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Prépa, 1re année › Arithmétique dans $\mathbb{Z}$ › Infinitude des nombres premiers

Infinitude des nombres premiers : énoncé (MPSI)

Théorème

Infinitude des nombres premiers

L'ensemble $\mathcal{P}$ des nombres premiers est infini.

Démonstration : Infinitude des nombres premiers
Démonstration

Preuve d'Euclide

Supposons par l'absurde que $\mathcal{P}$ est fini : $\mathcal{P} = \{p_1, \dots, p_k\}$. Posons $N = p_1 p_2 \cdots p_k + 1 \geqslant 3$. D'après la propriété précédente, $N$ admet un diviseur premier, donc il existe $i$ tel que $p_i \mid N$. Comme $p_i \mid p_1 \cdots p_k$, on obtient $p_i \mid N - p_1 \cdots p_k = 1$, ce qui est absurde car $p_i \geqslant 2$.

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Dans le cours

Arithmétique dans $\mathbb{Z}$ : Infinitude des nombres premiers