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Les nombres de Fermat sont premiers entre eux deux à deux

L1MPSIMP2IPCSIPTSIdifficulté 2/5Arithmétique · Divisibilité, PGCD et Bézoutpar XiMathspas encore de copie envoyée▲ Utile · 0

Énoncé

Pour n∈Nn \in \N, on pose Fn=22n+1F_n = 2^{2^n} + 1.

  1. Montrer que, pour tout n≥1n \geq 1, Fn−2=F0F1⋯Fn−1F_n - 2 = F_0 F_1 \cdots F_{n-1}.
  2. En déduire que, pour m≠nm \neq n, les entiers FmF_m et FnF_n sont premiers entre eux.
  3. Retrouver ainsi qu'il existe une infinité de nombres premiers.

Indications

Indication 1

Pour 1, raisonner par récurrence à l'aide de Fn−2=(Fn−1−2) Fn−1F_n - 2 = (F_{n-1} - 2)\, F_{n-1}.

Indication 2

Pour 2, un diviseur commun de FmF_m et FnF_n, avec m<nm < n, divise 22 ; or les FnF_n sont impairs.

Indication 3

Pour 3, choisir un diviseur premier de chaque FnF_n.

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