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DIOPHANTIENNES ÉQUATIONS

Équations diophantiennes exponentielles

On appelle ainsi les équations du type :

f est un polynôme en n variables à coefficients entiers, à résoudre en entiers positifs (x1, ..., xn, m1, ..., mn).

Comme équations classiques de ce type, résolubles par des factorisations en nombres entiers, citons :

en (x, y, n), qui n'a pas de solution avec > 1 et > 1 (V. A. Lebesgues, 1850), et :
qui n'a pas de solution avec > 1 et > 3 (Chao Ko, 1964).

Pour établir une conjecture de Ramanujan l'équation :

n'a pour solutions que n = 3, 4, 5, 7, 15, Nagell (1960) eut recours à la théorie algébrique des nombres (calculs dans le corps Q (√− 7).

Les résultats d'A.  Baker sur les formes linéaires de logarithmes ont permis de réaliser d'importants progrès (cf. nombres transcendants). Il s'agit en fait de méthodes d'approximation.

Ainsi, pour f (x) un polynôme à coefficients entiers avec au moins deux zéros, on sait (A. Schinzel, R. Tijdeman, 1976) qu'il n'y a qu'un nombre fini d'entiers m pour lesquels l'équation :

a des solutions avec > 1.

En 1976, R. Tijdeman, utilisant ces méthodes, a montré que l'équation de Catalan :

(en x, y, m, n entiers naturels) n'a qu'un nombre fini de solutions, et ce, par une méthode effective (x< exp exp exp 250, Langevin, 1976). La conjecture de Catalan est ainsi ramenée à un nombre fini (mais grand !) de calculs.

Par ces méthodes, on a aussi obtenu le résultat suivant sur l'équation de Fermat, où l'on autorise l'exposant à varier : pour C un réel fixé, l'équation xn + yn = zn en entiers naturels non nuls (xyzn) n'a qu'un nombre fini de solutions avec n ≥3, et y − x < C.

— Marcel DAVID

— Jean-Louis COLLIOT-THÉLÈNE

Depuis que cet article a été écrit, le grand théorème de Fermat a été démontré par Andrew John Wiles en 1994 [cf. Démonstration du grand théorème de Fermat (Wiles), 1994] et le fait que l'équation de Catalan n'admet qu'une solution a été démontré par Preda Mihăilescu en 2002.

—  ENCYCLOPÆDIA UNIVERSALIS

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Écrit par

  • : chargé de recherche au C.N.R.S.
  • : professeur à la faculté des sciences de Reims
  • Encyclopædia Universalis : services rédactionnels de l'Encyclopædia Universalis

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Équation de Pythagore - crédits : Encyclopædia Universalis France

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