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Quelques Calculs

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Quelques tables relatives à la distribution des nombres premiers

Tables utilisées dans Le plus grand facteur premier de la fonction de Landau. (avec J.-L. Nicolas).

Calcul de la fonction de Landau

Landau's function for one million billions, with Jean-Louis Nicolas and Paul Zimmermann. preprint, February 2008. Let Sn denote the symmetric group with n letters, and g(n) the maximal order of an element of Sn. If the standard factorization of M into primes is M=q1a1 q2a2… qkak, we define l(M) to be q1a1 + q2a2 + … + qkak; one century ago, E. Landau proved that g(n)=maxl(M) ≤ n M and that, when n goes to infinity, log g(n) ~ sqrt(n log(n)). There exists a basic algorithm to compute g(n) for 1 ≤ n ≤ N; its running time is O(N3/2 / sqrt(log N)) and the needed memory is O(N); it allows computing g(n) up to, say, one million. We describe an algorithm to calculate g(n) for n up to 1015. The main idea is to use the so-called l-superchampion numbers. Similar numbers, the superior highly composite numbers, were introduced by S. Ramanujan to study large values of the divisor function tau(n)= which counts the divisors of n. A Maple program implementing the algorithm described in this paper is available from Jean-Louis Nicolas web page.

Somme des nombres premiers jusqu'à 10n

On note Sp(x) la somme des nombres premiers ≤ x. La méthode de Lagarias-Miller et Odlyzko, améliorée par Deleglise et Rivat, pour calculer pi(x) le nombre des nombres premiers ≤ x avec un coût O(x^(2/3)/log^2 x) peut s'adapter au calcul de Sp(x), ou plus généralement de Sfp(x) qui est la somme des f(p) pour p ≤ x, où f est une fonction complètement multiplicative, c'est à dire telle que f(ab) = f(a)f(b) pour tous entiers a,b ≥ 1. Eric Bach a montré (congres ANT mai 2007 à Turku, à paraitre) que la méthode peut s'adapter à une classe encore plus générale de fonctions.

Voici la table des Sp(10n) pour n=2,3,…18. La plus grande valeur connue jusqu'à présent(juin 2007) était Sp(1013). La suite (Sp(10n)) est la suite A046731 dans l'encyplopédie des suites entières de Sloane.

Nombres premiers de la forme 4k+1 et 4k+3 jusqu'à 1020

On note pi(x,k,j) le nombre des nombres premiers ≤ x et de la forme ak + j.

Voici une table des valeurs de pi(x, 4, 1) et pi(x, 4, 3), pour x = 10,100,…,1020 ainsi qu'un programme executable permettant de calculer les pi(x, k, j) sur un PC avec Linux ou un Mac avec OS-X. Les valeurs pi(1020, 4, 1) et pi(1020, 4, 3) sont les plus grandes valeurs connues de pi(x, 4, 1) et pi(x, 4, 3).

Counting primes in residue classes. Avec P. Dusart et X Roblot. Math. Comp. 73 (2004), 1565--1575.
La suite des pi(10n, 4, 1) est la suite A091098 dans l'encyclopédie de Sloane.
La suite des pi(10n, 4, 3) est la suite A091099 dans l'encyclopédie de Sloane.

Le 10k eme nombre premier, pour k=0,1,2,…,19

Tout programme qui calcule pi(x), le nombre des nombres premiers jusqu'à x permet de calculer le keme nombre premier. La table suivante calculée en juin 2008 donne le 10k eme nombre premier pour k ≤ 19, qui est actuellement la plus grande valeur de k pour laquelle on connait le 10k eme nombre premier.

La suite des prime(10k) est la suite A006988 dans l'encyclopédie de Sloane.

Tables des 761 premiers champions de la fonction de Kalmar

La fonction K de Kalmar associe à l'entier n le nombre K(n) des factorisations de n en un produit d'entiers plus grands que 1, en tenant compte de l'ordre des facteurs. Par exemple, pour n = 6, les 3 factorisations 6 , 2 * 3 , 3 * 2 donnent K(6) = 3. Soit f une fonction réelle définie sur l'ensemble des entiers naturels non nuls. Un champion de f est un entier n, tel que, pour tout m < n on ait f(m) < f(n). Avec J.-L. Nicolas, et M.O. Hernane, nous avons précisé l'ordre maximal et les propriétés des nombres champions de la fonction de Kalmar, dans Grandes valeurs de la fonction arithmétique de Kalmár. J. Number Theory 128 (2008), no. 6, 1676--1716. Voici la table des 761 premiers champions de la fonction de Kalmar.

Tables des 785 premiers champions de la fonction h

La fonction h associe à l'entier n le nombre h(n) des factorisations de n en un produit de nombres premiers, en tenant compte de l'ordre des facteurs. Par exemple, pour n = 12, les 3 factorisations 12 = 2 * 2 * 3 , 12 = 2 * 3 * 2, 12 = 2 * 2 * 3 donnent h(12) = 3. Soit f une fonction réelle définie sur l'ensemble des entiers naturels non nuls. Un champion de f est un entier n, tel que, pour tout m < n on ait f(m) < f(n). L'ordre maximal de h(n) et les propriétés des nombres champions de la fonction h sont étudiés dans Grandes valeurs du nombre de factorisations d'un entier en produit ordonné de facteurs premiers. M.O. Hernane, J.-L. Nicolas. Ramanujan J. 14 (2007), no. 2, 277--304. 11A25 (11N37) Voici la table des 785 premiers champions de h.