Nombre palindrome
Un nombre palindrome se lit de droite à gauche et de gauche à droite.
Tout entier est la somme de 3 palindromes au plus.
Le 22 février 2022, qui s’écrit 22 02 2022, forme un palindrome. Et l'ultime palindrome se produit à 2 h 22 du matin et encore mieux à 22 h 22.
De plus, si on l’écrit 22 2 22, la date ne comporte que le chiffre 2 ; le "Twosday" des Américains. Elle sera alors la même quelle que soit la partie du monde où l’on se trouve, que le pays utilise le format jour-mois-année ou année-mois-jour. Cette particularité est si rare que le prochain "Twosday" ne se reproduira pas avant 400 ans, en 2422.
En plus de se lire dans un sens comme dans l’autre, cette date peut aussi se lire à l’envers : c’est un ambigramme. A condition d’utiliser la bonne typologie pour l’écrire, 22 02 2022 est symétrique ; la personne assise en face de vous lira la même date.
Un palindrome peut donc être lu à la fois de gauche à droite, et de droite à gauche. Mais d’autres mots de la langue française se lisent à rebours, comme “bob”, “kayak”, “coloc”, “tôt” ou encore “ressasser”, qui est le plus long mot en palindrome de la langue française. Certains prénoms se lisent aussi dans les deux sens: “Anna“, “Nattan“ ou “Eve“ par exemple. Le palindrome peut aussi s’appliquer à des suites de mots: “engage le jeu, que je le gagne” se lit dans les deux sens. Pareil pour “la mariée ira mal”, pour laquelle on tolère le changement de position de l’accent. Georges Pérec a composé un texte de 1.247 mots palindromes ; il compte 5.566 lettres, soit le produit de la multiplication palindromique 11 x 23 x 2 x 11 !
On doit le premier palindrome de l’histoire aux Grecs, qui avaient inscrit sur le toit de l’Église Sainte Sophie à Istanbul cette phrase, en grec ancien : “Nipson anomemata me monan opsin“, ou encore ”Νίψον ἀνομήματα, μὴ μόναν ὄψιν“ pour les connaisseurs (“Lavez mes péchés et pas seulement mon visage“.)
Nombre poli
Un nombre poli est un entier strictement positif s'écrivant comme somme d'au moins deux entiers strictement positifs consécutifs, somme appelée "décomposition polie" de n. Sinon c’est un nombre impoli !
2023 = 111 + … + 127, est un nombre poli.
Le degré de politesse de n est défini comme étant le nombre de ses décompositions polies. Un nombre de degré de politesse n est dit n-poli..
Le degré de politesse de n est égal au nombre de ses diviseurs impairs autres que 1, ce qui fait que les nombres impolis sont exactement des puissances de 2.
Ainsi 2023 est 2-poli, car il a 2 diviseurs différents de 1 : 7 et 17.
Le plus petit nombre 2-poli est 9 = 2 + 3 + 4 = 4 + 5.
Nombre anormal
. En 1938, Frank Benford énonce sa loi des "nombres anormaux". Dans une série de données numériques, on pourrait s'attendre à voir les chiffres de 1 à 9 apparaître à peu près aussi fréquemment comme premier chiffre significatif, soit avec une fréquence de 1/9 = 11,1 % pour chacun. Or, contrairement à cette intuition (biais d'équiprobabilité), la série suit très souvent approximativement la loi de Benford : pour près du tiers des données, le 1er chiffre significatif le plus fréquent est le 1. Viennent ensuite le chiffre 2, puis le 3, etc., et la probabilité d'avoir un 9 comme premier chiffre significatif n'est que de 4,6 %.
C'est une loi observée aussi bien dans les mathématiques sociales, c'est-à-dire les sciences humaines et sociales, que dans des tables de valeurs numériques et les données scientifiques, en économie, ou même dans les numéros de rue de son carnet d'adresses.
Nombre rationnel : périodicité des décimales
. Quelque soient deux nombres entiers, le résultat de la division de l’un par l’autre est toujours un nombre décimal dont l’écriture possède la propriété de « périodicité ». C’est un nombre « rationnel ». La réciproque est également vraie
22 / 7 = 3, 142857142857142857142857142857
8 / 3 = 2. 666666666666666666666666666666
13 /11 = 1, 181818181818181818181818181818
5 / 2 = 2.5 00000000000000000000000000000
13 / 19 = 0. 684210526315789473684210526315789473
57 / 34 = 1,6 7647058823529416764705882352941
Nombre parfait
. Il est égal à la somme de ses diviseurs entiers stricts autres que lui-même :
Le premier nombre parfait est 3 = 1 + 2
6 = 1 + 2 + 3
28 = 1+ 2 + 4 + 7 + 14
Malgré la simplicité de cette définition, deux questions sont toujours sans réponse depuis Euclide : y a-t-il une infinité de nombres parfaits ? Y a-t-il des nombres parfaits impairs ?
Nombre abondant
. On dit aussi « excessif ». Il est inférieur à la somme de ses diviseurs autres que lui-même.
Le premier nombre abondant est :
12 < 1 + 2 + 3+ 4 + 6
Nombre déficient
. On dit aussi « imparfait ». Il est plus grand que la somme de ses diviseurs propres, c’est-à-dire ses diviseurs autres que lui-même.
Exemple : 8 > 1 + 2 + 4 = 7 ou encore : 2023 > 1 + 7 + 17 + 119 + 289 = 433
Les nombres primaires (nombres premiers et leurs puissances) sont tous déficients
Nombre circulaire ou amorphe
. Nombre tel qu’il apparaît comme dernier chiffre quand il est élevé à une puissance :
51 = 5 52 = 25 53 = 125
61 = 6 62 = 36 63 = 216
Nombres amicaux
. Couple de deux nombres dont la somme des diviseurs de l’un égale la somme des diviseurs de l’autre :
220 = 1 + 2 + 4 + 71 + 142 (diviseurs de 284)
284 = 1 + 2 + 4 + 5 + 10 + 11 +20 + 22 + 44 + 55 + 110 (diviseurs de 220)
Al-Farisi (1260-1320) découvrit le couple 17296 et 18416, connu sous le nom de « couple de Fermat » qui l’a redécouvert en 1636.
Al-Yazdi découvrit vers 1500 le couple 9363584 et 9437056, connu sous le nom de « couple de Descartes » qui l’a redécouvert un siècle plus tard.
Nombres sociaux
Ce sont ceux qui vont par trois ou davantage et forment des ensembles clos.
Par exemple les 5 nombres : 12496, 14288,15472, 14536,14264. La somme des diviseurs du premier forme le deuxième, celle des diviseurs du deuxième forme le troisième, et ainsi de suite.
Nombre divin
. C’est un nombre égal à la somme des n premiers entiers :
55 = somme (1 : 10) 153 = somme (1 : 17) 171 = somme (1 : 18) 666 = somme (1 : 36) 5 050 = somme (1 : 100)
Nombre solide
. On qualifiera de "solide" un nombre entier naturel non premier qui n'est divisible ni par 2 (donc impair), ni par 3 (donc la somme de ses chiffres n’est pas divisible par 3), ni par 5 (donc non terminé par 0 ou 5).
49, 77, 91 sont des nombres solides.
Nombres magiques
. En physique nucléaire, on appelle ainsi les nombres de protons ou de neutrons qui conduisent à une grande stabilité du noyau. Ces nombres sont reliés à la structure en couche des noyaux.
La liste des nombres magiques est : 8, 20, 28, 40, 50, 82, 126, ...
Par exemple, l'isotope 208 du plomb a 82 protons et 126 neutrons. Il est donc doublement magique et est un des noyaux les plus stables.
Nombre cyclique (nombre phénix)
. C’est un entier naturel dont les permutations circulaires des chiffres correspondent aux multiples du nombre. Pour être cyclique, seuls les multiples successifs du nombre doivent être considérés. Le plus connu est 142857 :
142857 × 1 = 142857
142857 × 5 = 714285
142857 × 4 = 571428
142857 × 6 = 857142
142857 × 2 = 285714
142857 × 3 = 428571
Nombre chanceux d’Euler (1707-1783)
. François Le Lionnais (1901-1984), a nommé « nombres chanceux d'Euler » les nombres P, tels que x2 + x + P, soient un nombre premier pour x entier variant de 0 à P - 2. En 1967, Harold Mead Stark montra qu'Euler avait trouvé les seuls six possibles : 2, 3, 5, 11, 17 et 41.
Voici la liste des résultats premiers pour P = 41 : 41 (0), 43 (1), 47 (2), 53, 61, 71, 83, 97, 113, 131, 151, 173, 197, 223, 251, 281, 313, 347, 383, 421, 461, 503, 547, 593, 641, 691, 743, 797, 853, 911, 971, 1.033, 1.097, 1.163, 1.231, 1.301, 1.373, 1.447, 1.523 (38), 1.601 (39).
. De façon plus générale, cette formule peut fournir une grande quantité de nombres premiers. Par exemple, pour n = 42, elle fournit 1.847 qui est un nombre premier.
Nombre machine
. Même avec un système informatique irréprochable, la plupart des calculs conduisent inévitablement à des erreurs, heureusement repérables dans la majorité des cas. En effet, le résultat d'une opération sur ordinateur ne peut presque jamais être représenté exactement !
Les nombres représentables exactement, qui forment un sous-ensemble des nombres rationnels, sont appelés nombres machine. Tous les autres doivent être arrondis, c'est-à-dire fournir un nombre machine proche du résultat exact. Seuls les rationnels dont la forme irréductible est n/(2q), peuvent avoir une représentation exacte ; les autres ont nécessairement une représentation approchée (par exemple, le nombre décimal 1/10 est converti en base 2 en 0.0 0011 0011..., la partie coloriée étant répétée indéfiniment)
Une succession d'arrondis peut conduire à catastrophe comme dans l'exemple qui suit :
Le 25 février 1991, pendant la Guerre du Golfe, une batterie américaine de missiles Patriot, à Dharan (Arabie Saoudite), a échoué dans l’interception d’un missile Scud irakien. Le Scud a frappé un baraquement de l’armée américaine et a tué 28 soldats. La commission d’enquête a conclu à un calcul incorrect du temps de parcours, dû à un problème d’arrondi. Les nombres étaient représentés en virgule fixe sur 24 bits. Le temps était compté par l’horloge interne du système en 1/10 de seconde. Malheureusement, 1/10 n’a pas d’écriture finie dans le système binaire : 1/10 = 0,1 (dans le système décimal) = 0,0001100110011001100110011… (dans le système binaire). L’ordinateur de bord arrondissait 1/10 à 24 chiffres, d’où une petite erreur dans le décompte du temps pour chaque 1/10 de seconde. Au moment de l’attaque, la batterie de missile Patriot était allumée depuis environ 100 heures, ce qui avait entraîné une accumulation des erreurs d’arrondi de 0,34 s. Pendant ce temps, un missile Scud parcourt environ 500 m, ce qui explique que le Patriot soit passé à côté de sa cible.
Nombre sphénique
. Entier strictement positif qui est le produit de trois facteurs premiers distincts, exprimés une seule fois.
30 = 2 * 3 * 5 42 = 2 * 3 * 7 66 = 2 * 3 * 11 70 = 2 * 5 * 7 78 = 2 * 3 * 13
Les deux premiers nombres sphéniques consécutifs sont
230 = 2 * 5 * 23 231 = 3 * 7 * 11.
Les trois premiers consécutifs sont
1309 = 7 * 11 * 17 1310 = 2 * 5 * 131 1311 = 3 * 19 * 23.
Tous les nombres sphéniques ont exactement huit diviseurs. Si nous exprimons un nombre sphénique sous la forme n = p * q * r, où p, q et r sont des nombres premiers distincts, alors l'ensemble de ses diviseurs est :
{1, p, q, r, p q, p r, q r, n}.
Les quelques premiers nombres sphéniques sont : 30, 42, 66, 70, 78, 102, 105, 110, 114, 130, 138, 154, 165, 170, 174, 182, 186, 190, 195, 222, 230, 231, …
Il est impossible d'avoir quatre nombres sphéniques consécutifs, puisque sur quatre entiers strictement positifs consécutifs, il y en a un divisible par 4 = 2 × 2 : cet entier ne sera donc pas sans facteur carré.
En février 2013, le plus grand nombre sphénique connu est
(257 885 161 − 1) × (243 112 609 − 1) × (242 643 801 − 1)
puisque c'est le produit des trois plus grands nombres premiers connus à cette date.
Entier sans facteur carré
. C’est un entier relatif divisible par aucun carré parfait, excepté 1. (Souvent appelé, par tradition ou commodité quadratfrei ou squarefree)
Par exemple, 10 est sans facteur carré contrairement à 18 qui est divisible par 9. Les dix plus petits nombres sans facteur carré sont 1, 2, 3, 5, 6, 7, 10, 11, 13, 14.
Nombre heureux
. Un nombre heureux est un nombre entier tel que, lorsqu'on ajoute les carrés de chacun de ses chiffres, puis les carrés des chiffres de la somme obtenue et ainsi de suite jusqu'à l'obtention d'un nombre à un seul chiffre, on obtienne 1 pour résultat.
À l'inverse, les nombres qui ne sont pas heureux sont appelés nombres malheureux.
13 : 12 + 32 = 10, puis : 12 + 02 = 1
19 : 12 + 92 = 82, puis : 82 + 22 = 68, puis : 62 + 82 = 100, puis :12 + 02 + 02 = 1
2008 : 22 + 82 = 68, puis : 62 + 82 = 100, puis : 12 + 02 + 02 = 1
Les nombres heureux sont largement moins représentés que les nombres malheureux et ils ne sont pas répartis régulièrement : on en compte 19 inférieurs à 100, 100 inférieurs à 701, 142 inférieurs à 1000.
Nombre narcissique de puissance p
. Un nombre narcissique de puissance p est un entier naturel égal à la somme de chacun de ses chiffres élevés à la puissance p. Exemples :
153 = 13 + 53 + 33 (p = 3)
548 834 = 56 + 46 + 86 + 86 + 36 + 46 (p = 6)
Nombre carrément carré
. Un nombre "carrément carré" est un nombre carré d'un entier, à nombre pair de chiffres et sécable en deux carrés d'entiers non nuls comme l'indiquent les exemples suivants :
Les premiers de ces nombres sont :
49 = 7², et : 4 = 2² et 9 = 3²
1 681 = 41², et 16 = 4² et 81 = 9²
144 400 = 380², et 144 = 12² et 400 = 20²
225 625 = 475², et 225 = 15² et 625 = 25²
256 036 = 506², et 256 = 16² et 36 = 6²
324 900 = 570², et 324 = 18² et 900 = 30²
576 081 = 759², et 576 = 24² et 81 = 9²
2401 9801 = 4 901², et 2 401 = 49² et 9 801 = 99²
La suite des nombres "carrément carrés" serait illimitée ?
Nombre de Kaprekar
. C’est un entier naturel qui, dans une base donnée, lorsqu'il est élevé au carré, peut être séparé en une partie gauche et une partie droite (non nulle) telles que la somme donne le nombre initial.
703 est un nombre de Kaprekar car 7032 = 494 209 et 494 + 209 = 703
142 857 est un nombre de Kaprekar car 142 8572 = 20 408 122 449 et 20 408 + 122 449 = 142 857
Nombre hautement composé
. Un nombre hautement composé est un entier qui possède plus de diviseurs que n'importe quel entier positif inférieur à lui.
Le nombre hautement composé
10 080 = 25 × 32 × 5 × 7, a 72 diviseurs.
Ces nombres, parfois aussi appelé "nombres ploutons" (de Ploutos, divinité de la richesse), ont été introduits par le mathématicien indien Ramanujan en 1915.
Il existe une infinité de nombres hautement composés.
Le nombre 10 080 est également « 7-friable », c'est-à-dire que tous ses facteurs premiers sont inférieurs ou égaux à 7
Nombre B-friable, ou lisse
Un entier strictement positif est dit B-friable, ou B-lisse, si tous ses facteurs premiers sont inférieurs ou égaux à B. Ses facteurs premiers sont petits, relativement à une borne donnée. Ce terme aurait été inventé par Leonard Adleman (chercheur américain en informatique théorique co-inventeur du cryptosystème RSA).
12 est 5-friable, ou 5-lisse
10 080 est 7-friable
72 900 000 000 = 28 × 36 × 58 est 5-friable
Les entiers friables sont particulièrement importants dans la cryptographie basée sur la factorisation, qui constitue depuis une vingtaine d'années une branche dynamique de la théorie des nombres, avec des applications dans des domaines aussi variés que l'algorithmique (problème du logarithme discret), la théorie de la sommabilité (sommation friable des séries de Fourier), la théorie élémentaire des nombres premiers, etc.
Nombre Harshad
. Un nombre Harshad, ou nombre de Niven, ou nombre multinumérique est un entier qui est divisible par la somme de ses chiffres dans une base donnée.
Les trente premiers nombres Harshad avec plus d'un chiffre en base 10 sont :
10, 12, 18, 20, 21, 24, 27, 30, 36, 40, 42, 45, 48, 50, 54, 60, 63, 70, 72, 80, 81, 84, 90, 100, 102, 108, 110, 111, 112.
142 857 est un nombre Harshad : 142 857 = 5 291 × (1 + 4 + 2 + 8 + 5 + 7)
Helen G. Grundman trouva la plus petite suite de 20 entiers consécutifs qui sont tous des nombres Harshad ; ils sont supérieurs à 1044363342786. Elle a également démontré qu'en base 10, il n'existe pas 21 entiers consécutifs qui sont tous des nombres Harshad.
Nombre oblong
. Nombre qui est le produit de deux entiers naturels consécutifs.
Nombre intouchable
. Entier naturel qui ne peut pas être exprimé comme la somme de tous les diviseurs propres d'un entier donné.
Prouver qu'un nombre n'est pas intouchable permet de mieux comprendre la définition.
Par exemple, 9 n'est pas intouchable, car 15 a pour diviseurs propres 5, 3 et 1 ; or 9 = 1+3+5.
Les premiers petits nombres intouchables sont : 2, 5, 52, 88, 96, 120
Nombres congruents
. Le problème est de déterminer les entiers positifs d, qu’on appelle nombres congruents, pour lesquels il existe un triangle rectangle dont tous les côtés sont des nombres rationnels et l’aire est d.
On montre en effet que la recherche des nombres congruents équivaut à celle des triangles rectangles ayant pour côtés des entiers ou fractions d’entiers (nombres rationnels), et dont l’aire est un entier : leur aire est un nombre congruent.
Le nombre 6 est congruent, car c’est l’aire du triangle rectangle de côtés (3, 4, 5), que tout le monde a rencontré lors de la leçon sur le théorème de Pythagore (notez que 32 + 42 = 52).
Les premiers nombres congruents sont : 5, 6, 7, 13, 14, 15, 20, 21, 22, 23.
Bien que simple à énoncer la recherche n’est pas anodine. Si on analyse le nombre 5 c’est un peu plus compliqué, l’aire du triangle de côtés : 20/3, 3/2 et 41/6 est bien 5.
. Imaginons un calcul faisant intervenir des nombres si grands qu'écrits à la main, ils couvriraient deux fois la distance Terre-Lune. C'est la prouesse qu’a réalisée une équipe internationale de mathématiciens pour résoudre un problème mathématique vieux de plus de 1000 ans : le recensement des nombres congruents. Répartis en deux équipes, les mathématiciens ont calculé, selon deux algorithmes, tous les nombres congruents jusqu'à mille milliards.
La question des nombres congruents aurait été mentionnée dans un manuscrit arabe du dixième siècle, selon Dickson, ce qui en fait d’elle une des plus anciennes questions arithmétiques ouvertes.
Conjecture de Goldbach (1690-1764)
. On appelle « conjecture » un résultat dont on pense qu’il est vrai, mais dont on n’a aucune preuve.
. Christian Goldbach affirma sans démonstration à son collègue mathématicien Leonhard Euler : « Tout nombre pair (strictement supérieur à 2) est toujours la somme de deux nombres premiers ». Exemples :
18 = 11 + 7 20 = 7 + 13 = 3 + 17
De même, tout nombre impair est toujours la somme de trois nombres premiers :
55 = 31 + 19 + 5
Nombre univers
Un nombre univers est un nombre réel dans lequel on peut trouver toute suite finie de chiffres, donc n’importe quelle succession de chiffres, pour une base donnée.
Certains nombres sont beaucoup plus riches que d’autres. Quand on regarde l’écriture des nombres sous forme décimale, certains n’ont qu’un nombre fini de chiffres après la virgule, par exemple
11 / 8 = 1,375
alors que d’autres peuvent en avoir un nombre infini, par exemple
22 / 7 = 3.142857 142857 142857 142857 142857 142857…
On peut remarquer que dans le cas ci-dessus, les décimales sont toujours les mêmes : le motif 142857 se répète à l’infini. Ce n’est pas une exception puisqu’en fait tout nombre rationnel (c’est-à-dire tout nombre qui s’écrit comme une fraction) possède un développement décimal périodique.
Pour obtenir des développements décimaux non-périodiques, il faut aller chercher du côté des nombres irrationnels. Par exemple :
√2 = 1,414213562373095048801688724209698078569671875376948073176679737…
Mais parmi ces nombres réels ayant un développement décimal infini, certains ont une propriété supplémentaire bien particulière. On les appelle les nombres univers.
Par exemple, on soupçonne fortement Pi d’être un nombre univers (bien qu’il n’en existe pas de preuve à ce jour). Cela signifie que si on prend une suite finie de chiffres au hasard, disons « 5791459 », alors quelque part dans les décimales de Pi, on peut trouver cette suite (d’ailleurs elle se trouve à la position n° 28 176 122, tout comme la suite 1234 arrive à la position 13 807). Ainsi toute suite finie pourrait se trouver dans les décimales de Pi, on pourrait s’amuser à y chercher sa date de naissance, ou son numéro de sécurité sociale, etc.
La suite des carrés des nombres : 0,248163264128... en est un.
On sait construire des nombres univers ; la suite définie par n ! (factorielle n) fois le zéro entre les nombres successifs :
0,1020030000004000000000000… 00050000 …est un exemple de nombre univers non normal.
Le nombre univers est un nombre réel dont l’écriture en base 10 contient tous les entiers. Cette propriété est très curieuse, particulièrement à l’heure du numérique.
Un titre de trois minutes est enregistré sur un CD numérique de manière non compressée. C’est simplement la suite des échantillons qui est gravée. Ces échantillons sont codés sur 16 chiffres binaires (une succession de 16 chiffres égaux à 0 ou 1).
La fréquence d’échantillonnage est 44,1kHz, ce qui signifie qu’il y a 44 100 échantillons de 16 chiffres binaires par seconde et par oreille, si l’enregistrement est en stéréo. Trois minutes d’enregistrement correspondent donc à 16 (chiffres) * 2 (oreilles) * 44 100 (échantillons) *60 (secondes) *3 (minutes) = 254 016 000 chiffres binaires (environ un quart de milliards de chiffres).
Mis bout à bout, tous ces chiffres forment un nombre, compris entre 0 et . Ce dernier nombre est considérablement grand. Et quel que soit le nombre entier qui corresponde à ce CD, il appartient à l’intervalle .
Le concept de nombre univers devient également perturbant quand on commence à le transposer aux lettres. Par exemple n’importe quel mot peut être transformé en une suite de chiffres en utilisant le code A=01, B=02, …, Z=26, eh bien ce mot nom se trouve aussi quelque part dans un nombre univers.
Et on peut aller encore plus loin : l’intégralité du Seigneur des Anneaux de Tolkien, peut se traduire en chiffres, et donner une suite énorme mais finie, qui pourrait se trouver aussi quelque part dans un nombre univers. Et ça marche aussi avec la Bible, le brevet du téléphone de Graham Bell, ‘Germinal’ de Zola et aussi toute oeuvre passée, présente ou … à venir.
A l’heure de l’informatique et du numérique, tout n’est plus que chiffres : une photo en 20 millions de pixels des Tournesols de Van Gogh, un DVD de Bruce Springsteen, le code source de Facebook, toutes ces choses peuvent in fine se réduire à une suite finie que l’on pourrait trouver dans tous les nombres univers, et on sait qu’il en existe beaucoup (une infinité non-dénombrable).
Les nombres univers contiennent donc tous les livres possibles, tous les films possibles, toute musique possible (tout l'univers numérique). Mais on ne peut bien sûr pas en tirer une quelconque information : ce serait aussi efficace que de générer une succession de lettres et de réessayer jusqu'à obtenir le livre que l'on cherche, et cela suppose de le connaître déjà lettre par lettre.
Nombre normal
. Un nombre univers est une version plus faible du concept de nombre normal : tout nombre normal est aussi un nombre univers, mais la réciproque est fausse : dans un nombre normal, pour une base donnée, chaque séquence apparaît également une infinité de fois selon une statistique équi-répartie. Ses décimales vérifient des propriétés statistiques qu’on retrouve dans une suite de nombres tirés au hasard.
Dans un nombre univers, on ne garantit que l'existence d'au moins une occurrence de chaque séquence, et aucune propriété statistique sur leurs fréquences relatives.
On pense que la plupart des constantes irrationnelles « naturelles », comme π et √2, sont des nombres univers, et même des nombres normaux, au moins en base dix, mais on ne sait le prouver pour aucune. Émile Borel les a nommés « normal » parce qu'il a démontré que presque tout réel possède cette propriété.
Constante de Copeland-Erdős
. La constante de Copeland-Erdős est une constante mathématique créée en concaténant les représentations en base dix des nombres premiers.
Son développement décimal est la concaténation de « 0, » et des représentations en base dix des nombres premiers, c.-à-d. :
0,2357111317192329…
En base dix, cette constante est un nombre normal (donc irrationnel) et en tant que tel, c'est aussi un nombre univers.
Constante de Champernowe
. C’est un nombre irrationnel, compris entre 0 et 1, dont le développement en base 10 contient les nombres entiers écrits les uns à la suite des autres juxtaposant à l’infini la suite des entiers :
C10 = 0,12345678910111213141516171819202122232425 …
Par exemple, on trouve la séquence 215365, au moins, quand on arrive au nombre 215365. On la trouve aussi en passant au niveau des deux nombres consécutifs : 365215 365216.
Introduit en 1933 par le mathématicien anglais D.G. Champernowne, il a la propriété que toute séquence finie de chiffres consécutifs apparaît une infinité de fois dans la suite, mais que la distance qui sépare deux occurrences d'une même séquence de chiffres n'est pas bornée.
C'est, en base 10, un nombre univers, qui dans la catégorie des nombres curieux, occupe une place particulière tant il est simple à construire. Il contient aussi tous les entiers, soit parce qu’ils ont été ajoutés, soit parce qu’ils avaient déjà été écrits (en tant que concaténés à d’autres nombres). C’est également un nombre normal en base 10.
Il y a un théorème qui affirme que : pour toute séquence de chiffres C1 C2 ... Cn, il existe une certaine puissance de 2 dont l'écriture décimale commence par C1 C2 ...Cn.
Ainsi la suite des puissances de 2 : 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, ... constitue un nombre univers.
Dans la constante de Champernowne, par exemple, le nombre 2 figure très souvent, ainsi que 12 (au début, à cause de 1,2, puis plus loin quand on ajoute l’entier 12 au nombre). Le cas de 12 est intéressant : au moment de l’écrire, après avoir écrit 11, nous savons que 12 a déjà été écrit (il suffit de se relire). Il est donc inutile de le rajouter pour qu’il soit présent. Le nombre obtenu en procédant avec cette règle d’écriture est baptisé constante de Champernowne réduite : on ajoute chaque nombre s’il ne figure pas déjà dans l’écriture décimale. Dans l’exemple qui suit, un point (.) figure à chaque moment où un chiffre a été omis).
0,1234567891011..13141516171819202122..24252627282930..3233..35
Numération Bibi
. Féru de mathématiques, le chanteur français Boby Lapointe fut aussi l'inventeur d'une codification de la base 16, qu'il nomma bibibinaire (pour binaire puissance deux puissance deux) et qu'il abrégea Bibi. La numération Bibi est une application du système hexadécimal d'usage courant en informatique
Pourquoi Bibi. Parce que seize peut s'écrire 22^2. Comme on parle de binaire pour la base 2, Boby Lapointe estimait qu'on pourrait parler de « Bi-Binaire » pour la base 4, et de « Bi-Bi-Binaire » pour la base 16, terme qu'il abrège en « Bibi ».
À partir de là, Boby Lapointe invente la notation et la prononciation des seize chiffres de la numération Bibi. À l'aide de quatre consonnes et de quatre voyelles, on obtient les seize combinaisons nécessaires :
HO, HA, HE, HI, BO, BA, BE, BI, KO, KA, KE, KI, DO, DA, DE, DI, correspondant respectivement à: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.
Pour définir un nombre, il suffit d'énumérer les chiffres (hexadécimaux) qui le composent.
Exemple : en Bibi, le nombre 2000 se convertit en 'BIDAHO'. (7 suivi de 13 suivi de 0)
En effet : 7*16² + 13*16 + 0*160 = 1792 + 208 + 0 = 2000
Nombre de la bête
. L'hexakosioihexekontahexaphobie (littéralement, « peur du nombre six cent soixante-six ») est la phobie du nombre de la Bête. Ce nombre est curieux. Il est la somme :
Des carrés des 7 plus petits nombres premiers :
666 = 22 + 32 + 52 + 72 + 112 + 132 +172, (7 qui peut par ailleurs s’écrire 6 + 6/6, soit 6 + 1).
Des 36 premiers entiers :
666 = 1 + 2 + 3 + ... + 35 + 36
Des combinaisons de 1, 2 et 3 :
666 = 123 + 231 + 312 = 132 + 213 + 321
De nombres utilisant tous les chiffres :
666 = 1 + 2 + 3 + 4 + 567 + 89 = 123 + 456 + 78 + 9
De cubes remarquables :
666 = 13 +23 +33 +43 +53 +63 + 53 + 43 + 33 + 23 + 13
De ses chiffres et des cubes de ses chiffres :
666 = 6 + 6 + 6 + 63 + 63+ 63
Avec d’autres particularités :
(6 x 6 x 6) + (6 x 6 x 6) + (6 x 6 x 6) + (6 + 6 + 6) = 666
sin° (666) = cos° (6 x 6 x 6) = cos° (216) = - φ / 2 (nombre d’or / 2)
666 + 6 + 6 + 6 = 684 ; 666 + 6 + 8 + 4 = 684
En chiffres romains, il s’écrit en utilisant chaque symbole inférieur à M, une fois seulement, et ceci dans l’ordre décroissant : DCLXVI
. Il est mentionné dans l'Apocalypse de Jean, au chapitre 13, versets 11-18 : " Que celui qui a de l’intelligence calcule le nombre de la bête. Car c’est un nombre d’homme, et son nombre est six cent soixante-six ". Il n'y a que deux occurrences de ce nombre dans les textes de l'Ancien Testament : les 666 fils d'Adoniqam qui revinrent à Jérusalem avec Zorobabel ; le poids de l'or en talents qui revenait à Salomon en une seule année.
Cette phobie a été popularisée. On retrouve le nombre 666 pour une interprétation fantaisiste du début du débarquement de 1944, le 6 juin à 6 h : 6ème heure, le 6ème jour du 6ème mois de la 6ème (sic) année de guerre. De même 1+9+4+4 = 6+6+6. Du pouvoir des sciences occultes sur la météo !
Une histoire concerne la création du jeu de la roulette des casinos, qui veut que le créateur de ce jeu ait voulu vendre son âme au diable en échange d'un jeu qui le rendrait riche, le résultat fut ceci : le jeu de la roulette comporte les chiffres de 0 à 36, dont la somme égale 666.
D’autres ont remarqué que si l’on codait les lettres entre 100 et 125 (a = 100 et z = 125), alors le nom de Hitler serait équivalent à 666.
Nombre apocalyptique
Un nombre n est apocalyptique si l’écriture décimale de 2n contient la séquence 666.
Le premier est 157 : 2157 = 182 687 704 666 363 * 1033
Les 9 suivants sont : 192, 218, 220, 222, 224, 226, 243, 245, 247, et il y en a 6.485 inférieurs à 10.000.
Ces nombres sont en nombre infini et on conjecture que tout entier de la forme 2n avec n >= 29.785 est apocalyptique.
2024 est apocalyptique, ses voisins les plus proches étant : 2015, 2019, 2021, 2025, 2032, 2033, …
A ne pas confondre avec les nombres de l’apocalypse, qui contiennent tout simplement la séquence 666 dans leur écriture.
Le nombre de Belphégor
. C’est le nombre premier palindrome 1 0’000’000’000’000 666 000'000'000'000’0 1. Son surnom, courant dans les cercles des mathématiciens et parmi les amateurs de mathématiques récréatives, vient de Belphégor, l'un des 7 Princes de l'Enfer, à qui l'on attribue communément la capacité à aider les hommes à faire des découvertes et des inventions ingénieuses. Ce nombre a une connotation superstitieuse qui lui valurent son surnom : le nombre 666 est entouré de chaque côté par une série de 13 zéros, le nombre 13 étant lui aussi source de superstitions.
Le plus petit nombre premier palindrome contenant le nombre de la Bête est le nombre 1 666 1. Le mathématicien et ingénieur américain Harvey Dubner a de plus calculé les nombres premiers palindromes suivants, obéissant aux mêmes contraintes, avec 42, 506, 608, 2.472 et 2.623 zéros de chaque côté de la séquence 666.
Le nombre de Belphégor est souvent représenté par la lettre π renversée (), notation utilisée pour la première fois dans le manuscrit de Voynich, un codex du XVe siècle.
Gématrie
. Elle fait correspondre à chaque lettre d’un alphabet (romain grec, hébreu, …) un nombre entier.
Cette correspondance utilisée dans le passé comme outil de numération est retrouvée dans des datations inscrites sur les pierres tombales ou dans des manuscrits comportant des calculs. Elle a engendré beaucoup de tentatives pour faire apparaître des sens cachés, notamment dans les textes sacrés.
Par exemple, le nombre 26 peut être considéré comme sacré car il est égal à la somme des chiffres représentant le nom de Dieu dans l’Ancien Testament. Le nombre 666 est attribué à la « Bête » dans la Bible (Apocalypse), mais on assiste à une telle prolifération d’interprétations que 666, par exemple, dans le gématrie des 9 (a=9 ; b=18 ; c= 27 ; …) correspond à Jésus et … à Lucifer !
Conjecture de Collatz (… de Syracuse)
On considère n’importe quel nombre :
- s’il est pair, on le multiplie par 2
- s’il est impair, on le multiplie par 3 et on ajoute 1 au résultat.
Ex. : 13 → 40→ 20 → 10 → 5 → 16 → 8 → 4 → 2 → 1 → 4 → 2 → 1 → 4 → 2 → 1 → …
Au bout d’un moment, on se trouvé piégé dans le cycle trivial 4, 2 ,1.
Ou encore, la suite de Syracuse de n'importe quel entier strictement positif atteint 1.
La question : existe-t-il des nombres de départ qui n’aboutissent pas à ce cycle 4, 2 ,1 ? Tous les nombres testés à ce jour, aboutissent à ce cycle. Mais en existe-t-il un qui n’aurait pas encore été trouvé ?
Cette conjecture mobilisa tant les mathématiciens, américains notamment, durant les années 1960, en pleine guerre froide, qu'une plaisanterie courut selon laquelle ce problème faisait partie d'un complot visant à ralentir la recherche américaine
Les nombres de Lycrel
Si on prend un nombre non palindrome, par exemple 143, et on lui ajoute son renversé 341, on obtient en général un nombre palindrome.
Ex. : 143 + 341 = 484
Si ça ne marche pas du premier coup, on recommence l’opération.
Ex. : 57 +75 =132 + 231 = 363
La question : existe-t-il des nombres qui ne tombent jamais sur un palindrome, quel que soit le nombre d’étapes ? On ne sait pas s’il existe 1 ou plusieurs de ces nombres, dits de Lycrel.
On en soupçonne quand même certains. Ainsi
196 + 691 = 887 + 788 = 1675 + 5761 = 7436 + 6347 = 13783 + 38731 = 52514 …
ou encore : 295, 394, 493, 592, 689, 691, 788, 790, 879, 887, …
On n’a toujours pas trouvé de palindrome à partir de 196, mais peut-être faut-il aller plus loin ! C’est le plus petit soupçonné … mais pas démontré !
On remarque que tous les nombres de 1 et 2 chiffres aboutissent à un palindrome. 80 % des nombres en dessous de 10.000 aboutissent à un palindrome en moins de 4 itérations, et environ 90 % en moins de 7.
89 nécessite 24 itérations. 13 968 441 660 506 503 386 020 nécessite 289 itérations pour aboutir à un palindrome de 142 chiffres, ce qui constitue le record actuel du palindrome le plus retardé.
Pour l’instant, tous les candidats Lycrel de moins de 17 chiffres ont été identifiés.
La persistance multiplicative des nombres
. Multiplions successivement les chiffres d’un nombre :
Ex. : 73 → 7 x 3 = 21 → 2 x 1 = 2 Pour aboutir à un nombre à 1 chiffre : 2 étapes.
La question : existe-t-il des nombres ayant une persistance multiplicative aussi grande que l’on veut ?
La réponse serait NON mais personne ne sait le démontrer.
Pour l’instant, la plus grande persistance multiplicative que l’on ait trouvée est de 11 étapes, en partant de :
277 777 788 888 899 → 4 996 238 671 872 → 438 939 648 → 4 478 976 → 338 688 → 27 648 → 2 688 → 768 → 336 → 54 → 20 → 0
soit 11 étapes.
Cette persistance à 11 étapes été énoncée en 1973 et en 2013 tous les chiffres jusqu’à 10500 ont été vérifiés. Depuis, il a été démontré qu'aucun nombre jusque 1020585 ne pouvait avoir de persistance multiplicative supérieure à 11.
. Pour la persistance additive, il n'existe pas de limite, elle peut être aussi grande qu'on le souhaite. Le tableau suivant donne les plus petits nombres pour les premières persistances additives.
Théorème de Fermat
. En 1640, le mathématicien toulousain Pierre de Fermat posa une énigme qui a tenu en haleine les mathématiciens pendant plus de trois siècles.
Il a affirmé qu’il n’est pas possible de trouver trois entiers a, b, c (aucun n’étant nul) tels que :
an + bn = c n, avec n un nombre entier (strictement supérieur à 2)
Il a affirmé avoir une démonstration, mais ne l’a jamais donnée, sous de fallacieux prétextes. Le mathématicien anglais Andrew Wills en fournit une démonstration en 1993. Depuis on parle du théorème de Fermat-Wills.