comme reste de < 2° le terme 1 comme reste de < il suffit de prouver qu'un terme quelconque a" si l'ona M<2Q, ne peut donner le reste 4, le nombre ~nepeut être égal au nombre Q, puisque l'exposant nh du terme étant alors un multiple impair de Q, l'égalité reste ~==1 serait inadmissible; 2° le nombre /< ne peut être compris entre 0 et 2Q.

/~=Q', ~<Q donne Reste de ~=~ 1

on a Q'A==2mQ ou =w ~==Q'-(-K, K<Q donne Reste de ~+"*==) 1

(0' ) Ky<

on a (Q'+K)%=2~Q ou 2Q ==~' L'état premier relatif des nombres h et 2Q rend les dernières égalités inadmissibles.

Admettons l'état non-premier relatif des nombres h et P–<, posons A==~M, P–1==2Q==t.< et reprenons les deux séries [C,], [DJ, il y aura


ators dans la série [C,~ entre 0 et au moins un terme <t~ qui vérifiera i'éganté teste f<==! en enet, dans hypotht'se actuelle, on a H"*==H~ ou si t'en pose /<==/, ou a ~==:a" ou«°*==~, ou enfin reste ~==~, la condition M==< t peut toujours être remplie, la lettre prenant tous les états numériques entiers compris entre 1 et 2Q, et parmi ces nombres est ptacé le nombre t, puisque ton a ~<2Q.

La subdivision établie dans la démonstration générale qui procède n'était pas indispensable, mais facilitait l'explication; si actuellement on réfléchit sur t'ensembtede cette démonstration, si l'on rappelle que les restes donnés, dans les deux cas, par les séries [A j et [C~ comprennent, !a première, tous les nombres entiers inférieurs a P==4~-}-~ la seconde, tous les nombres entiers inférieurs a P==4<y–<, on reconntntra que l'on peut établir le théorème générât suivant. t22. Tjt~oKKME. Le nombre P est premier absolu, le nombre a est une racine primitive de P si on éteve aux diverses puissances marquées par des exposants premiers à P–t, ces diverses puissances donnent des restes différents qui constituent toutes les racines primitives de P, donc un nombre premier absolu P a autant de racines primitives qu'il y a au-dessous de P–') de nombres qui soient premiers à P-1. Ce théorème entrevu par Lambert a été démontré par Euter, ensuite par Gauss; les exercices mathématiques de M. Cauchy présentent sur le même sujet une démonstration essentiellement algébrique; plus récemment M. Poinsot en a donné une démonstration arithmétique dont l'élégance est remarquable, démonstration dont les éléments sont employésii8; quel motif nous porte donc à maintenir celle qui précède? ce motif le voici la transformation des séries [A], [A,], [A,], [Cl, [Cj], les liens qui unissent les divers restes des termes de ces séries opposant une première difncutté qui se présentera plus sérieuse dans la suite de ce travait, il nous a paru utile de familiariser le lecteur avec un genre de considérations dont cet essai offrira de nombreux exemples.

Lorsque l'on connait une seule racine primitive d'un nombre premier P, le théorème précédent donne un procédé pour obtenir toutes les racines primitives de ce nombre; toutefois plusieurs causes rendent cette méthode assez pénible; la formation de tous les restes demande, en générât, P multiplications et P divisions, et parmi ces opérations quelles sont celles qui sont essentieites? on sait, n° 112, que les facteurs premiers inégaux de P–~ étant <x, 1 le nombre N désignant combien il y a de facteurs inférieurs et premiers à P–<,


onaN=='––~–~–iH–:–, on doit donc conserver tes restes qm correspondent it des dividendes dont les exposants sont premiers :< t'–) donc. parmi tes multiplications et tes divisions indiquées, la moitié au moins devient inutile; on évitera en partie cette suite d'opérations en employant le principt' de permanence de toute relation linéaire entre deux ou un plus grand nombre de restes consécutifs on distants n" ii7; toutefois même avec ce principe de permanence, dont l'utilité parait incontestable, subsiste la nécessite d'écrire des restes dont on opcre ensuite la radiation; la méthode suivante a pour but, le nombre étant une racine primitive de P, d'obtenir immédiatement toutes les autres racines primitives de P. Le nombre P peut présenter deux cas P==~ P==~-<-

~CAs. P==4</+1.

125. THÉORÈME. Si le nombre M est une racine primitive de P==4y- le nombre P–a est aussi une racine primitive de P; formons, les deux séries de dividendes

[A] < 1 a~

[B] ( P –«)' (P c)' (P –<,)' (P -< a~ (P –a)' les deux séries de restes correspondants

[A,] < R.R.P-1.1 1

[B,] 4 S, S,P-1, 1

on doit prouver que le dividende (P–a)" est le premier terme qui dans la série [Bj, donne le reste 1; or, si l'on avait reste de (P–M)~=t, l'exposant 4~–~ serait pair ou serait impair, dans le premier état on aurait, reste de <== et dans te second état on aurait reste de ~== P– n° 120. toutes conclusions que l'hypothèse première rend inadmissibles. 124. Tm~oRÈMB. Si le nombre a est racine primitive de P==4'y-1, et si un nombre A est premier à P–1, le nombre reste de P– est racine primitive de P, les hypothèses indiquent que a' est une racine primitive de P, n" im, par conséquent P–a* est, n" 125, une racine primitive de P nous avons facilité la démonstration de ce théorème en le considérant comme étant un


corollaire du théorème précédent, mais l'utilité qu'il présente plus loin lui méritait le nom que nous lui conservons.

(~oBCM~thE. 1° Si a est une racine primitive de P=4~ 2" si A est un nombre premier à P–t, si ou désigne par

< < etc. (P-.a), (P-~), (P~c), (P- (P-~), (P–), etc., les autres racines primitives de P, on aura les égalités suivantes ~==P–rester, c==P–reste ~*==P–rester*

</=P–reste <==P–reste A~ = P–rester,

<;=P–.rest:et~==P–restec~==:P–reste ~=P–reste a' etc., etc., eu d'autres termes, si les deux données hypothétiques subsistent la racine a donne < dont le reste est b, on obtient donc ainsi deux racines b et P–~ la racine donne dont le reste est c, on obtient donc ainsi deux racines c et P-c, ainsi de suite; la rapidité de l'opération dépendra, 4" du choix fait pour le nombre h (ce nombre sera le plus faible possible); 2" de la réapparition plus ou moins rapide de la racine primitive <ï que nous appellerons, mais seulement pour faire image, /WMC-(~u< or, nous pouvons sur ce point établir quelques principes; la première racine reproduite sera toujours « la réapparition aura lieu après une suite d'opérations dont le nombre est un diviseur exact du nombre total N des racines primitives de P; si après avoir déduit les racines liées a a, le nombre de ces racines est intérieur à N, on devra choisir une racine-type nouvelle, c'est-à-dire une racine étrangère à toutes -celles que l'on connaît, et une seconde suite d'opérations donnera un nombre égal au premier de racines nouveUes l'exactitude de ces divers faits est-elle une conséquence immédiate de cette solidarité intime qui lie toutes les racines primitives d'un nombre? Toujours est-il que nous avons cru devoir donner à ces propositions toute la rigueur mathématique. Recherchons les causes qui amènent la réapparition, soit de la racine-type a, soit de la racine P–a, puisque dans l'hypothèse actuelle P==4~-}- les deux racines sont simultanées; reprenons les séries

< a' a' <a<)a<).

R,R,R,R~R~P-.t.j.


t* Si i'ona reste <°'==a, on aura les deux égalités a"==P.Q-«, <t==P.Q'+«, et par suite «C<–1)==:P.Q; or, puisque est une racine primitive de P, l'exposant ~"–1 du dividende ~–4 est un multiple de P-1; ainsi h) réapparition de la racine'type aura lieu après un nombre /M d'opérations, ce nombre w étant le plus faible nombre entier qui vérifie t'égatité ~"–1 mut.tiple de P–1; 2" si l'on a reste ~"=P–«, on aura les deux égalités a*"==PQ-L.p– M==P.Q'a, et par suite ~1)=PQ, ou ~==P.V-}-P–1; donc alors le dividende «* occupe te rang milieu d'une des séries périodiques données par la racine primitive a, on a donc ~–'t== multiple de ~– or, < le nombre est impair, le nombre–~– ===2<y est pair; nous pouvons donc établir la règle générale suivante applicable a tous les nombres premiers absolus dont la forme est 4~ la reproduction de l'une des deux racines-types a ou P–a a lieu après un nombre /K d'opéra. tions le nombre /?: étant le plus faible nombre entier qui vérifie t'égaiitt ~–~= multiple de -L~.

4" EXEMPLE. P==29,. /t==3, a=2, on a 3'–< = multiple de la réap. parition de la racine-type a lieu après six opérations, et puisque, 10 chaque opération donne deux racines; 2° le nombre des racines primitives du nombre 29 est 12; cette suite d'opérations donnera toutes les racines primitives dn nombre premier 29 on a reste ~==8, donc racines primitives 8 et 21. reste ==')9, donc racines primitives 19 et 10, ainsi de suite, l'ensemble des opérations donne les six couples suivants 8 et 21,19et10,15 et 14,11 et 18, 26 et 3, 2 et 27.

2' ExEMpm. P=277, ~=7, a==~ le nombre 277 a 88 racines primitives. l'égalité 7"–1=== multiple de~ montre que la racine-type 5 reparaîtra après 22 opérations; et puisque chacune de ces dernières fait connaître deux racines primitives, on devra employer une seconde racine-type. La réapparition de la racine-type a précédera celle de toute autre racine en d'autres termes si on considère les deux séries

[M] a~ < a~

1 R.R, R,


dans lesquelles la lettre m désigne lc nombre d'opérations après lequel a lieu ht reproductiot) de la racine-type M il est certain qu'il y a inégalité entre tous les t estes qui précèdent celui que donne le dividende M~ admettons en euet reste ~==: reste tes nombres < et f étant inférieurs au nombre w; repreof'ns ensuite la série applicable il la racine f<, c'est-à-dire reprenons la série M* << '). etc.; ta période donnée par contient P–t, tertMes, tes restes des dividendes < «~~ sont égaux, les exposants que présentent ces dividendes dînèrent eHtre eux d'un multiple de I' 1 ou /<' –A'==(P–1)K., ou A'(A' '–~===(P–'t)K, les nombres et P–4 sont prefniers entre eux, on a donc A~– 1 = multiple de P–4 or, dans cette dernière hypothèse, la reproduction de la racine-type « a dû avoir lieu, donc cette dernière reproduction a précédé cette qui nous occupe. L'examen des séries M] montre que si l'on adopte comme nouvelle racine-type un des restes R,, et si l'ou soumet ce nombre aux opérations faites avec la racine a, la reproduction de la racine R, aura lieu après w opérations, et les racines obtenues seront celles qui ont été données dans la première suite d'opérations; si l'on soumet aux calculs indiqués une racine-type étrangère n toutes les racines obtenues par la première série d'opérations, les racines obtenues dans cette seconde suite de calculs seront nouvelles, et leur nombre sera celui des racines primitives déjà connues, on a les deux séries dividendes

Il A' &" ~) restes <!& S, S, S,S,;

si un dividende donnait comme reste la racine primitive R,, déjà indiquée par le dividende ~<~ de la première suite [M], cette racine R. étevée à la puissance /K–f, donnerait le reste b, ainsi ce dernier nombre appartiendrait à la seconde des séries [MJ.

Conclusion applicable à ce premier cas, c'est-à-dire lorsque t'en a P==4<y- Un nombre premier P et de la tarmë~'y- étant donné, connaissant une racine primitive (t de ce nombre, le nombre A étant premier u P–'t, si l'on forme les deux suites [M], tous tes restes, dincrents depuis R, jusqu'à sont des racines primitives de P, le nombre de ces restes est un diviseur de K, nombre des racines primitives de P; si ce diviseur est maximum, c'est-à-dire est N, la recherche des racines primitives de P est terminée dans le cas contraire, on choisit une racine primitive étrangère aux racines primitives déjà connues, et ce choix peut avoir lieu à l'aide du n" H 7


cette seconde racine donne une seconde partie, égale à la première, des racines primitives du nombre proposé ~ainsi de suite.

2'CAS. P==4y-'t.

i2~. THto<d!ME. Si le nombre a est racine primitive de P==4y–'t, si le nombre R, désigne le reste de «', le nombre P–R~ est une racine primitive de P; reprenons les deux suites, n° i2i, 2° cas, appticabte {< l'étude actuelle en donnant a ces suites les formes

~C.] (~ «' (~')' ~)' ~+' (< ~+\(~ etc. ~,] t R,R,R,Rt.P–tP–R,P–R, P–etc., on doit démontrer que dans la suite

[E] (P–R'y (P-R,)' (P-R,)'(P–R,)'(P–R,)~ etc., )e dividende (P–R~* est le premier terme qui, divisé par P, donne le reste t, or, remarquons que les restes de la série ~E] sont, exactement et dans le même ordre, ceux de la série

(P- (P-a' (P–a')"(P–

sont aussi ou les restes ou les compléments à P des restes des dividendes de la série [CJ, lemme n" i20; si donc on compare les restes donnés par les séries [C,] et [Ej, on reconnait que dans cette dernière et entre (P–R~et (P–R~ aucun dividende ne peut donner le reste 1, le fait affirmatif donnerait dans la série [C,] entre (~ et (~ soit le reste 1, soit le reste P–1 donc enfin si a est racine primitive de P, le nombre Reste P–~ a la même propriété. CoRonAtttE. Le nombres est racine primitive deP==4y– on désignf par b, c, d, c, f, etc., les autres racines primitives de P, on a alors ta suite d'égatités

<==?–.Reste e=P–Reste de ~==P–Rester,

== P Reste c* == P – Reste &'==?– Reste

c== p – Reste f/*== P– Reste e' = P Reste = P Reste etc. on peut d'ailleurs a cette suite d'opérations substitue)- ~===~, ~==c, <?=< ~==e, etc., retrancher chacun des restes du nombre invariable P, les nouveaux restes seront les racines primitives de P, la rapidité de la rechercha


totale des racines dépendra de la réappanuon plus ou moins prompte de la racine or, nous retrouvons ici les principes établis dans le corollaire précèdent, la première racine reproduite esta, la réapparition de cette racine a lieu après une suite d'opérations dont le nombre est un diviseur exact du nombre de racines primitives que présente P; si, après avt'ir obtenu les racines primitives déduites de M, on adopte une racine étrangère aux racines déjà connues, la racine & donnera un nombre égal au premier de racines nouvelles. Recherchons les circonstances que présente la reproduction de la racine-type ~<, reprenons les suites.

1 ce as L- as t- +1 1>-1 (4~ tP-1 etc. JC.J Dividendes tt' H"«' a*~ a' etc. ~Restes 1 a R, R,R~P–~P–u.< P–t.ptc. )Rj Dividendes «< 1 etc. [Sj Dividendes?–a~ P–a~ P–<t~' P–<P–M~etc., les restes donnés par tes dividendes [S] étant des racines primitives de P, l'égalité Reste P–(<===a amène l'égalité Reste de (~)"==(P–<ï)~ or, le dividende (a*)" est placé dans la suite [C], et ce terme donne le reste P–a, ainsi l'exposant complet de ce dividende a la forme (2K-~) ('––) -r- on a donc t'égatité 2"–~ ==(2K.) (––) la réapparition de la racine-type a a lieu dans la suite d'opérations [S] après un nombre d'opérations, m étant le plus taibie nombre entier qui vérifie l'égaUté 2"–1 == multiple impair de ––, on remarquera que le nombre 2 a, dans le cas actuel, le rôle que remplissait le nombre h dans le cas précédent.

p A

EXEMPLE. P==79 a=3, on a 2"–~ == multiple impair de –a–, la réapparition de la racine-type 3 a lieu après 2 opérations, et puisque le nombre T9 a 24 racines primitives, on doit employer deux racines-types. p –~

ExEMpt-B. P==~9t ~==t89, on a 2"–1== multiple impair de la réapparition de 89 a lieu après 36 opérations, le nombre ~91 a 72 racines primitives; on emploiera deux racines-types.

La reproduction de la racine a précédera celle de toute autre racine reprenons la série [8] dans laquelle m est le nombre d'opérations nécessaires pour


amener l'état précité, il. est certain qu'il y a alors inégalité entre tous les restes qui précèdent celui de P–«~; soit en effet i'égatité Reste de P–<?<== Reste de P– ou, ce qui est permis, soit iégatité Reste a~=== Reste <7' les nombres et v étant inférieurs à m les dividendes a~' appartenant n la série générale [C.J, les exposants 2' et 2' diffèrent alors d'un multiple de P– 1, on a donc

2'(2-))==(?–~K ou 2'(2'–~=(~K,

le nombre P a la forme 4y–<, donc on a –– ==2y– ainsi le nombre –– t est impair; par suite la dernière égalité 2' '–1 ==:–– (~t) démontre que le nombre K est un multiple de 2' ou finalement que l'on a 2*–'t==(––) H, le nombre H étant impair; or, cette conclusion prouve que la réapparition de la racine première a a lieu après un nombre c–/ d'opérations; ainsi cette reproduction a précédé celle des restes égaux indiqués, L'examen des suites [R] et [8] montre que si l'on adopte comme une racine-type un des restes P–R, applicable au dividende P–a' et si l'on fait, sur ce reste, les ope. rations faites sur !a racine a, la reproduction de la racine P–~ aura lieu après opérations; si l'on choisit une racine & étrangère aux racines déduites de a, et si on soumet aux opérations indiquées, les racines données par cette seconde suite d'opérations seront nouvelles, et leur nombre sera celui des racines déjà connues.

0&!Wt~o/t g~~Z? vw les deux cas /<M?M/j. L'exposant m obéit, dans les deux cas précédents, à des conditions qui facilitent sa recherche; en effet, chacun des nombres ~"–<, 2"–1 est multiple de ––, le nombres est diviseur de N == (P-~<<)fY--<)- nombre des racines primitives de P; o.p.Tr.

on devra donc, parmi les diviseurs de N chercher celui qui \érine la condition 1 cos A"* – 1 == multiple de 2' cas, 2" 4 == muitipie impair de – deux exemples numériques, employant des nombres premiers élevés, montreront la route que i'on doit suivre pour éviter des essais superflus. ExNMPM. P==A72~ ~==3, on a ïL~i ==2360, N==~856, l'exposant ? qui vérine l'égalité 3"–<== muitipie de~ doit être un diviseur de


~56=2'. 29; or, les dividendes 3', 3\ 3% 3'% 3'3", 3", 3'" divisa par donnent par ordre les restes 9, 81, <84<, 321, 2243, t56t, 1889, 1. Ainsi la reproduction de la racine-type aura lieu après 116 opérations, le nombre P a ~858 racines primitives, on doit employer 16 racines-types. 2' ËXËMpt-E. P==4y-~==o839, A==2; on a~–~=29't9, N==~656, l'exposant w qui vérifie t'égatité 2"–< ==muttip!e impair de ~–' est diviseur de t656, ou a par suite 2""–1 == multiple impair de !–i donc la reapparition a lieu après t38 opérations et l'ou doit employer 12 racines-types.

CHAPITRE Ut.

RECHERCHE DUNE RACINE PRIMITIVE D'UN NOMBRE.

i26. Cette recherche qui présente de sérieuses difficultés, n'a jamais été réellement faite, le tâtonnement est encore le seul moyen connu, et un tâtonnement sans aucune règle, sans issue certaine n'est pas une théorie, n'est qu'une simple indication qui laisse toute cette recherche dans le domaine des conceptions intellectuelles l'ensemble des principes que nous exposons plus loin, a-t-il simplement pour but de régulariser ce tâtonnement, nous croyons qu'il fait mieux, et d'abord constatons que plusieurs de ces principes amènent la suppression complète de ce tâtonnement pour le tiers environ des nombres premiers qui composent l'échelle numérique, suppression qui est remplacée par un calcul régulier, menant directement et avec certitude à la connaissance d'un nombre particulier qui est une racine primitive du nombre proposé la partie de l'échelle numérique qui ne peut être classée dans le tiers indiqué, doit encore, comme anciennement, être soumise au tâtonnement, mais cette opération régularisée est tellement rapide qu'il nous a été possible d'établir une table contenant une racine primitive pour chaque nombre premier compris entre et ~0000; nous admettons la possibilité théorique de faire cette table avec le procédé connu; mais elle n'a jamais été faite, parce que le calculateur le plus intrépide, celui que n'aurait pas effrayé la formation, par les moyens arithmétiques, d'une table de logarithmes, celui-là même reculerait devant Fénormité de la tâche qu'il se serait imposée; nous trouvons, comme nous


l'avons dit, la preuve de cette assertion dans le fait suivant, la table des racines primitives calculée jusqu'au nombre 37 par Euier, a été, depuis lui, étendue jusqu'au nombre (~ la non-existence de cette table n'est-elle pas un des obstacles qui anéantit tout espoir de perfectionnement notable, qui ne permet pas de donner à cette partie la certitude que notre âge apporte dans les autres branches mathématiques; ajoutons encore une simple remarque, la table que nous présentons n'est pas très-étendue, mais eUe peut recevoir une grande extension, car on reconnaitra que les calculs augmentent plus lentement que les nombres eux-mêmes, et d'ailleurs telle qu'elle est, cette tab!e, en nous faisant connaître un certain nombre de racines primitives, nous a permis d'établir quelques relations, soit entre ces racines, soit entre les nombres premiers et ces mêmes racines, la valeur de ces relations est (aibte, mais on peut espérer que des esprits plus sagaces, n'étant plus arrêtés par une recherche assez ingrate, saisiront ce qu'il ne nous a pas été donné d'apercevoir, trouveront quelques-uns des liens qui unissent ces divers nombres, trouveront enfin ce qui nous échappe aujourd'hui.

137. LEMME. Le nombre P est premier absolu, le nombre a est quelconque, mais est inférieur à P; si on divise par P tous les termes de la série '-1

a' ~a'a"

on a l'une des deux égalités

.-1 t-i

Reste <~= P–<, Reste <~= <,

on sait en'effet, n" i09, que la première reproduction du reste 1 a lieu après une suite d'opérations dont le nombre est un diviseur de P–1 ce nombre est donc vu 2 oM un diviseur f/ de –– M< P-1; or,

4' ° Reste a*==~ 1 donne Reste«==P–t;

<~ p_~ i

et par suite donne, soit Reste a' == 1 si le nombre -g– est pair, soit !=! p–j

Reste a ==P–< si le nombre –~– est impair;

t~

2* Reste a"= 1 donne Reste a' ==1

3" Reste a'==4 1 donne Restea'=P–


La recherche qui fait l'objet actuel de ce chapitre, présente deux cas P==6y~-t, 2"P=6y–<.

CAS. P=6~+1.

i28 L.EMME. Le nombre P premier absolu a la forme 6y-)- <, le nombre a est quelconque, mais est intérieur à P, on a divisé par ce dernier nombre les termes a" appartenant à la suite o'<< etc., on a reconnu que le nombre Reste a9 est supérieur d'une unité au nombre Reste < on est alors assuré de l'exactitude de t'égalité Reste «~==P– constatons d'abord que le nombre Reste a< ne peut ~tre ni 1 ni P-1; remarquons aussi que les hypothèses établies donnent les trois égalités

[C) ~==~:P-t-R, <~==~:P-)-R– R'=JtL:P+R–t; de là, on déduit l'égalité Reste a"==R(R– ou, après avoir substitué a R* la valeur indiquée, on a Reste «*'== P t

OBSEn~A'notts. Tout nombre premier a des racines primitives n" il 4, et lorsque le nombre a est une de ces racines, lorsque i'on divise par P la suite a* etc., le nombre P–~ a place parmi les restes, et cette place correspond évidemment au dividende < or, f on a démontré, n" Si que l'équation .e'r-~==P. ou, en changeant en –;f, que t'cquation .~–A~.) ==P.~ intimement liée à l'équation M*-)-3=P.< est toujours résotuMe en nombres entiers lorsque le nombre P a la forme 6~-}-) 2" on a démontré, n° 40, que si le nombre P est premier absolu, t'équation K'3==P.< ne présente pour M que deux nombres entiers h et P–~ inférieurs à P; ainsi, dans les conditions générales établies, l'équation ;ï*–c-~==P. qui est réellement l'équation .c'===.)ÎL P-{- .t–< peut toujours être résolue en nombres entiers, la vérification des égalités [C] du lemme actuel est donc certaine; de cette vérification, en désignant par a, une racine convenable de P, on déduit une autre certitude, celle des trois égalités

(<==.)ÏL:P-)- P-(R-1). (~==~:P- P–K,

[p–(R-]'==~:p~. (P–R);

ainsi dans l'état actuel des faits ° if existe deux nombres entiers R et P–( R–~ intérieurs a P et caractérisés par la propriété suivante, le carré de l'un ou de l'autre de ces nombres, étant divisé par P, donne un reste qui est inférieur


d'une unité à fa racine carrée elle-même, c'est-à-dire au nombre primitif emptoyé; 2* le nombre a étant une racine primitive de P; si on divise par P les termes de la série a" a' a' a* a< ot~ a~ a", on sait que les restes comprennent tous les nombres entiers intérieurs à P, et par suite on sait que t'un des nombres R, P-(R-1) prend nécessairement place comme Reste touteautre position, Reste tf parexemple, amène Reste ~==P–~ c'est-M-dirc est inadmissible. Concluons si le nombre P premier absolu a la forme 6~ si le nombre fi /?' une racine primitive de P, si t'on divise par P tes termes de la suite a* a' a* a*, etc., les nombres R et P–(R–4) peuvent, ou ~e~M occuper ou M:c«/w/' une place quelconque, dans la série des restes, parce qu'alors Reste a~ peut être étranger a P –' mais lorsque le nombre a est une racine primitive de P, l'un des nombres R et P–(R–1) est Reste l'apparition de l'un d'eux, de R par exemple, comme Reste a<, précède immédiate.ment celle du nombre R-1, comme Reste a~, et ce dernier reste est à fin.stant suivi du nombre P–~ comme Reste a~; or, nous verrons cjue dans cette position des trois restes cités, le nombre a, sauf quelques exceptions faciles :') reconnaître, est une racine primitive de P.

Nous avons jusqu'ici considéré tesquatrenombresR, R-1, P–(R–<), P–R, en les groupant comme suit R et R-1 P–(R–~) et P-R; il côté de ces deux arrangements dont nous avons constaté l'importance, se placent deux autres groupes R et P-(R-1), R–~ et P-R qui sont également remarquables ~° la somme des nombres est P-)-1 pour te premier groupe et P– 1 pour le second; 2° le produit des nombres de chaque groupe est 1; 3° l'un d'eux se présente souvent dans les essais qui nous occupent.

i29. LBMME. Le nombre P premier absolu a la forme 6<y-)-< le nombre fi ,i est quelconque mais est inférieur à P; on a divisé par le nombre P tes deux termes on a reconnu que les restes R, R~ donnés par ces diviseurs vérifient l'une des relations R,+R~, ==?–<, R,+R<,==P+~. on est alors certain que l'on a l'égalité R~==t; ce lemme est une conséquence des deux lemmes précédents; on peut démontrer, en employant l'équation M'-{-3 ==?.<, que les deux nombres qui forment l'un des derniers groupes sont les seuls dont le produit, divisé par P donne le reste 1, par conséquent variables avec le nombre P, ces nombres sont invariables avec lui quel que soit le nombre a soumis à l'essai; deux exemples numériques faciliteront l'intelligence des positions occupées par ces divers groupes.


3, .fDM<te<t<tM 3" 3" 3" 3"

3, nombre <ou[ms & fessât ) 311 3111 3- 3'a P==79 (Restes M 23 78 )

P==79 ¡,J, nombre wuml~ Ù 1 essaI Restes 24 23 78

nombre soumis à .(Dividendes 2" 2** 2" 2"

2, nombre sounus a fessa) < 55 23 1 i ( Restes S5 83 < i

< .“ .(Dividendes 9' 8"" 2~ 2, Restes 21111 2'm 2m!

(Restes 920 8S06 < <

12' nombre .(Dividendes 3'~ 3"" 3"" 3"" p=\l4Sa 3, nombl' soumIs à l'essaI Dividendes 8506 926 1 1

('=..433 3, nombre so~e.sa, 5, .fDividendes 5~' 4"" S"" S"

a, nombre soumis 1 Restes 927 4"" 9432 !S'

\{Restes 927 9M 9438 i 150. TH~OMME. Le nombre P premier absolu a la forme 6~-)- le nombre est inférieur à P, si après avoir obtenu les restes des dividendes < on a reconnu que premier reste est supérieur d'une unité au second, le nombre « est, en général, une racine primitive de P les hypothèses donnent les égalités Reste ~=R, Reste ~=R–t, Reste ~===P–'); admettons l'exactitude de r~gauté P–1 ==6.~=2.3.<t\j}'; te nombres des termes de la période est une combinaison plus ou moins complexe des facteurs premiers qui constituent P–1, n" i09; laissons de côté les cas /K===2, /M=3, facilement reconnaissables et qui d'ailleurs ne peuvent donner le reste 1, lorsque, le nombre P étant élevé, le nombre est faible; nous remarquerons que le nombre m ne peut être 1'* un facteur simple de P–~ étranger à 2 et à 3 et plus ou moins répété comme puissance, cette condition amène en effet l'égalité inadmissible Reste <~ ==< 2° une combinaison du facteur simple 2 avec un ou plusieurs facteurs simples de P– ces derniers facteurs étant plus ou moins élevés comme puissances, cette condition amène l'égalité inadmissible Reste <~ == 1 3° une combinaison du facteur simple 3 avec les facteurs que nous combinions à l'instant avec 2, cette condition amène l'égalité inadmissible Reste <~==~ nous remarquerons enfin que le nombre m peut dtre ~'te facteur 6 mété avec une partie plus ou moins complexe des facteurs de et t=! !=t

cet état amène l'une des égalités Reste a*=<, Reste a'==4; 2" l'ensemble des facteurs de P – <, et alors le nombre a est une racine primitive de P de là les observations suivantes

OBsmvA-noN. La connaissance du reste R ou du reste?–(R–~correspondant au dividende <~ est, en général, seule nécessaire, ou du moins, il


suHit, en générait de constater l'exactitude de t'égaie

fTj J Reste (a')= Reste (~) -)-1

cette connaissance exige quelques précautions qui abrègent les calculs le choix du nombre « est réellement arbitraire, mais doit être limité par quelques règles l'ordre que l'on doit suivre dans l'échette ascensionnelle des exposants est également arbitraire; néanmoins il est manifeste que le nombre 2 marquera tatoi des exposants et que chaque Reste obtenu devra être élevé au carré pour constituer le dividende suivant; le Reste S s'il est supérieur a devra être remplacé par P.–S.

OMMV&TtON. Si le nombre a soumis ù l'essai venue l'égalité [T], on doit P-!

~t, ~MM ~«/<"w~f ~/OM, constater la nature des nombres Reste t~i

Reste et cette recherche sera plus rapide en employant certains restes connus; soit en ettet le nombre G == Reste le terme < étant, parmi les dividendes employés dans le premier essai, celui dont l'exposant est le plus p-t

rapproché, soit par excès, soit par défaut de a*, par exemple; on calculera '-1

alors directement soit le nombre H qui est Reste de a '='-t ° soit le nombre L qui t_ !=!

est Restedea dans le premier cas le reste de a sera H.G, dans le second cas,

il est clair que de l'hypothèse Reste de a* ==1 on déduit L==G et vice tw.<v<. EXEMPLE. P=42t, ~==2, P–<=2'.3.5.7, «===5, ~=7,1==84, -'– == 60; te premier essai est composé de l'examen des restes des dividendes 2' 2" 2" 2" 2"' 2" 2' ces Restes sont par ordre <28 386 351 269 370 401 400 le nombre 2 obéit aux conditions ~T] on doit donc examiner la nature des restes de 2", 2* ces restes ne sont pas 1, donc le nombre 2 est une racine primitive de P.

EXEMPLE. P==2857",<ï==S, P-4==2'.3.7.-t7, <~==7, ~==47,

Les considérations exposées à la fin de cette partie, n" i40, apportent à cet arbitraire, des restrictions indispensables dans les opération! pratiques.

Le nombre P a simuttanément les formes 8?+i, ~+~ par suite les nombres 3 et 3 ne peuvent être des racines primitives, n* i40.


!~i==4M, !–i ===468: l'easai a lieu sur les dividendes &' &" 5" 5" & 5'" p

tes restes sont par ordre 986 816 ~75 875 2806 2C02 2t7~ 2284 2507 2506; )c nombre 5 obéit aux conditions [TJ; on doit donc cher' cher la nature des restes de 5" 5* le premier est donné en préparant le reste de 5" et en multipliant ce reste par 2171, qui est le reste de 5' le second. c'est-à-dire le Reste de 5*" sera l'unité si l'on a Reste 5" ==2507, cette dernière égalité est exacte, donc ie nombre 5 n'est pas une racine primitive du nombre 2857

3' OBSEHVATfON. Si le nombre soumis à l'essai, ne vérifie pas les conditions [Tj; on peut, en général, modifier ce nombre de manière que le nombre transformé vérifie ces mêmes conditions; ces modifications reposent sur des principes que nous exposons dans le théorème et dans le corollaire suivants

i5i. THÉORÈME. Le nombre P premier absolu a la forme 6y-}-1, le nombre q est impair, le nombre a est inférieur à P et a été soumis à l'essai; si les restes R~ R~ des dividendes ~obéissent à la condition R,-}-R~==P–1, le nombre P–a est alors, en général, une racine primitive de P les hypothèses donnent l'un des deux états suivants

')" Dividendes a' Restes R–1,P–R;

2" Dividendes < Restes P-R, R–~ ¡

on a donc, n" i29, Reste <~==~ or, si l'on soumet à l'essai le nombre P-a, on a, n° i25, le nombre y étant impair, l'un des deux états suivants F Dividendes (P–a~(P–<ï)", Restes P-(R-1), P–R; 2° Dividendes (P–a)'(P–<t)", Restes R, R–~

dans les deux états, on a Reste (P <ï)*' == P 4 donc le nombre P-a sera, en général, n* i29, une racine primitive de P, on reconnattra les exceptions Le nombre P a la forme Sy-)-2 et ces nombres ont, en généra), la racine primitive 5; celui qui est cité dans l'exemple actuel constitue une des rares exceptions que présente cette règle voir le n° 140.


K Cl!

en constatant la nature des restes (P–a) (P–f) ou plus simplement f-' ~t

des restes

CoaoLLAtRE. Le nombre P premier absolu a la forme 6~4, les nombres divers a,, soumis aux essais ont donné les résultats suivants Dividendes («~ (~,)", Dividendes (M,)' f~,)* Dividendes (~ (~ Restes /H. Restes w, /<j, Restes w~ /<, les restes indiques, ainsi que les restes M, N,, M~ N,, M, K,, etc., rotatif aux nombres P–«“ P–«“ P–a,, etc., n'obéissent pas aux conditions n'" iSO et i3i, on formera alors les produits 2à2, 3à3:des restes w. /K, ?, d'une part; de l'autre des restes /<“ M, M,, etc.; 2" des restes M. M, M,, etc., d'une part; des restes N, N, N, de l'autre; si t'on a par exemple Reste de (/n, ~.) = Reste de (/ /)-t-

le produit a,.<it, est, en général, une racine primitive de P, les exceptions seront constatées par les règles indiquées précédemment l'exemple qui suit, fait sur un nombre élevé, faciutera l'explication.

Ex~MfLB. 25423 a ==7, ?–<== 2.3.~9.223, «=<9, ~==223, !?.. == 338, ~– =~= H 4 la série des dividendes est

a !p

~t -y! ~M '?!t ~M ytf ITM DM yM 'TK 'Y)(M IrtM' mf T<M 'yMB -yMH yt!Tt) ~i!.t< les restes sont par ordre

240<, <9203, 200~7, 0809, 092~, 48326, 48936, 6!04, 44~21, 22578, 95~, t573~ 22302, 3632, 4, 4, 4, 4,

le nombre 7 n'obéit pas aux conditions établies n" i39, les transformation!, indiquées n*' i50, ne donnent aucun résultat utile; si on renouvelle fessai, en substituant à 7, soit le nombre 41, soit le nombre 43, ces nombres, soit Le nombre P a simuttanément <e$ formes 8~–4, 3?- 2()~-)-3, par suite tf. nf'mbn". -(- a, 3, S ne peuvent être racines pnmMves de ce nombre, n' 140

t/.


MtoMs, soit combmés entre eux, soit combinés avec 7, ne donnent aucun résultat utile; essayons le nombre 17 on a

Dividendes 1?' 17' 171. 17~17" 17'" 171" 17~ ~7~ ~Mt ~.t ~t0) ~tat ~t~ ~t ~-em

les restes sont par ordre

7252, -t6740, )5294, 14836, ~9985, 4895, 8032, 14873, 606, 10302, !5602, 11004 23690, 3375, 6529, 18893, 1,

le nombre 17 étant, soit isolé, soit multiplié par le nombre 7, le nombre P–17 étant isolé; ces divers états ne peuvent donner une racine primitive de P, mais si on multiplie ie nombre –7 par le nombre 17. et si on note les quatre derniers termes des dividendes et des restes, seuls termes qu'il nous importe de connaître et que l'on peut obtenir immédiatement par l'emploi des quatre termes correspondants dans les deux suites d'essais, on a Dividendes –119' –119* –119" _119"

Restes 18894 18893 25422 1;

si enfin, on constate l'état supérieur à 1 des restes –119"' –19' un conclut que le nombre –119, c'est-à-dire P–119==25304, est une racine primitive de P== 25423 cet exemple présente pour nous le maximum des diffi.cultés qu'opposent ces essais; il est d'ailleurs purement théorique; en effet, 1° on reconnait facilement que le nombre –17, ou plus exactement le nombre 25406, est une racine primitive de 25423; 2° le nombre 25423 a la forme 40~23, par conséquent le nombre 10 devrait intervenir dans le premier essai, n" i40, et on reconnaîtrait alors que ce même nombre 10 est une racine primitive du nombre proposé, etc.

RECHERCHE 0'M)E RACINE PRIMITIVE D'UN NOMBRE QU! A L'UNE DES FORMES «y + ), + LE NOMBRE <TANT PREMIER ABMH;

iS3. Les nombres P==6y-t-< le nombre q premier, que t'échetie numé''ique présente en proportion notable, ont des propriétés qui permettent Dans cette recherche et dans la recherche analogue, n° iST, nous excluons l'hypothèse </=:2.


d'obtenir, sans aucun tâtonnement, une de leurs racines pritaHives: temar" quons que la racine primitive cherchée peut être considérée, n° iiS, comme étant le produit de deux nombres s et s, en désignant par ces dernières lettres deux racines primitives générales applicables par ordre aux équations ~–~==t)!L:P, ~–~ ==J!L:P, l'expression ~1L:P indiquant un multiple quelconque du nombre premier P.

<fM/ </M /w/~f s. Soit « un nombre entier quelconque premier et infc.rieur a P; formons la progression «" <«" et divisons par P chaque terme de cette suite; le nombre étant premier, les nombres a' ne peuvent présenter le reste 1, n° i09, la connais.sauce des restes des termes est donc seule utile et les opérations pratiques auront lieu en employant des termes < </ dont les exposants sont complétement arbitraires: l't'egatité Reste ~==t donne évidemment s=~; 2° l'égalité Reste ~=P-–< donne, le nombre q étant impair, Reste (P–~==4 1 et par suite, s==P– 3° l'égalité Reste ~==1 donne, n" ii6, Reste <==?–1, et par suite reproduit l'égalité s =P– 4" t'égatité Reste «~==P– donne Reste ~===~, et par conséquent est, n" i09, inadmissible; 5° l'égalité Reste ~==1, le nombre <y étant premier et en admettant l'inexactitude des égalités précédentes, indique P–~ racineprimitive de P, eu tenant compte d'ailleurs de la note indiquée" relative aux restes (P–N'(P–~)% etc. (}° l'égalité Reste ~=P–~ en admettant l'inexactitude des égalités précédentes, donne au nombre ~t l'état de racine primitive de P; concluons que dans tous les cas, l'essai fait connaître soit la racine primitive cherchée, soit une racine primitive générale, de l'équation ~–t ==M:P.

Calcul du nwK&M s,. L'équation -t ==~TL P, peut prendre la forme (~-L~ )(.t"–~ ~== JfL P or, on peut '< ° démontrer que dans les conditions établies, l'équation ~1==3K.:P est toujours résoluble en nombres entiers; 2° obtenir directement une solution entière de cette dernière équation; démontrer que cette solution est le nombre s,, c'est-à-dire est une racine primitive générale de l'équation ~–1==J1L:P; rappelons le principe posé

Dans ce raisonnement et dans ceux qui suivent, second paragraphe du n'actue), dans tes n" tM et iS7; nous laissons de côté l'examen des rettes< <<< (P–o')' (P–a)' (P–<!)*(?–<!)'. Cet examen ne présente aucune dini<'u)tp; ren)arqunnsd'ai))eursque)p nombre a étant arbitraire, on peut adopter l'égalité <!==9, et alors les restes cit' sont immédiatement connus.


n i50,.st un nombre & est une racine primitive du nombre P==G<y-~ ou a les trois égaHtés Reste ~=R, Reste ~==R–~ Reste ~===P–1; de !à, on déduit

R'=J)L:P+R–'),

[MJ R(R–t)=~P-)-P–t, .1

~J R'===~:P-)-R(R–t~

[Df R'~=.)!L:P,

légalité finale prouve l'exactitude du fait énonce et prouve i'egatité ~==R; or, te nombre entier R est une solution de l'équation

M R'-R-~==~:P;

'nultiplions cette dernière équation par 4, posons l'égalité 2R–~==«, le résultat est l'équation M'-(-3==~L:P, on obtiendra donc le nombre entier R, c'est-a-dire une sotution .c, de l'équation ~j-1 ==J)L: P, en recherchant la solution entière inférieure à P et impaire de u dans l'équation /<'4-3==P.y équation toujours résoluble alors en nombres eotiet-s, n" 31 vers la fin, et par conséquent pouvant toujours donner la valeur «, précitée; de ce nombre M,, calculé en suivant les règles indiquées, partie du traité actuel, on déduira h==.c, et les égalités (.r~+l ==~tL P, R'– =JTL P R –.2, la seconde étant déduite de [A], prouvent que le nombre .e,, solution entière de x dans l'équation ~–~==J~~ P n'est applicable à aucune des équations ~–~==~: P, .~–~==J!L:P de degré inférieur à celui de l'équation proposée; on a donc enfin l'égalité s,==.==R et, par suite des deux paragraphes qui précèdent, on connalt une racine primitive s. s, du nombre P.

EXEMPLE. P==9403. Calcul du nombre s, l'hypothèse ~==2 donne les deux suites

Dividendes 2" 2" 2" 2"' 2~ 2~ 2"* 2~,

Restes 2264 406~ 6764 6101 5127 4744 4t57 9402,

on a donc Reste ~==P–4 de là s=P–M=9401 2" calcul du nombre s,; si à l'équation M'-t-3=9403. on applique les principes exposés n* 47, on a régalitë 9403.292==<657'+3'.3 delà, tableau VII, n" 46, 3/<+1='!657, /!===552, ~+/-==304707, et par suite ~=88974444, «=9')4673; ainsi


f<,==682<, R==s,==34~, et finalement le produit s. s, diminué du muttipte maximum de P donne le nombre 2581 qui est une racine primitive d'f nombre 9403.

Ce mode de recherche d'une racine primitive peut être rendu plus générât. c'est-à-dire peut être rendu applicable à un nombre premier P, dont la fbrm< est 2".3. le nombre étant premier absolu, mais son utilité pratique, qui, dans les conditions établies, ou même encore si /!==2 est incontestable, devient problématique par suite de la rareté des nombres, lorsqu'on lui donnf l'extension indiquée; la question d'ailleurs se représentera ci-après, n" i5S, pour les nombres dont la forme est 2" le nombre y premier, il nous suffira donc d'exposer, aussi brièvement que possible, le procédé suivi pour la recherche d'une racine primitive d'un nombre premier P, dont la fbrfm' est 2'.3.y-{- le nombre y premier; on doit, comme il a été dit dans le cas précédent, rechercher deux racines primitives générales s, s,, applicables par ordre aux équations ~–1 ==~: P, (.c'y–4==~TL P.

Calcul t~MM~m~f s. Si nous conservons les notations indiquées, on doit chercher les restes donnés par les termes <~ a" < «'* a% en arrivant à ces termes par des exposants complétement arbitraires, il suffira de citer les di.verses circonstances qui peuvent se présenter, en remarquant que dans cette énumération tout reste 1 ou P–4 indiqué admet la non-vérification de tout reste '< ou P–< pour les termes antérieurement cités.

L'égalité Reste <~==4, donne manifestement s==a;

2° L'égalité Reste a'=P– donne s==P–a;

3° L'égalité Reste <~==~, donne, n"ii6, Reste ~==P– et par suite s==P–a;

4° L'égalité Reste <~==P–4, donne Reste (P–<~==~ ft par suite s=P–

5" L'égalité Reste ~=~, donne s==~;

6" L'égalité Reste <~==P–4, donne Reste fP–<~==1, et par suite s==P–

7" L'égalité Reste ~=1, donne, n° ii6, Reste ~=~P– et par suite reproduit le 4' cas;

8" L'égalité Reste <~=P–~ donne Reste <~==4, est donc, n° i09, inadmissible


')" L'égalité Reste ~===t, Reste <~=P–~ et par suite rem-odui te6"cas;

tO" L'édite heste~===P– donne Reste~=~et par suite le nombre~ est atoM une racine primitive de P.

Concluons que, dans tous les cas, l'essai fait connaître soit la racine primitive cherchée, soit une racine primitive générale de t'équation ~–~==JH,:P. <<M/~<ww~c s,. l'équation (~–~=J~:p peut prendre la forme (.~ )(.~–1)(.}-1)==:~ p; or, dans le second paragraphe de la première partie du numéro actuel, on a démontré, dans les conditions établies, que l'équation .c') ==~ P est toujours résoluble en nombres entiers; 2" que ton peut indirectement, c'est-à-dire par l'intermédiaire d'une équation ~-t-3==P. obtenir une valeur entière applicable à 3" que cette valeur entiére est représentée par R nombre entier inférieur à P, lequel vérifie les égalités

[AJ R'==JtL:P-t.R–~

fB) R(R-==.T!L:p~.p-

[D] ~-}-1==~:p;

ces préliminaires étabtis, posons l'égalité

? X'=P.Y+~

dans les conditions précitées, cette dernière équation est toujours résoluble en nombres entiers, en effet, 10 le nombre P est premier absolu, et le nombre y. 3 est un diviseur exact de P–1 donc, n' ii4, l'équation (~/==J!L P a des ra. cines primitives générâtes, c'est-à-dire ades racines entières possédant la propriété 1~ deux tableaux d'exemples numériques qui terminent cet ouvrage prétentent le résumé des catcuh relatifs à la recherche directe d'une racine primitive d'un nombre premier inférieur & )0000, et dont la forme est 1. 6?-~ pour le premier tableau; 2" <3?-j-1 peur le second; or, l'intelligence de ce dernier exige une remarque ta méthode de résolution de l'équation .'+<-= P. méthode exposée dans la première partie de ce traité, admet l'état positif du nombre r; ainsi, dans cette dernière série d'exemples et à l'équation X'=P.Y4-.c,, on a substitué t'équation X'-)-(P–~)==p.


caractéristique de ne pouvoir être des solutions entières applicables a j- dans toute équation binôme ~–< ==:~ P de degré inférieur à celui de l'équation (~'–1==~)L:P; 2° le premier membre de l'équation ~–1==JR, P peut prendre !a forme (~–~ )(~ )('t'~ )< et le nombre P est premier, donc toutf solution entière de x doit amener un, MM ~K<wM, des facteurs ~–4, -T*-{- ~}-1, à l'état de multiple de P; 3° l'existence des racines primitives généraifs de l'équation ~–'t===t~L:P est certaine, ces racines particulières ne peu vent être les nombres entiers qui amènent à l'état de multiple de P, soit le (acteur ~*–<, soit le facteur -(- ces nombres n'ont pas en effet la propriétt caractéristique indiquée; donc les racines primitives générales de l'équation .–~ =t)ÏL:P sont des nombres entiers qui amènent le (acteur .<}-1 a l'état de muttiple de P; l'équation ~-{-1 ==JtL: P est donc, dans les circonstances actuelles, toujours résoluble en nombres entiers, et les solutions entières applicables à x dans cette équation, sont manifestement les valeurs entières X données par l'équation pS]; cette dernière est donc résoluble eu nombres entiers, et la méthode exposée dans la première partie du traité ac. tuel, donne une solution X, inférieure à P, enfin cette solution, par suite du raisonnement qui précède, est une racine primitive générale R, de l'équation -x*–<==JH P; on peut d'ailleurs donner une démonstration directe de ce dernier fait, démonstration qui présente deux parties le nombre X,==~ est solution entière de l'équation .T*–~==~L:P, le nombre X, n'est solution d'aucune équation binôme .c*–1==Jt~:P, de degré inférieur à celui de l'équation .–~==t)'!L: P, le nombre .f,==R inférieur à P, est solution entière de l'équation ~}-<==~L': P, donc le nombre (X~)' est, égalité [E], solution de la même équation, et par conséquent le nombre X, est solution de l'équation ;t"-t-<==~:P, par suite est solution de l'équation .c*–1===~:P; 2"if nombre X, étant solution de ~1===~!L:P, n'est pas solution de .ï/'–~===t~: P, l'égalité [E] prouve que le nombre X, n'est pas solution de ~–t==.)H P, de la même égalité [E] élevée au carré on déduit (X,)'== <~L P-}-(.t:J, qui, prouve que le nombre X, ne peut être solution de l'équation .–4==JtL: P; si la même égalité [EJ est multipliée par X,, le résultat (X,)*==~L P-}-X,.r, indique que le nombre X,, s'il~était solution de ~*–~=t?tL:P, vérinerait l'égalité X,~==J!L:P- or cette dernière égalité est inadmissible, car on aurait alors les deux égalités

X~,==J!L:P-)- ~,–1)==~:P–'t,


donc après addition ï,(X.+~-1)==M:P, et pM- suite de t'état inférieur .') P des nombres X, et on aurait

\t.1=P ou (X,/==M:P -t-(.c–~)',

ou (X,)'=M:P+~1)-i, ou (X,)'==M:P-.r,, égalité finale que l'égalité [E] rend inadmissible; concluons de ces faits l'exactitude de l'égalité X,=R,==s,; la connaissance des nombres s et s, donne le produit s. s,, lequel diminué s'il y a lieu du multipte maximum de P, donne un reste qui est une racine primitive de P.

ËXEMM.E. P==8629. 1" Calcul du nombre s, l'hypothèse «===2 donne les deux suites

Dividendes 2" 2" 2" 2" 2'" 2~ 2'" 2" 2*

Restes par ordre 610 ~053 2106 8559 4900 4122 4506 8628 1, de là on déduit s==P–M=8625. 2" Calcul du nombre s,; ce calcul est eom.posé de deux parties, Résolution de l'équation «*-}-3=8629~, Résolution de l'équation X'==8629Y+.t-, ~partie, les principes exposés n" 47, donnent 8629.47~ ==2016'-)-r.3, par suite «=P–2016=6613, et par conséquent t,=3307; 2' partie, si a l'équation X'–3307=8629Y ou X*-t-5322=P. on applique les principes exposés n° 47, on a 8629.103= 917'3'. 5322; de là, tableau VU, n" 46, 3~ == 917, == 306, n' +/-= 98958, et finalement X,==R,=s,==3182, le produit s.s, diminué du muttipte maximum de 8629, donne le reste 4530, qui est une racine primitive de 8629. Nous devons faire, sur l'exemple actuel, une remarque analogue a celle qui a été faite sur l'exemple consigné à la fin du n" i5i, le nombre proposé 8629 présente la forme 17~10, et le nombre 17 intervenant dans le premier essai, par suite des principes exposés plus loin a" i40, on reconnaîtrait que ce même nombre 47 est une racine primitive de 8629.

2' CAS du chapitre actuel. P == 6~ 1.

i3S. 'fmba&MB. Le nombre P premier absolu a la forme 6~–1, le nombre a est quelconque, mais inférieur à P, on a décomposé le nombre P en ses facteurs premiers 2" «* p', si après avoir divisé par P les termes <~ <~) <~) .a~(~') ~'(~


ou a reconnu t'état ttupérteur a 1 de tous ces restes, on est certain que le reste du dividende dernier, c'est-à-dire de est P–< 2° le nombre est, en généra), une racine printitive de P; la première partie de ce théorème est une conséquence du lemme n" i27, la seconde partie n'a pas besoin d'explication, et a une assez grande importance dans les opérations pratiques; elle permet, sans tenir compte des diviseurs de P–t, d'employer invariablement le multiplicateur 2 dans t'échette ascensionnelle des exposants du nombre « remarquons aussi qu'elle fait naitre deux questions, quelles sont les circonstances rares qui donnent lieu à l'exception indiquée? 2° dans quelles circonstances, lorsque t'en a Reste ~=='t, peut-on transformer ce reste, et lui donner la seule valeur utile, c'est-à-dire la valeur P–<, et cela par le changement convenable du nombre t'examen de ces deux questions donne le théorème suivant

iS4. TmÉon&ME. Les notations adoptées dans le théorème précèdent subsistent, la lettre K représente t'ensembte p', enfin les lettres R, S, T, L, etc., représentent des nombres étrangers à 1 et a P–~ un a constate l'exactitude des égalités

~] Reste = R, Reste == S, Reste == T,

r-~

Reste ~= L Reste ~== Reste <==P–

on fera <j, /KMM .fe«/e7W/~</<w, un essai secondaire on recherchera les t~-

restes de ~°, de si ces restes ne sont pas i'unité, le nombre a sera une racine primitive de P. Reprenons les deux séries générales applicables au nombre premier actuel.

t-t

(Dividendes ~V. Pt ~Restes 1 R. S.T.U.V.?–-); la réapparition du reste 1 exige que le nombre de divisions soit un diviseur de P–<, nn 109, ce nombre doit être dans une des conditions suivantes diviseur de 2", diviseur de K, diviseur de 2".K; si ce nombre était diviseur de 2", on aurait Reste de 2"== 1 si ce nombre était diviseur de K, on aurait Reste ~==d si ce nombre était diviseur de 2".K, par exemple, si l'on avait ~==2 'a le diviseur désigné étant/ un ou plusieurs des nombres M, A, étant


intérieurs aux nombres correspondants l, on aurait l'une des égalités !L:J

Reste <~ 1, Reste r< ==

et les hyj~otttèses établies rendent ces conclusions impossibles, te théorème est donc démontre; les raisonnements qui précèdent laissent de côté certaines remarques qui rendent superflues quelques-unes des hypothèses primitives ainsi, par exempte, les positions occupées par les nombres T et U, séries générales [B] indiquent sufïisamment que si le nombre U est étranger à P_~ il est inutile d'ajouter que le nombre T ne sera pas P–~ ou 4. F' CoNOLLAiM. Si tes égalités~] sont exactes, si le nombre K est premier )**< f-t

absolu, les termes a., a manquent, on n'a donc ù faire aucun des essais secondaires, si le nombre a vérifie les égalités [B], ce nombre « est racine primitive de P.

2" CoROLLAtRB. Si les égalités [AI, excepté la dernière, sont exactes, c'esta.dire si l'on a Reste <==~ ou plus clairement Reste a~==1; on peut, dans une circonstance qui se présente fréquemment, modifier la valeur de a de manière que le nouveau nombre b vérifie l'égalité nécessaire Reste /==P–t. admettons en effet l'égalité /K==t, dans cette supposition et dans les conditions du raisonnement actuel, l'égalité Reste ~==t, c'est-à-dire l'égalité Reste ~==~, donne l'égalité Reste (P–<~==P– on a donc A==P–a, on devra tK ~r

d'ailleurs rechercherensuite la nature des restes(P–<~ (p–ou plus ,& 1&

simplement la nature des restes

3' CORGLLAIRI. Si le nombre obéit à toutes les égalités [A], mais si ce nombre est dans une des exceptions indiquées par les essais secondaires, si le nombre b obéit a toutes les égalités [A] excepté la dernière qui est remplacée par l'égalité Reste < ==1, le produit est en général une racine primitive ,& le.&

de P, les exceptions seront données par l'état des restes (~ (< («~ et cette recherche est facilitée par l'emploi des restes déjà connus. ExmipM. P==3389,a=3, P–1==2'.7.«', K=:7,8==~, ~==484, ~=308. <t )'


Ks~i, Dividendes 3" 3" 3" 3"~ 3"" 3"' 3"' 3~ 3~ 3*" 3~ 3~, Restes 1493, 2476, 3264, 2069, 2818, 6')?, 20H1, 471, 1413, 1344, 3388,1. On a par essai secondaire Reste 3** =2894, Reste 3~ ==883; le nombre 3 est donc une racine primitive de P: constatons due le nombre proposé 3389, présentant la forme40~-}-29, l'essai du nombre 10 indiqua par les principes du n" i40 aurait montré que le même nombre 10 est racine primitive de 3389. ExMtpt~. t'=3886l, ~==3, ~==7, !1=2'.5.29.67, «==5, ~==29, ~===67, ~==7772, ~=1340, ~=-'=580.

"(=61, -=7772, T= ,) 0, -y=u80.

1" Essai i

Dividendes 3' 3" 3" 3" 3" 3'" 3'* 3*" 3~ 3"" 3~ 3"" 3"" 3' 3"* 3~ Restes 65C1, 27594, 0679, 35474, 7774, 6221, 34146, 911, 2733, 13840, 38592, 33500, 22042, 12219, 38860, t.

2* Essai. 7* 7" 7" 7" 7-0 7~ 7** 7*" 7*" 7"" 7'" 7*~ 7"" 7~" 7"* 7* Restes 13373, 37668, 18272, 11133, 15960 26606 26121, 25644, 24064~ 8894, 21101, 21724, 4192, 38860, 1, );

l'essai relatif au nombre 3 parait donner à ce nombre l'état de racine primitive de 38861, mais l'essai secondaire relatif au même nombre donne Reste 3~*== 1 si on multiplie le nombre 3 par le nombre 7, on aura,

Dividendes 21" 21'~ 21~, Restes 26642, 38860, 1, on a d'ailleurs

Restes 2~=26616, Reste 21~==20524, Reste 21~==30<14, le nombre 21 est une racine primitive de P.

i55. Les nombres dont la forme est 2*.Q-}-1, le nombre Q premier, ont des propriétés qui permettent de faire connattre, par un nombre très-limité d'essais et tres-souvent sans aucune recherche, une de leurs racines pri.


mittve! remarquons que si l'on a, dans les conditions indiquées, tuante P==:2".Q-t-<, la recherche d'une racine primitive de P, est, n" t i < celle d'une racine primitive générale de l'équation .– t =~: P; ur, si ton catcute, 1" une racine primitive générale de t'équation .~–1 ==JtL:P; 2" une racine pri.nitive générate de l'équation ~-1 ==~ = p, le produit de ces deux raones sera une racine primitive générale de tequation ~~–~==.p cMt.a.dire sera une racine primitive du nombre P; les trois théorèmes qui suivent montrent que ce calcul est, ou complétement nul ou, si le nombre est tres-eteve, est très-rapide.

i3({. TmioNhtB. Si le nombre premier P a la forme 2'.Q-t-1, le nom))re Q premier absolu, un calcul direct donne sans tâtonnement une racine primitive de ce nombre en effet, la connaissance de cette racine ou aura lieu par l'essai direct, ou sera composée F de la recherche d'une racine primitive générale de .~–t=.JJL:P; 2° de la recherche d'une racine primitive générale de t'équation =J!L:P; o. -r adoptons un nombre entier quelconque inférieur et premier u P formons la suite .«" la connaissance des restes des termes <~ est seule utile, on opère donc pardes termes quelconques < etc. dont les exposants sont arbitraires; t'égatitë Reste ~=~ 1 indique que est une racine primitive générale de l'équation .~–~ ==~ P, l'egatité Reste ==t donne t'égatité Reste aQ = P–t, n" t i 5, par conséquent le nombre Q étant impair, on a Reste (P–~==~ 120, et par suite le nombre P–~ est une racine primitive générale de l'équation .==~:P; l'égalité Reste <~===P-1 indique que le nombre a est une racine primitive de P, car, dans ce cas, l'égalité Reste ~== 1 est inadmissible 2° la racine primitive générale de l'équation .c*'– ~JtL P sera connue par la résolution, en nombres entiers, de l'équation .t'-t-1=~:P,n''47, la solution entière ;<:==« sera le nombre cherché; en effet 1 équation ~–t===~:P,

La remarque suivante donne la cause qui, dans le texte, a s<-paré ces théorèmes de l'étude faite plus loin n° HO Si on excepte le nombre premier ~3, on peut démontrer que les nombres dont la forme est 2''Q le nombre Q premier absolu sont classés dans le cas actuel, c'est-àdire sont représentés par la forme 6Q < ou ne sont pas premiers rappelons que le nombre Q premier a l'une des formes M+S, 6/~ si l'on a P==2-(6A+!!)+<, l'état premier de P donne ~=~ et par suite on a P=6Q-< a. si l'on a P=2'(M+<)+1, l'état premier de P donne /t==M et le résultat final est P=6Q– <.


peut prendre la forme (.f'–t)(.t~)==JK.: P; doue le nombre «e~t une sotution entière de t'equation ~"–t=~K. P, ne peut être une solution entière d<' l'équation binôme de degré inférieur ~'–<==J!L: P; donc ce nombre a est un~ racine primitive générale de l'équation ~–'t=~:P; les deux calculs précédents donneront <" une racine primitive générale de l'équation .~–<==~ P 2" une racine primitive générale de l'équation ~*–1==JtL:P; par conséquent le produit diminué s'il y a lieu du multiple maximum de P sera une racine primitive du nombre premier proposé.

i37. THKo~MiE. Si Je nombre premier P a la forme 2'Q-)-1, le nombre Q premier, un calcul sans tâtonnement donne une racine primitive de P; formons les deux équations a;'L-~===~: P, ;c''–~==3tL: P; conservons les notations adoptées dans le théorème précédent, et par conséquent reprenons la série a" a' M* < M~ cherchons d'abord une racine primitive générale de l'équation .~–<==~tL:P, et cela par deux résolutions successives d'équations incomplètes du second degré à deux inconnues, la première est tA] .E'+~==~p,

soit R la solution entière inférieure à P et applicable à l'inconnue la formule générale X=P.N-)-R, n" 39, donne des solutions entières de x, posons t'équationZ'–R=P.N', le nombre entier Z diminué, s'il y a lieu du multiple maximum de P sera une racine primitive générale de l'équation .t*–t==~ïL P; en effet, le nombre Z* est une solution entière de l'inconnue x dans l'équation [A] on a donc X'+l ==~TL P, or, t'equation ~–~ =~L' P peut prendre la forme (~(.~–~ )==~L: p donc enfin le nombre entier X est une solution entière de l'équation .~==.~ P, il est d'aitteurs manifeste que ce nombre ne peut être une solution entière applicable a x dans les équations de degrés inférieurs .T'–1==~: P, .E'–1==~L p, ce nombre est donc une racine primitive générale de l'équation ~'–1==JÏL:P, enfin, désignant par la racine primitive généralede .~– <===~n. P, le produit Z. sera une racine primitive du nombre premier P.

Les deux théorèmes précédents, les théorèmes consignés n° i32, et relatifs aux nombres 6Q -)-1, ~Q -}- <, le nombre Q premier, constituent un ensemble UnntisnnnfmentMatogueâcehuquiaétéfaitn" <M, 2'paragraphe de la deuxième partie, prouverait que les équations i-' .t'+< ==M P, n' iSC, 2' t'–R= p. N, n" actoei, sont toujours résolubles en nombres entiers.


qui ne laisse aucune place au tâtonnement; on peut donc obtenir directenttent et sans essai, une racine primitive de tous les nombres premiers ayant l'une des formes 4Q-}-<, 8Q+<, CQ+1, 12Q+t, le nombre Q premier, ces nombres forment environ le tiers des nombres premiers, ainsi la méthode indiquée parait avoir une assez grande utilité, et nous t'avons employée pour les nombres premiers qui présentent l'une des formes CQ+1, t2Q-~ i toutefois les deux théorèmes suivants, les faits exposés plus loin, n" i40, t forment aussi un ensemble tel que la méthode actuelle, d'ailleurs assex expéditive, sera toujours un simple exercice intellectuel.

i58. T~oxtSME. Si un nombre premier P a la forme 4Q-t- le nombre Q premier, le nombre -{-2 est une racine primitive de P. Dans les conditions établies, le nombre P a nécessairement la forme 8Q-)-5, or on a démontré n" Si vers la fin, que, dans cette hypothèse, la résolution, en nombres entiers de i'équation K'–2==P.~ est impossible; ce dernier fait étabti, soit a une racine primitive de P, formons les dividendes tf «' a- les restes 1 R, R,1; le nombre 2 a place parmi les restes, il correspond à un dividende < dont l'exposant est un nombre impair, car l'égalité Reste s*" ==2 donne une solution entière de l'équation impossible «'–2==P.<, ainsi le nombre 2 correspond à un dividende a""+' or, on a P– < ==4Q et puisque le nombre Q est premier, l'exposant 2/M-)-1 est premier à P– en effet les égalités 2~+~=0, 2~ ==3Q sont inadmissibles; de la première on déduit Reste e~==2, et par suite Reste ~==16; de la seconde on déduit Reste <~==2 et par suite Reste a*~== 16, deux conditions que l'inégalité Q> 2 et t'état de racine primitive de a rendent inadmissibles; les nombres 2~-t-') et4Q sont donc premiers entre eux on a alors l'état générât suivant, 1" le nombre a est racine primitive de P; 2" Reste ~"+'==2; 3° le nombre 2m-t-~ est premier a P–.4, par conséquent n" i2i, le nombre 2 est une racine primitive de P.

i5:L Tt~oR~Œ. Si un nombre P premier a la forme 8Q-t-1, le nombre Q premier, le nombre 3 est une racine primitive de P' constatons d'abord que tout nombre premier dont la forme est 8Q+ 1, le nombre Q premier, peut être représenté par la forme 42A-}-5, en effet, <' tout nombre entier est comVoir tes deux tableaux qui accompagnent l'ouvrage actuel.

Nous excluons <' l'hypothèse Q==2, et par suite P=<7; 9" l'hypothèse P==-M, la cause de ces exclusions est indiquée dans la démonstration que contient le texte.


pris dans l'une des trois.formes 2~hi, première si K == ()flfi ana une es trQJSaormes 2 1 2-1 2". a pl'effilere SI K = 211. donne 3~-}-t; la 2', si ~=2/<-)-<, donne 3/<-}-2; la 3°, si /-=2/!+2, donne 3~3; si alors on reprend la première et si l'un pose K=2/<+2 on a 3~4, ainsi de suite; 2" le nombre P est premier, la même condition est imposée au nombre Q, on est alors assuré que ce dernier est représente par la formule -~I-; si en effet l'égalité Q==~ était exacte, le nombre Q ne pourrait être simultanément entier et premier; si i'égatité Q==~-i~ était exacte, cette valeur substituée à Q dans la formule P:=8Q-4-1 donne P==< 2Q-J-9 et ce nombre P n'est pas premier on a donc nnatement Q== et par suite P=~2y+8. On a démontré, n" 31 vers la fin, que si le nombre l' premier a la forme ~2y-}-5, la résolution, en nombres entiers, de l'équation M*–3==P.~ est impossible soit donc a une racine primitive de P, formons les deux suites Dividendes if a' a* Restes 1 R, R, J le nombre 3 a place parmi les restes et cette place correspond à un dividende <v" dont t'exposant K est impair, car l'égalité Reste c~=3 donnerait une solution entière de l'équation impossible «'–3===P. ainsi le reste 3 correspond à un dividende «""+' or, on a P– ==8Q, et puisque le nombre Q est premier, l'exposant 2/H-{-'t est dans une des conditions suivantes r égal à Q, ou à 3Q ou à 5Q, ou à 7Q; 2" égal à 2Q, ou a 4Q 3" premier à Q et par suite a 8Q; de l'une des conditions indiquées on déduit ~°:=656~==(4U60 4-~ résultat dont, te reste doit être l'unité; or, par suite des exceptions P==~7, P==~, ce résultat est inadmissible, les conditions intitulées 2° sont impossibles ainsi te reste 3 correspond à un dividende a* dont l'exposant est premier à P–~ =80, le nombre a est une racine primitive de P, donc finalement le nombre 3 est une racine primitive de P.

Ces derniers théorèmes sont remarquables àdeux titres, ils font connaître sans calcul une racine primitive pour une proportion très-notabte des nombres premiers; 2" réunis aux théorèmes n° i52, et plus loin aux principes exposés n"i40, l'ensemble parait indiquer la possibilité, jusqu'ici mise en doute, d'isoler une racine primitive de toutes celles qui appartiennent à un nombre premier; remarquons d'ailleurs que cette conclusion laisse compfétemen! intacte la phrase d'Euter, phrase si célèbre que nous avons relatée n° ii9.


RKMARQUKS GËt<f:BA~ES SLH tJS NOMBRES QUE L'ON SOUMET AUX ESSAtS DANS M MCMMCfiE U'UKK MACt~K PtUMtTIVE D'VN NOMMRE PREMIER UONNË. i 40. Ces nombres sont réellement arbitraires néanmoins quelques t t'êtes tx''s-simptes peu vent éviter des calculs inutiles, ces règles sont déduites des principes qui gouvernent quelques équations incomplètes et indéterminées du second degré a deux inconnues; l'ensemble de ces principes a déconsigna n"~i vers la fin, et doit être bien présent à l'esprit du lecteur. Reprenons ) exposé des calculs que nous avons indiqués pour constituer une table des racines primitives; soit un nombre P premier absolu, soit ensuite la série <~ M' on doit remplacer « par un nombre entier quelconque inférieur à P, rechercher les restes que donnent les divisions par P de chacun des termes de la suite précitée admettons l'exactitude des hypothèses P==3y-}- le nombre a racine primitive de P; les restes donnés partes divisions, sont alors tous différents, présentent tous les nombres entiers inférieurs a P, présentent par conséquent le nombre –3, ou plus exactement le nombre P–3; on peut prouver que ce reste correspond à un dividende a* en effet, dans l'hypothèse P=3<y-}-<, l'équation «'3===P. est, n'~i, résoluble en nombres entiers; en d'autres termes, des nombres entiers substitués à u et a~, le premier étant inférieur à P, peuvent vérifier l'équation indiquée, le reste -3 est donc obtenu en divisant par P un seul carré exact entier dont la racine est un nombre inférieur à P, ce carré est donné, 1" directement~ désignons-te par 2" indirectement, par le nombre (P–~)', le nombre est donc placé parmi les restes créés par la série << < < cette place correspond à un dividende quelconque «", et par suite on a l'égalité (a"y-t-3==P.~ qui démontre le principe énoncé, mais alors, dans les conditions établies, le nombre -3 correspond à un dividende 2" le nombre est une racine primitive de P; 3° les nombres P-1 et 2/ï ne sont pas premiers entre eux, donc, n° i2i le nombre –3 n'est pas une racine primitive de P. Des raisonnements analogues seront faits sur les autres équations incomplètes, n" SI, et on aura le résumé suivant

1° Si le nombre P a l'une des formes 8~-)-<, 8y–~ le nombre -<-2 n'est pas une racine primitive de P.

2° Si le nombre P a l'une des formes 8~3, 8y-~ le nombre --2 n'est pas une racine primitive de P.


3~ Si le nombre P a la forme ~2~-t-~ te nomb~ -~3 u'ext pas une racine primitive de P.

4" Si le nombre P a la forme 3y le nombre -3 n'est pas une racine primitive de P.

Si ie nombre P a l'une des formes 5y-}-<, 5y–< ie nombre -)-5 5 n'est pas une racine primitive de P.

6° Si ie nombre P a l'une des formes 20y-{-3, 20<y-{-7,tenombre--5 5 n'est pas une racine primitive de P.

7" Si ie nombre P a l'une des formes 28<}-3, 28<y-19, 28y–1, le nombre -}-7 n'est pas une racine primitive de P.

8" Si le nombre P a t'une des formes 40y-{-7, 40~-}- 40~+49, le nombre –10 n'est pas une racine primitive de P.

9" Si le nombre P a l'une des formes 68y-3, 68y-}-7, 68~-)- 68q+23, 68q+27 68y-~ 68~+39, 68y-(-63, ie nombre–47 n'est pas une racine primitive de P.

Le nombre P étant premier, le nombre –– présentant la même condition, tes conséquences déduites du résume précédent, ou du n° ~i, font connaître, sans aucun essai et dans des cas assez nombreux, une ou plusieurs des racines primitives d'un nombre premier; nouveau fait ù l'appui de la possibilité indiquée à la fin du numéro précédent. Dans !e tableau qui suit, nous admettons que le nombre P obéit aux deux conditions précitées Si !e nombre P a la forme 8y–t, !e nombre –2 est racine primitive de P.

2° Si le nombre P a la forme 8y-3, ie nombre -}-2 est racine primitive de P.

3° Si !e nombre P a la forme de 3~-2 !e nombre –3 est racine primitive de P.

4° Si le nombre P a la (orme de 3~-1, )e nombre -3 est racine primitive de P.

Si te nombre P a )a (bnne 3~+8, t'équation <t*+3=P ..y n'est pas résoluble en nombres entier! n' 8t, par conséquent dans la série «'< «'a' dans iaque))e a représente une racine primitive de P, si on divise chaque terme par P le reste –3 sera appiicaMe à un dividende p

a" or dans les conditions étabties, le nombre –~– est premier, donc les nombres 2/<-j- i etP–i sont premiers entre eux, par suite, n° i2t,ie nombre–3 est une racine primitive de P. h,


!)° Si le nombre P a l'une des formes 5y-)-1, ~–1, le nombre 5 est racine primitive de P.

< Si le nombre P a l'une des tonnes 20y-}-3, 20~7, le nomtxe -j-5 5 est t'acine primitive de P.

7" Si le nomttre P a l'une des formes 28<y+3, 28<y-{-19, 28~–1, le nombre –7 est racine primitive de P.

8" Si le nombre P a l'une des formes 40?-}-7, 40<t-19, 40</+ 23, le nombre t U est racine primitive de P.

')" Si le nombre P a l'une des formes 40<y-}-3, 40~-}-27, 40~-{-39', le nombre –10 est racine primitive de P.

~0" Si le nombre P a l'une des formes 17y-}-3, 17~-5, '<7y~-u, '!7<y-{-7, ~7y-)-~0, 17~tt, 17y-12, 't7~-}-~4, le nombre -t-<7 est racine primitive de P.

H" Si le nombre P a l'une des formes 68q+5, 68~-)-29, 68~-}-37, 68~41, 68</+45, 68<y-{-57, C8<t-M, 68<y+65, le nombre –17 est racine primitive de P.

Les deux énoncés relatifs à -}-t0 et à –-10 du résumé précédent, donnent un principe élémentaire arithmétique, lequel, réuni à quelques autres, constitue un ensemble relaté n° i42; cet ensemble donne, dans un grand nombre de cas, une réponse à cette question si anciennement posée et jamais résolue quel est le nombre de chiffres que présente la période d'une fraction transformée en fractions de l'ordre décimal ?

Parmi les nombres premiers, mis sous la forme 5~-A, les nombres 5~-}-2, ;hy-3 peuvent seuls avoir et ont, en général, la racine primitive -)-5, 1° les nombres premiers dont la forme est soit 5<y-1, soit 5~– sont tels que si l'on pose l'équation M*–5==P. cette équation est résoluble en nombres

On pourrait démontrer ce CM, soit par te résume, n'*tïi, soit par l'examen des formes simultanées que peut prendre )e nombre P, à cet examen sont tiëes les rép<jnses à ces deux Le mh P d. 1 d. p i b 1

questions Le nombre P premier étant donné avec ta condition –~– nombre premier, tes nombres + 2, –Ï, +5, –S, et par suite -{-10, –~ sont-its des racines primitives de ce nombre? remarquons aussi que dans ce resnm'' nous avons dû supprimer les nombres P pour 1 1 t 'l'" p_~ d l, ,bl

tesquets ta forme, et ensuite t'étM premier –– présentent deux conditions incompatibles


entiers, t)" Ni par conséquent si est une racine primitive de P, t-i un tonne les deux suites

Dividendes <«'«' Restes R,K,J,

le nombre 5 a place parmi les restes, et cette ptace correspond i. un dividende en effet, parmi les solutious entières de l'équation M'– 5==P. choisissons les deux solutions u, u, inférieures a t', on a, par exemple, (M,/–5==P. donc le nombre «, correspond u uu dividende «" et par suite Je reste 5 est donné par le dividende donc enfin le nombre 5 n est pas une racine primitive de P, c'est-H-dire d'un nombre premier dont la forme est soit 5'y- soit 5y–~ les nombres premiers dont )a forme est soit 5<y-2, soit 5y-{-3, présentent, en générât, la racine primitive 5; on a démontre, n" Si, que les équations «'–!)==P.~ ne sont pas résotubtes en nombres entiers lorsque le nombre P a l'une des formes 5q+2, 5y-3; choisissons une racine primitive du nombre P, et formons les deux suites Dividendes <r/a' «' 1 Restes tR,R,J,

le nombre 5 a parmi les restes une place qui correspond il un dividende ~*°'+\ et pourvu (lue l'exposant 2w-~ ) soit premier aux facteurs simples de P– le nombre 5 est une racine primitive de P; les exceptions sont manifestement très-rares, et nous pouvons établir la conclusion suivante: le nombre -) r, est, eu général, racine primitive des nombres premiers dont la forme est soit 5<y-}-2, soit S'y-3; 2° te même nombre 5 doit être emptoyé dans le premier essai fait pour obtenir une racine primitive des mêmes nombres premiers précités. Si on fait des raisonnements analogues à ceux qui constituent les premiers développements donnés dans ce paragraphe, et cela en faisant intervenir les équations incomplètes

M'–7==P. K'-}-7=P. «'–-)0==P. ~–')7==P.n"Si; ces raisonnements réunis d cem qui précèdent, donnent le résumé suivant Si le nombre P a l'une des formes 5<}-2, 5~3, le nombre +5 est, en général, racine primitive de P;

2° Si le nombre P a l'une des formes 28y-{-5, 28y-}-13, 28y-)-17, le nom.bre -t-7 est, en générât, racine primitive de P:


Si le nombre P a l'une des formes 7y-3, 7~-5, 7~6, le nombre –7 est, en général, racine primitive de P;

Si le nombre P a l'une des formes 40~-t-7, 40~-}- 40y-}-~7, 4))y-t-), 4t)y+~, 40~23, 40'jf-}-29, 40<}-33, le nombre +<0 est, en généra!, racine primitive de P;

5° Si le nombre P a l'une des formes ~7~3, <7y-t-5, <7<y-)-6, <7~7, t7y+~, t7y+H, 17<y-t-~2, 17~4, le nombre -7 est, en général, racine primitive de P.

Les nombres qui appartiennent à l'étude faite dans le paragraphe procèdent, constituent une partie très-considérable de la totalité des nombres premiers; remarquons aussi que par suite même de cette étude et en admettant soit le double, soit le triple, etc., emploi, ces nombres sont distribues en cinq groupes; et si les principes consignés dans le paragraphe précité n'enraient aucune exception, le problème de la recherche d'une racine primitive de tout nombre premier serait, sinon complétement résolu, du moins très-simpnné, tes nombres pour lesquels le tâtonnement serait encore indispensable, étant alors singulièrement espacés dans FécheUe numérique, il n'en est point ainsi, la duïicutté subsiste, et s'il ne nous est pas donné de la vaincre, n'estât aucun choix à faire dans chacun des groupes; finalement, la question que nous nous proposons de soumettre à l'étude est la suivante est-il possible, dans chaque groupe, de faire un choix particulier utile, une subdivision qui preune sa cause dans une forme secondaire unie à l'une des formes principales et caractéristiques du groupe? La réponse à cette question est afnrmative, et nous pouvons consigner le fait général suivant si de chacun des groupes on extrait les nombres premiers ayant la forme 2".Q- le nombre Q premier*, les exceptions signalées disparaissent, ou plus exactement ces exceptions peuvent être reconnues, comptées, et par conséquent notre énoncé subsiste. La démonstration que nous donnons est, bien que générale, appliquée au quatrième groupe, et cela par deux causes, I* elle emploie des nombres plus élevés; 2° elle offre quelques conséquences remarquables par suite de la sub. division décimale de l'échelle numérique ordinaire.

Soit un nombre premier P ayant simultanément la forme 2".Q-t- <, le nomNous admettons )'hypothé$eQ=i, mais nous exchtonst'hypothese Q==8, et par suite le nombre Q est toujours impair.


bre Q premier et l'une des formes 40y-{-7, 40y-(- 40y-}-<?, 40y-9, 40y+2t, 40~+23,40y+29, 40y-}-33; de la seconde condition il laquelle obéit le nombre P, on déduit te principe suivant si on adopte a racine primitive de P, et si on forme les deux séries

Dividendes <~ «' ~<a'a'a<+' Restes 1 R,P–1.4.P–P-.1.J.1, le nombre 10 a place parmi les restes, cette place correspond à un dividende < dont l'exposant 2/M-~t est inférieur a 2".Q, n° Si et numéro actuel; et si les facteurs simples de cet exposant sont étrangers au nombre premier Q, il est manifeste n° i2i que le nombre 10 est une racine primitive du nombre premier proposé; or, admettons que le nombre 2~-t-l soit un multiple du nombre y; admettons par conséquent l'exactitude des deux égalités 2~-H==(2~)Q, Reste <!<==~0;

de ta on déduit Reste <:<~+*= Reste a"

et par suite de la condition a racine primitive de P, on a finalement t'égatité Reste <t<==t, ou [B] ~0'*–== multiple de P;

ainsi cette règle générale, le nombre-)-10 est racine primitive des nombres qui ont la forme 2°.Q-)-<, le nombre Q premier, et l'une des (ormes 40y-~7,40y-t- 40~7,40~9, 40y+2~ 40~-23,40~-29, 40~+33; cette règle a des exceptions, lesquelles sont applicables aux nombres premiers qui, aux conditions indiquées, unissent la condition caractéristique d'être sous-multiples du nombre 40~–'<, la recherche de ces nombres implique donc celle des facteurs simples de 10'"–~ or, l'état actuel de la science numérique, l'absence de caractères distinctifs des nombres premiers, les difUcuttés et souvent les impossibilités que présente la décomposition d'un nombre quelconque en ses facteurs premiers; tontes ces causes constituent dans le moment présent, et paraissent devoir constituer éternellement dans l'avenir un obstacle qu'il n'est pas donné à l'intelligence humaine de surmonter, un obstacle tel qu'il ne sera jamais permis de connattre la loi générale qui gouverne tous les nombres P convpnabtes l'égalité [B]; nous pouvons néanmoins, et dans les limites ordinaires.


en ntitisant quelques fois sur les racines primitives, to~ qui diminuent le nombre des essais rotatifs a ta constatation de t'état premier d'un nombre dont la forme ~est ~–~ nous pouvons préciser les cas particuliers d'une circonstance dont t'état générât nous échappe on a les égalités )0'–')=3'.H, 10'–==(10'–1)(tO'+1)=3'.11JO~ 10'–1=~0'–))ft0'+1)==3'.11.73.<01.<37,

10"-1==(10'–'),)(10'+1)=3'J1.)7.73.101.'<37.588MM, 1 0"–1 ==(1 o'–l ) (1 0" )==

==3'.H.17.73.tO<37.3M.~9.64t .~09.69857.5882353,

ta s'arrête, là dû s'arrêter, cette recherche numérique pénible, ce tableau montre que parmi les nombres premiers inférieurs à <0000 et offrant les deux genres déformes précitées, les nombres premiers~, 137, 353 restent seuts étrangers à la racine primitive 10 la démonstration précédente étant appliquée au groupe tié au nombre 5 en tenant compte des égalités .–1==C.')–1)(5-(-~=2'.3, 5'–1==(5'–)(5')=2'.3J3, y–1==(5'–1j(5'+t;=2".3.t3.3~,

5''–')==~(5'i=2'.3.13.-)7.3t3.-H4~,

y'–~==(5"–!)(y-}-~)==y.3~3.7.3)3.2593.1l489.2942304~ on reconnait que parmi les nombres premiers inférieurs a 10000, et offrant les (ormes précitées, le nombre premier 13, est seul étranger !) la racine primitive 5 finalement la démonstration précédente faite sur ffs quatre groupes, les restrictions stipulées bien comprises; nous pouvons établi) le résumé suivant, dans lequel Q est premier impair, résumé qui doit être tié a ceux qui sont indiqués sur le même sujet dans les deux numéros qui procèdent.

Si je nombre P a la forme 2'Q-}-1 (te nombre Q premier) unie à 1 une des tonnes 5<y-2, ~3, te nombre -}-5 est une racine primitive de P. Si le nombre «''–1 renferme le facteur simple P, le nombre P–< est muttiptc de A, n° i09, ainsi les facteurs simples du nombre < sont des nombres premiers dont ta forme est M:~+~


Si le nombre P a la forme 2°.Q-t-1 1 (le numhre Q premier) unie il t une des formes 28y-)-5, 28y-}-<3, 2~'y-t7, le nombre -7 est une racine primitive de P.

Si le nombre P a la (orme 2"Q-~ 1 (le nombre Q premier) unie a l'une des formes 40~+7, 40y-~7, 40y-}-<9, 40y+23, 40y+29, 40y-{-33, le nombre -{-~0 est une racine primitive de P*.

Si le nombre P a la forme 2°Q-}-1 1 (le nombre Q premier) unie à l'une des formes ~7y+3, 17y+5, <7<y-}-6, 17y+7, 17~+~0, ')7~ ~7y+~2, <7y-14, le nombre -{-'t7 est une racine primitive de P

Si Je nombre JI a Ja forme 2"Q + ~e nombt'e Q prenner' unie a l'une des formes 7y-}-3, 7~5, 7y-}-6, le nombre–7 est une racine primitive de P.

141. Parmi les nombres premiers peu élevés dont on peut prévoir le rôle de racine primitive relativement à des nombres premiers donnés, nous avons, en conservant le raisonnement général, appelé plus particulièrement l'attention du lecteur sur les nombres -~0 et –~0 ie motif de cette direction est manifeste; aux principes liés à -{-10, à cette base de notre numération, essayons d'ajouter encore une remarque; nous ne pouvons donner à ce qui suit un autre titre; cette remarque a deux causes d'utilité, 1° acceptée à t'état général, c'est-à-dire abstraction faite du nombre tO, elle peut venir en aide à cehnqui, plus tard, recherchera quelques-unes des relations qui unissent les nombres premiers aux racines primitives de ces mêmes nombres 2° restreinte dans les conditions imposées par le nombre 10, elle nous permettra d'agrandir quelque peu le cadre qui limite nos observations sur les périodes décimâtes. Reprenons quelques faits établis dans le numéro actuel si le nombre premier P a l'une des formes

40y-}-7, 40~-}- 40y-}-17, 40y-19, 40<y+21, 40q+23, 40~+29, 40~-33,

le nombre -~0 est en général, une racine primitive de P; les exceptions Si on excepte le nombre <i, on reconnait qu'il n'existe pas de nombres dont les formes soient 40~-t-id ou 40?+2i et 8*Q+<, le nombre Q premier. L'une des formes 40y+ 7, -t0y+i9, 4<(-23 unie à la forme 2"Q-~ 1 (le nombreQ premier) amène )'pga)itc /<==!. L'egatite if*–t ==9'.3'.S.Mmontre que le nombre 29 est une exception & la loi genératt;.


sonttres.raresetsi le nombre P peut, ù l'une de ces conditions caractéristiques, unir ta forme 2".Q-t-<, le nombre Q premier, les exceptions peuvent être prévues, notées; finalement ces exceptions se réduisent aux trois nombres t, ~7, 353 pour tous les nombres premiers inférieurs à ~0000; admettons actuettement que le nombre P, offrant d'ailleurs une des formes précitées 40y-{-K, présente la forme 2".a. les nombres a et premiers absolus, le second étant, par exemple, supérieur au premier soit a une racine primitive de P, et formons les deux suites

Dividendes a" a' a' «' <ï' <ï' a'

Restes 1 R,H.R,P–).

le nombre -{-t0 occupe, parmi les restes, une place qui correspond à un dividende a~' dont l'exposant est impair, n* Si, et si le nombre ~0, 't° ev<, 2" n'est pas une racine primitive de P, l'exposant 2/M-}-~ 't° est, 2° /c~/vM premier à P-1 n* i2i or, dans le second cas, constatons que cet exposant 2/M-t, alors non premier il P–t; ne peut être un multiple du produit <.p, au moins si le nombre P est inférieur à <0000; car l'égalité Reste de a<==~0 amène l'égalité ~0~–~=~:P conclusion que rend inadmissible le tableau précédent des facteurs simples d'un nombre 10"–~ ainsi, dans le second cas, le nombre -10 sera un des restes donnés par les dividendes de la série suivante, laquelle offre deux groupes

«' N" M~ < M< <!t*

de l'égalité, par exemple, Reste <ï<==~0, on déduit 10~–<==~!L.P; concluons de ces raisonnements que l'indication des nombres P, ayant les formes précitées 2".((.P-~ et 40~-{-K, et en même temps étrangers a la racine primitive-p<0, que cette indication serait nettement établie, si l'un connaissait la loi des nombres premiers; concluons aussi que si le nombre premier P a les formes indiquées, on peut chercher les restes des termes 10' <0* et à t'état, 10 1 de l'un de ces restes; 2" étranger à 1 des deux restes, correspondra la conclusion, le nombre 10, r n'est /~j, est une racine primitive de P.

i42. i! nous parait difficile d'établir le maximum d'essais que peut exiger la recherche d'une racine primitive d'un nombre premier proposé, toutefois ce


maximum ne peut être étevé et plusieurs considérations peuvent non prouver mais motiver cette assertion <" les diverses circonstances auxquelles doivent obéir les nombres soumis aux essais, ces conditions énoncées dans toute la partie précédente ne sont pas fortuites, elles sont fatales, se présentent toujours lorsque l'on agit avec une racine primitive ou même lorsque !'un des pro. duits 2 à 2, 3 à 3, etc. des nombres déjà soumis n l'essai est racine primitive; 2" le nombre des racines primitives d'un nombre premier est toujours considérable; 3° parmi tous les essais cités, suit dans cette étude, soit dans la table qui suit, ceux qui exigent plus de deux essais, sont fortement espacés dans t'échette numérique; c'est-à-dire que cette dernière rareté, qui favorisait l'ensemble de nos calculs, se présentera toujours dans la suite? Non sans doute, si les probabilités, si les analogies ne sont pas, en générât, de mise dans les raisonnements mathématiques, cette loi est impérative dans la théorie des nombres; toute preuve, dans cette partie, doit être rigoureusement pure d'expériences numériques, l'oubli de cette loi a amené de cruels mécomptes tel théorème qui paraissait solidement établi a été brisé par un fait numérique capricieux; néanmoins nous croyons nous tenir dans les limites d'une sage réserve en admettant que, dans la recherche d'une racine primitive, quelques nombres à peine demandent quatre essais successifs.

DE LA TRANSFORMATION D'UNE FRACTION ORDINAIRE DITE ANCIENNE, EN FRACTIONS DE L'ORDRE <, ET PLUS PARTICULIÈREMENT EN FRACTIONS DE L'ORDRE DECIMAL.

i43. On nous rendra la justice d'admettre que nous ne pouvions avoir l'idée de faire un examen complet de la question comprise dans le titre actuel, question dont l'ensembfe parait dépasser les forces intellectuelles de l'homme ces préliminaires acceptés, qu'on nous permette de donner un résumé de l'état de la question, en réunissant aux principes déjà connus tes quelques rares conséquences déduites des faits précédents, conséquences qui déjà certes ont du apparaître à l'esprit de celui qui nous a suivi dans l'étude de toute cette partie.

Étant donnés deux tmmbrcs entiers H et e, si on divise par H chaque terme de la série <*<' {* {" tes divers restes, plus ou moins nombreux, donnent par ordre la suite 1 R, R, K~ R, R, si le nombre H .,w


ppéaente, à t exetuMon de tout autre, un ou ptusieups facteurs simples de e, ces facteurs étant d'ailleurs étevés à des puissances égales ou diverses, le ww~e (les <tw/o~j est limité,. to dernier dividende est e', la lettre daignant un tacteuretttier//<<w«<w toujours admissible, lequel facteur muttiptiant chaque exposant des facteurs simples de t, donne, dans la série des dividendes, le tfrme (lui, ocoupant le plus faible rang, est exactement dhisihte par Il si le nombre H présente des facteurs simples étrangers à ceux du nombre e, le /tw/<' ~/EM ~'t'Mw/<-< <7/M7~; par conséquent les restes étant ~w intérieurs a H, ne peuvent /<M4 être différents, la reproduction nécessaire d'un des restes R, déjà obtenu, amène successivement dans l'ordre primitif, la reproduction de ceux qui, dans la première série d'opérations, suivaient le reste n~; cet état périodique des restes reparait indéntmnent, et l'on comprend que l'ensemble présente deux circonstances distinctes.

t" Si les facteurs simples de H sont les uns égaux, les autres étrangers aux facteurs simples de le premier reste reproduit R~ correspond, dans la première série d'opérations, au dividende la lettre M indiquant le plus grand des exposants anectés à ceux des facteurs de H, que l'on retrouvait dans t d'ailleurs l'état périodique a lieu indéfiniment, séparation faite des restes qui, dans la première série d'opérations, précédaient le reste R~. 2° Si les facteurs simples de H sont /M<~ étrangers a ceux de a, et, par exemple, si le nombre H premier absolu est premier à t, le reste reproduit li. occupe la première place dans la première série d'opérations, l'état périodique tndénni a lieu, et tous les restes d'une période sont différents. L'examen complet, soit du premier paragraphe, soit de la première subdivision du second, est consigné dans tous les traités sur la matière; ainsi laissant de côté ces deux points, essayons de jeter quelque lumière sur le troisième, lumière certes bien faible; mais qu'on veuiMe bien se rappeler que dans cette direction tout est obscur, et puisse le peu que nous apporterons f~ctairer un esprit plus sagace constatons d'abord deux faits qui n'ont pas besoin d'explication, ~° toute période de restes R, R, R, R~ R, donne lieu à une période de quotients Q, Q, Q, Q. Q, en remarquant que l'inégalité certaine de tous les termes constituant la première n'amène pas nécessairement cette inégalité dans les termes de la seconde; 2° la période, soit de restes, soit de quotients, donnée par la série <* e' <" <+' cette période est modifiée dans sa valeur absolue, mais non dans le nombre de ses termes, n* i09, lorsqu'on muttiptie chaque terme de la série <' <' <<


par un nombre premier a < or, notre émde est, à TexctuMOM de toute autre, t'exxmen du nombre de termes de la période donnée par la transformation en fractions de l'ordre e d'une fraction irréductihte ainsi nous simptinerons cette étude en admettant, et) générai, l'hypothèse A==~ enfin le nombre Il premier a e présente deux cas, 1" premier absolu désigne par P: 2" non premier absolu et désigne par M.

f CAS. Le nombre P premier absotu

1 Tous les nombres premiers étant représentes par ia (brmu)e 40~)- K, le choix fait parmi ces nombres, de ceux (lui obéissent à la condition *L~. i nombre premier, donne les é~a)itésK==3,K== 7, K==~9, K==23, K==27 K=39; or, on a démontré, n° i40, que dans ces conditions les nombres -~0 e) –'t0 sont des racines primitives, le premier des nombres 4(~-7, ~Oy-~9.40y-{-23; le second des nombres 40<)-3, 40y-27, 4U~-t-39; on a donc le théorème suivant

ÏH~OBÈMJ!. Si on réduit en fractions de tordre décimât une fraction le nombre P ayant les deux états P et ~–i t nombres premiers absolus le nombre des chiures de la période, soit des restes, soit des quotients, est lié au reste de la division du nombre P par 40, ce nombre de chiffres est ou P– selon que le reste de la division est ou M'f~ multiple de 3. 2" On a démontré, n° d40, que le nombre -}-<0 est une racine primitive des nombres premiers P, qui ont la forme 2". Q-)- ), le nombre Q premier, cette forme unie à l'une des formes précitées 40~7, 40y-}-!7, 40~-f-~9, 40y+ 23, 40y+29, 40y-)-33, de là le théorènne suivant

Tm~oHi'M):. Si on réduit en fractions de l'ordre décimal une fraction te dénominateur P premier absolu présentant et la terme 2°.Q-~ le nombre Q premier, et l'une des formes 40y-}-7, 40~-}-~ 7, A0y-{-19, 40~-23, 40y-(-29, 40y-)-33; le nombre des chiffres de la période est /WMW//WK, c'est-à-dire estP–

Dans les deux cas, nous admettons que les facteurs sitxptes des dénominateurs sont étrangers aux facteurs simples de t.


3° Les nombres premiers P qui ont l'une des formes 40~7, 40~ 40~+~7, 40y+t9, 40y+2<, 40~+23, 40~+29, 40~+33, unie a t.. forme 2".3'Q -{-<, le nombre Q premier, ces nombres donnent quelques faits qui ont leur intérêt.

THEOtutMK. Si on réduit en tractions de tordre décima) une fracti't)) “, le dénominateur P premier absolu, ayant l'une des formes précédentes 40~4-K, u))ieM it la forme 2". 3P. Q -)- le nombre Q premier; le nombre des chiffres de la période est//«/ en effet, si, dans les conditions établies, on choisit « racine primitive de P, si on divise par P chaque terme de la série < a* <ï* «' le reste 10 correspond à un dividende a*+', dont l'exposant est impair, n" tH et 140; or, on a Reste de lO' et la période de la série 40" '!()' t0' étant un diviseur de P-1, n" 109, ce diviseur ne peut être impair, car des égalités Reste de ~+'==10, Reste de ~0*==~ on déduit Reste de <t~+'='t, 1 conclusion que l'état hypothétique de rend inadmissible. Dans les conditions actuelles, le dividende ~< lequel donne le reste 10, ne peut être un multiple de Q; en effet, de l'égalité (2~)==(2S-~Q on déduit ~–<==~:P, égafité impossible, au moins pour tous les nombres premiers P indiqués et inférieurs à ~0000 si donc cet exposant 2~) n'est pas premier it P-1 on a2A~-1=3(2V-{-t), par suite Reste de 10'= <, et la période donnée par la série <0* 10' ~0' est un diviseur du nombre 2".3~Q; de là les corollaires suivants

CoROLLAtRE. Si ou réduit en fractions de l'ordre décimal une fraction p, dont le dénominateur présente l'une des formes précitées 40~-}-K, unie ù la forme 2°.3~.Q le nombre Q premier, le nombre des chiffres de la p~

période est ou P–1 ou –~r"' l'état minimum de t étant l'unité. 2' Conot-LAtRE. Si, aux conditions générales précédentes, on unit la condition /)==1 le nombre des chiffres de la période est ou maximum, c'està-dire est P-1, ou est un nombre pair premier au nombre 3. 3* CoMM-AtM. Si, à l'ensemble des conditions actuelles, on unit la condition /t==1, le nombre des chim'es de la période est P-1 ou ––. S! on exclut la condition anormale Q==i le nombre 486<, cafactenM par t'cga!tté Q=5, est la seule exception que pWsente t'impossibitito énoncée dans le texte.


On a démontre que si un nombre premier P a l'une des formes 5c-4-2, 5~3, unie a la forme 2'.Q-{-<, le nombre Q premier, ce nombre P, t'a a la la racine primitive 5, n* i40;2° a la racine primitive 2, n° IS8 de là, et sauf les exceptions relatives a 5, exceptions indiquées 0" i40, on déduit le théorème suivant

'i'HEORKMt!. Si on réduit en fractions de l'ordre décimât une fraction p le dénominateur Payant la forme 2*.Q-}-<, le nombre Q premier, unie à l'une des formes 5y-{-2, 5~-{-3, le nombre des chiures de la période est –– t P–<

ou-

Un examen attentif de l'ensemble des faits retatés dans toute cette partie, amènerait quelques principes analogues aux deux derniers, c'est-à-dire quelques faits qui n'ont pas le caractère impératif, que l'on trouve dans les premiers théorèmes de ce numéro néanmoins on comprendra que ces faits ont facilité les calculs de la Table dernière consignée à la fin de cet ouvrage, Table qui donne, dans la limite 10000, le nombre de chiffres de toute période donnée par une fraction P transformée en fractions de l'ordre décimât cette 'fable nous permet de présenter l'étude pratique du second cas de la question générale posée dans le numéro actuel.

2* Cjts. Le nombre B non premier absolu.

THEOR~MK. Si on réduit en fractions de l'ordre e une fraction B te dénominateur B présentant divers facteurs premiers P, Q, R. premiers entre eux, et étrangers aux facteurs premiers de e; et si les périodes données par les fractions p, ont un nombre de termes désignés par les lettres~, q, r. !e nombre de termes de la période primitive est le plus petit multiple des nombres p y, en effet si la lettre .t désigne le nombre de termes de la période inconnue, si les hypothèses sont admises, on a les égalités

<'=P.H-}-1, <<==Q.K~-1, ~==R.L +1. t'=B.V-(-<, le nombre .c doit, n" 109, être multiple de chacun des nombres p, q, il est donc le minimum muttipte de ces nombres.

THËOB&ME. Si on réduit en fractions de l'ordre e une fraction 0 dont le


dénominateur 8 est le carre d'un nombre pretMiet P, si on désigne par te nombre des terme:, de la période donnée par la fraction te nombre (te tenues de la période primitive est ou ou /P désignons par te notuttre des termes de la période inconnue, admettons les hypothèses, on a les deux '~alites

ICI ~==P.S +< [DI ,'=p..T

le nombre -r est multiple de n" 109, par suite deux circonstances peuvent se présenter

r Si le nombre S est muttipte de )', l'égalité [C] prend la furme M t'==P' e

et aucun terme < /< ne pourrait vérifier l'égalité t'==PT<-t-<, ainsi dans cette circonstance la fraction j. donne une période de~ termes. 2" Si te nombre S est premier u P; élevons à la puissance P chaque membre de l'égalité [C], le résultat est

<=(P.S/+P(P.S)'+K(P.S)"+.+K(P.S~P(P.S)+t, chaque terme du second membre, moins le dernier, est divisible par P, on a donc !'egaiité.=P'.M-~ et remarquons bien que le nombre des termes de la période de la fraction doit être un multiple de P; or, si on élève les deux membres de l'égalité à une puissance p. l, multiple de p, mais inférieure a~.P; tous les termes du développement, moins les deux derniers, seraient divisibles par P', donc l'ensemble, moins le dernier qui est l'unité, ne serait pas divisible par P, le résultat ne-vérinerait pas l'égalité ~.< == p. ~p finalement te nombre des termes de ta période donnée par la fraction est~.P.

Nous pourrions donner à cette démonstration un caractère plus générât, c'est-à-dire examiner la transformation en fractions de l'ordre < d'une fi'ac.lion p,, le nombre P premier absolu; mais cette recherche, d'un intérêt secondaire, peut être remplacée par une autre dont le caractère est pratique admettons l'hypothèse <==~0, et nous aurons les faits particuliers suivants <" Si on transforme en fractions de l'ordre décimal une fraction


le nombre P premier absolu étant inférieur ù 4000; 2* si on désigne par p le nombre des chiures de la période donnée par la fraction p si on excepte les nombres premiers 3, 487 le nombre de chiffres de la période inconnue, c'est-a-dire de la période donnée par la fraction p;, est le nombre entier/<.P; l'alternative remarquée dans le principe général dispara! en d'autres termes, 1 l 'd d, 1 fi 'd' A A 1 tes périodes données par les fractions dites anciennes p,< o,. etc., les nombres P, Q, premiers et intérieurs a ~000 appartiennent a la seconde cir. constance indiquée dans le paragraphe précèdent; les deux exceptions sont caractérisées par les égalités

[F] ~'=3'.U- JC] ~=487'.V- i on peut remarquer que les nombres U et V sont premiers à P; si donc on transforme en fractions de l'ordre décimal une fraction dont Je dénominateur vérifie l'égalité B==P% le nombre P premier, et si on conserve les notations précédentes et la condition P<~000, le nombre des chiffres de la période est y. P', on a effectivement l'égalité

~==P.T

t'étévation ù la puissance P de chacun des membre donne les résultats <0'= (P'.T/+P(P'.T)' -~K(t~.T)')- -}-K(P'.T/+ Ï'(P'.T)- ~=P'.M

on prouverait, comme plus haut, que toute puissance l, inférieure à P, ne pourrait vérifier t'égattté ~0'==P'.N-~ finalement, si on tient compte, 1° de l'hypothèse P, nombre premier inférieur a ~000; 2° des exceptions que présentent les nombres premiers 3 et 487 lorsque la fraction proposée est A A on peut établir le théorème suivant

est .–, on peut établir te théorème suivant

THÉoniiMK. Si on transforme eu fractions de l'ordre décimal une fraction le dénominateur B vérifiant l'égalité B=P\ le nombre P premier absolu, et L'anomatic prt-sentpe par le nombre <87 parait due au facteur 3, car on a t'égatitc <87–<=9.3\


si la fraction auxitiaire donne, après transformation en fractions de l'ordre décimât, une période contenant p chiffres, le nombre de chiffres donnés par la période de la traction est P*

t~oftOLLAUtË Si on transforme en fractions de l'ordre décimai une fraction le dénominateur B vérifiant r~gatite B==P".Q'. R" tes nombres P, Q, R. étant premiers absolus si les lettres p, y, r. désignent, par ordre, le nombre de chiffres des périodes données par les (factions le nombre de chitTres constituant la pérx'de primitive, c'est-à-dire la période de la fraction est indM}ué par le muttipie w<wM//< des nombres ~.Q", /R-

i4/ A la fin d'un trayait, dans lequel nous croyons avoir surmonta quelques di{ncuttés sérieuses, on pourrait nous demander compte de t'as.sertion émise n° 126, sur le lien qui parait unir les racines primitives aux nombres premiers; ce lien que nous avons entrevu n** i40 et i4i, nous a été utile pour opérer certaines décompositions des nombres <0"–') en facteurs premiers, mais nous ne pouvons, à la question générale, faire qu'une réponse indécise; toutefois la question est importante, nous ne l'abandonnons pas, et si les résultats consignés dans cet ouvrage, paraissent mériter approbation, paraissent devoir entrer, partiellement du moins, dans l'enseignement ordi. naire, nous étudierons avec plus de zèle les diverses circonstances que peut présenter la question si anciennement posée, et quelques notions sur le mécanisme des nombres, notions puisées dans les nombreuses opérations numé. riques que nous avons dû faire, nous permettent d'espérer que cette étude ne sera pas sans quelques fruits.


TABLE

CONTENANT UNE RACINE PRIMtTtVE POUR TOUS LES NOMBRES PREMIERS P, COMPRIS ENTRE 1 ET 10000.

Rappelons les énoncés des divers principes qui ont donné les racines primitives consignées dans cette table

1 Un nombre premier dont la forme est 4Q- 4, le nombre Q premier, a la racine primitive-}-2 (n° i58).

2" Un nombre premier dont la forme est 8Q-}-1, le nombre Q premier, a la racine primitive -3 (n° ~59).

3° Un nombre premier dont la forme est soit 6Q-<, soit 8Q-}- le nombre Q premier, présente une racine primitive qui peut être obtenue sans taton.nement par la méthode indiquée (a** 152 et i5S).

4* Si un nombre premier dont la forme est 2Q-{-1 le nombre Q premier, n'a pas la racine primitive a, ce nombre a la racine primitive (P–a). 5" Un nombre premier P dont la forme 2'Q le nombre Q premier, est unie à l'une des formes 5y-}-2, 5y-(-3, a la racine primitive -j-5 (n° i4C). 6° Un nombre premier P dont la forme 2"Q-)-1, le nombre Q premier, est unieat'unedes(brmes28~-}-')7, 28y-{-5, 28~3, a la racine primitive +7 (n'i40).

Un nombre premier P dont la forme 2'Q le nombre Q premier, est unie à l'une des formes 7y-t-3, 7y-t-5, 7~-{-6, a la racine primitive-7 7 (n" i40).

8" Un nombre premier P dont la forme 2'Q + <, le nombre Q premier, est unieat'uue des formes 40~+7, 40~+~7, 40~+~9, 40<?-23, 40y+33, a la racine primitive -{-10 (n*' i40).

9' Un nombre premier P dont la forme 2"Q-)- le nombre Q premier, est unie à l'une des formes ~-{-3, <7<y+5, ~-+6, <7<y+7, ~7~0, 'f7y-{- ~7y-t-'t2, <7q-~ 4, la racine+17 (n"i40).

<<)'' Si des nombres a, c, etc. ne sont pas des racines primitives d'un nombre premier P (un calcul indiqué n* i54 répond a cette question), l'un des produits, <~ par exemple, est-il une racine primitive de P?

H* Un nombre premier P dont la forme est soit 5y-t-2, soit 5%-}-3, présente, en général, la racine primitive -{-5 ce dernier nombre doit, dans ce cas, être employé pour le premier essai.


<2° Un nombre premier qui a Fuoe des bttuex 28~a, 28<t~, 28y-{-)7, a, en ~nerat, )a racine pritHitive -}-7.

Un nombre premiec qui a rune des fn)-m< 7~+3; 7y-{-5, ?<}. 6, a, en gênera), )a racine primitive 7.

!4'' ~n no)t)b)-e prentiertjui at'une des <brmes4~-{-7, 40y-)-H, 40y-}-)7, 40~19, 40~+2~ 40~+23, 40~-{-29, /{-3,a, en g~ra!, ta racine primitive 4-~0.

~5° Un nombre premier qui a rune des formes <7<y-}-3, 17~-}-5, ny-6, ~7+7, ~y-~O, t7y+~, ')7y+<2, <7y+14, a, en gênera), ta racine primitive-)-! 7.

Nn-M. Dans taTaMe qui suit, te signe–, ptacé devant un nombre, indique que ia Moine primitive est )e eomp!ment & P de ce nombre. ExM. Le nombre -}-~ est une racine primitive de 47.

i! ii! S' s! s d n ~i Ii S~g !B R ô 7 Il. I~ I~ st < l!ll!M~~li~ p, w~ lU 757 OUI -M7 557 a 7N) 7 M7 7 ~M9 t)4)t< j 7 S S t r. 11 5 M" 3 7M )(.)!! 6 1237 5 1487 -:t \1 /07 787 11 t 17 3 173 \1 «à J ~1 8UU -3~77 .«M j \1 –~ t8) j 379 j( j~ 811 fu33 5)MU 'tt« 1 2 -3 2 7 '"M 'MM .5 H 7 6 "=' bil 7 499 J 3 2 M 20 ~° 830 -2 ~'M!' M X u "M,3M tu< 5 53 2 \1 M =' «M 'M? -!<M7 ~)M7 <. 2 "M 9 it t3). -M< M "=' <- 'M' M'MO MO 7< ~7 &'M3 S -3 7 443 6 CM ï ~) 3 HM 6 1301 7 M7 ) 1 ° "M H83 ,< J :t ~1 -i' 9)979 S)))..? «t 5 <- 1000 7 8V 3 200 7 463 <- 6 -3 « <9M 7M n.9 ? <~ -N~M 9,9). t "M 6 «M 3)Mt 1 3 487 "M -3«i!7 6 M7 ft.!)7 "7 t 9M .M Mt 3 M. .“ 2 1429 0 ?. a \1 -2 7 = 7 M7 r, 6 307 -M 6 3 -3 2 "M 3<~7 -ï)0<)7 ~2 M' ~t a <M) <) ~< < 6M 7 "? <- '0 ~7 '3 '<M 6 fav 3 983 –9 ta<7 t«M 3)M7 6


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ÉQtJATtON ~-t-==52t/. (Voy.ten'MZ.)

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HKSOU;'no:\ Ut: L'ÉQUATfON ~-}-3==P. (\<.y.)es.M<-ttS2.: A )a tettt-p P, o)) a substitue succ~sitentfMt tous les nombres premiers compris t-ntre <'t )000(J et ayant ta (u)tne HQ-1 )e t)omb)f Q p'emx'r. t~ so)u.tion «,, de tV(}uat:un particniie<-e «'3==P.~ est obtenue par t'éprouve indiquée n" 47, épreuve tiée au tabteau VH, n" 4M. Du nombre «, tm~air et ioferieuru P, on déduit une racine primit~e de P. En eftet, ')" en a, n'' <5t!, R,==s, =="L±J.; 2" te nomt~re s (M" i32) est connu par ia recherche des t'êtes donnés par les dividendes 2~, 2~, 2~, 2~; 3° te produit ss,, diminue, s'il y a tieu, du multiple de P, donne (n" i5~) une racine primitive de P.

g RRCNERCHF RECHERCHE a

§. ÉPREUVE. SYSTËME.son.-non. ) RECHERCHE 3 FPRF~UVE, sosTé>~w.sol.r~rl~rr. U'UStKtCtXKfR'MtTtM. S s a< a.. = .+.3 ~= <"= "= ;~= 43 ta = )!t'4.t=3 r= <"= <:<<= )att,=S,= .s– 41 ,M: = :3 "= ".= ~= s !t~ M3. == «'+a'.a 3~-t= « .= <. <+~= 9~= "= ~= ~~=; '? ,M :M 283. = )e'4. !~+)= <e M= 6 <t'+t= My= "= SMK,= 8!) K. 4.. lü8 <M <M.«= <)«'+('< u ~= i!< '.= M..=~i3 K,=S,= 173 S 4t9 499. 7= 69'+~.=) ~.+t= M <.= M .'+~= <"< r= MM .= t7' .= ~=~= <" S~ M? C49 tM. 7.= O~'+i'.a ~+)== U') n=::)< ).'+<== )MM)'== 7044 "= S!!). «,=:aM ,)~ tMM )MH.<e=)M'+!H -~+)=)0!) “=!<) <+<== MGt~= )~'a "= <MM,=7Ht R.-S,=.~) S~ 7RG <Me )570. M= M0'+)' ~= M "= ~='3~ .=S.= "M S~ )M7 )M7. t= 4~ ~+'= M ~= 13 .'+~= <~ ~= na .= M.. “.= MX ,=S,== M. h= M~ tM. )M9. 7= tM'+!~ ='"+'= 'M .= M .'+r= !)(. ~= M<33 «i= MM .,= M) K. M' MO.! M0a.<e9=«)0'+3'.3 ~+)=<W a=)M <+~=taMir= 9'3<" "= Mft.X )..==!) R,=~C S~~t 'M MM MM. )S== nf+)'.3 a ~= '=' "= ".=! ~=°'=" Y nM !nM !i7M<M=:a57'+t'3 "'<' "== eM.=Gf.7 R,=S,=. S- J "M ~MM.4~ ~= ""= <=-S= 3<M!)<MJM.=M<+)'.9 y n ~= 'M 7~= M'. ~=~=~ ~= MM a..7.<8<=M.'+.3 · u ~= '<" "= '=~' '='~= i5M <M7. S=)<7'+~.3 S<+)~)n ~=-M n'+f= :Mt7~= 'et") .= 07M.=~=S,= ta S= ~M MM MM. 7= )M'+~ ~+'= 'M "= M "'+'== r= "«-M '== "'M< '.=f' "'=~= ?~ ~=' .~8 <«)?<) OU70. 3= )3!+f.a !.+)= t;t. n= 07 «'+.-= 4<M f-= <3<7e "== "ff'f .==:H07 R;=S,=)~.< "r- ~H 709. 7M..<~=n")'+~.3 ~-t=)M) <.=m .'+~tMMt. ~-= «MMCM ~'<7M~ ~j; 0 798T 7937. R1.901P.1-It.3 n y` 81 a- 4nR a; 7.d0 Rm:S,=aiü6 S= 2 iG3U 7~M 796a~e7~77C'+a't 3<(=f77t .=tM <+r=ar,)06: ~)9900M4t ~=<OMM:t "'=~ ~7~7.W=tM:'+)' ~= < "= 'M.=HM ~=~.=.t'L S~ MM M)t7.<5<!=ttM'+t'.t <M ..= f'7 ~="7 ~= M' S_ H707 ))707.tM=ft7'+AN ~+)=!!t7 <.=t7:t <+f=M97M~-=M"<MM "=<i7M.=tS~7 .=S.=J~< )t7<9 M)N. <0= <07'+f.a ~+'= <"7 .=:M3 ~+~= <~X /= T' "== M"~ ~,=<M; "'=~ S= M":i M.7 M.7.5)~!))~t'+'3 /= "= "'=- X'=~ X'. M M()t7 «M. 07= et4'+<t ·, ~= "7 .= c" .=~<3 K.=S.= U< S~a 9<MM<)a!!«ï=ta.~+.t'.3 3«+<=)"7 <.=.M ~+~=af)<70~-==SM74«< M=n)«!7M.='!)i~ )t.=!=.)4tt S-etu)


HESOU'noN t)ES ËQLAfiOMS «'+3=P. ~==P.<. (Voy.)anotedun°t52.)

<* A la Jettte P on a substitue successivement les nombres premiers compris entre t et <000&, ''y.mt )a fbt'tne )2Q-}-<, le nombre Q jx'etnier; le systente-sotutton « de chaque fquatiuo tM) ticutiefe «' + a == P. t, faH d'abord coMn~H-e (e nombre «, itMpaif intfrieut' a P, et ~ppticabte a l'inconnus géneraff M, ensuite te notobre Rt ==:t ==

3

Dans l'équatian X'-r-==P. Héc à ('~uation «*-)-3==P.jf, on a substitue à r !e nombre P– et le syi.teme.sotxtion X, applicable l'équation transformée X'-t-(P–.c,)==P.~ 'tonne, n" ISS, t'ga))té X,=s,.

a° Le nombre s Mt donné par la recherche de la division par P des dividendes S" 2" 8'" S"' 2". t° Le produit s.i, diminué, s'il y a lieu, du multiple maximum de P est, n'' ~SS, une t'adne pritxitivedcP.

'?" C RECHERCHE "S) G N:QUAT1UNS BT F:pREt'VFS. SYST~\I1T.-SOf.UTI01V. RECHERCHE Ô 3~ ;¡¡ HQUATtONS ET KPREUVRS. SYSTMME-SOt.UTtON. t''UMMCt)tB)'BMtnM. 3g 0 E a ¡; .-3 "'+a =:tr.7~-

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!)tiHj! DK LA RËSOLC'nON DES ÈQLAHOKS ~-t-3==P. X'+/==P.<.

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