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Sur une généralisation de la conjecture d'Artin parmi les presque-premiers

On a generalization of Artin's conjecture among almost primes

Paul PERINGUEY
Sur une généralisation de la conjecture d'Artin parmi les presque-premiers
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  • Année : 2024
  • Fascicule : 3
  • Tome : 152
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Français
  • Class. Math. : 11A07, 11N25, 11R42, 11R44
  • Pages : 377-442
  • DOI : 10.24033/bsmf.2892

Un entier est une racine primitive modulo un premier $p$ s'il engendre le groupe multiplicatif $(\mathbb{Z}/p\mathbb{Z})^*$. En 1927, Artin conjecture qu'un nombre $a$ qui n'est ni $-1$ ni un carré parfait est racine primitive pour une infinité de nombres premiers, et que l'ensemble de ces premiers a une densité positive parmi tous les premiers. Cette conjecture a été démontrée, sous l'hypothèse de Riemann généralisée (GRH), en 1967 par Hooley.

Plus généralement, on dit  qu'un entier est une racine primitive généralisée modulo $n$ s'il engendre un sous-groupe de taille maximale dans $(\mathbb{Z}/n\mathbb{Z})^*$. Li et Pomerance ont montré, sous GRH, que l'ensemble des entiers pour lesquels un entier est racine primitive généralisée n'admet pas de densité parmi tous les entiers.

On s'intéresse ici à l'ensemble des entiers $\ell$-presque premiers, c'est-à-dire les entiers ayant au plus $\ell$ facteurs premiers, pour lesquels un entier $a\in\mathbb{Z}\setminus\{-1\}$ donné et différent d'un carré est racine primitive généralisée, et nous montrons, sous GRH, que cet ensemble admet une densité parmi tous les $\ell$-presque premiers.

An integer is a primitive root modulo a prime $p$ if it generates the whole multiplicative group $(\mathbb{Z}/p\mathbb{Z})^*$. In 1927 Artin conjectured that an integer $a$ which is not $-1$ or a square is a primitive root for infinitely many primes, and that the set of those primes has a positive asymptotic density among all primes. This conjecture was proved, under the generalized Riemann hypothesis (GRH), in 1967 by Hooley.

More generally, an integer is called a generalized primitive root modulo $n$ if it generates a subgroup of $(\mathbb{Z}/n\mathbb{Z})^*$ of maximal size. Li and Pomerance showed, under GRH, that the set of integers for which a given integer is a generalized primitive root doesn't have an asymptotic density among all integers.

We study here the set of the $\ell$-almost primes, i.e.\ integers with at most $\ell$ prime factors, for which a given integer $a\in\mathbb{Z}\setminus\{-1\}$, which is not a square, is a generalized primitive root, and we prove, under GRH, that this set has an asymptotic density among all the $\ell$-almost primes.

Théorie analytique des nombres, conjecture d'Artin, racines primitives, presque premiers, méthode de Selberg-Delange
Analytic number theory, Artin's conjecture, primitive roots, almost primes, Selberg-Delange method

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