Les plus grands facteurs premiers d’entiers consécutifs

par Zhiwei Wang

Thèse de doctorat en Mathématiques

Sous la direction de Cécile Dartyge et de Jie Wu.

Le président du jury était Gérald Tenenbaum.

Le jury était composé de Joël Rivat, Etienne Fouvry, Guangshi Lü, Régis de La Bretèche, Anne-Gwénaëlle de Roton.

Les rapporteurs étaient Joël Rivat, Etienne Fouvry.


  • Résumé

    Dans cette thèse, on s'intéresse aux plus grands facteur premiers d'entiers consécutifs. Désignons par $P^+(n)$ (resp. $P^-(n)$) le plus grand (resp. plus petit) facteur premier d'un entier générique $n\geq 1$ avec la convention que $P^+(1)=1$ (resp. $P^-(1)=\infty$). Dans le premier chapitre, nous étudions les plus grands facteurs premiers d'entiers consécutifs dans les petits intervalles. Nous démontrons qu'il existe une proportion positive d'entiers $n$ tels que $P^+(n)<P^+(n+1)$ pour $n\in\, ]x,\, x+y]$ avec $y=x^{\theta}, \tfrac{7}{12}<\theta\leq 1$. Nous obtenons un résultat similaire pour la condition $P^+(n)>P^+(n+1)$. Dans le deuxième chapitre, nous nous intéressons à la fonction $P_y^+(n)$, où $P_y^+(n)=\max\{p|n:\, p\leq y\}$ et $2\leq y\leq x.$ Nous montrons qu'il existe une proportion positive d'entiers $n$ tels que $P_y^+(n)<P_y^+(n+1)$. En particulier, la proportion d'entiers $n$ avec $P^+(n)<P^+(n+1)$ est plus grande que $0,1356$ en prenant $y=x.$ Les outils principaux sont le crible et un système de poids bien adapté. Dans le troisième chapitre, nous démontrons que les deux configurations $P^+(n-1)>P^+(n)<P^+(n+1)$ et $P^+(n-1)<P^+(n)>P^+(n+1)$ ont lieu pour une proportion positive d'entiers $n$, en utilisant le système de poids bien adapté que l'on a introduit dans le Chapitre 2. De façon similaire, on peut obtenir un résultat plus général pour $k$ entiers consécutifs, $k\in \mathbb{Z}, k\geq3$. Dans le quatrième chapitre, on étudie les plus grands facteurs premiers d'entiers consécutifs voisins d'un entier criblé. Sous la conjecture d'Elliott-Halberstam, nous montrons d'abord que la proportion de la configuration $P^+(p-1)<P^+(p+1)$ est plus grande que $0,1779$. Puis, nous démontrons qu'il existe une proportion positive d'entiers $n$ tels que $P^+(n)<P^+(n+2), P^-(n)>x^{\beta}$ avec $0<\beta<\frac{1}{3}$

  • Titre traduit

    The largest prime factors of consecutive integers


  • Résumé

    In this thesis, we study the largest prime factors of consecutive integers. Denote by $P^+(n)$ (resp. $P^-(n)$) the largest (resp. the smallest) prime factors of the integer $n\geq 1$ with the convention $P^+(1)=1$ (resp. $P^-(1)=\infty$). In the first chapter, we consider the largest prime factors of consecutive integers in short intervals. We prove that there exists a positive proportion of integers $n$ for $n\in\, (x,\, x+y]$ with $y=x^{\theta}, \tfrac{7}{12}<\theta\leq 1$ such that $P^+(n)<P^+(n+1)$. A similar result holds for the condition $P^+(n)>P^+(n+1)$. In the second chapter, we consider the function $P_y^+(n)$, where $P_y^+(n)=\max\{p|n:\, p\leq y\}$ and $2\leq y\leq x$. We prove that there exists a positive proportion of integers $n$ such that $P_y^+(n)<P_y^+(n+1)$. In particular, the proportion of the pattern $P^+(n)<P^+(n+1)$ is larger than $0.1356$ by taking $y=x.$ The main tools are sieve methods and a well adapted system of weights. In the third chapter, we prove that the two patterns $P^+(n-1)>P^+(n)<P^+(n+1)$ and $P^+(n-1)<P^+(n)>P^+(n+1)$ occur for a positive proportion of integers $n$ respectively, by the well adapted system of weights that we have developed in the second chapter. With the same method, we derive a more general result for $k$ consecutive integers, $k\in \mathbb{Z}, k\geq 3$. In the fourth chapter, we study the largest prime factors of consecutive integers with one of which without small prime factor. Firstly we show that under the Elliott-Halberstam conjecture, the proportion of the pattern $P^+(p-1)<P^+(p+1)$ is larger than $0.1779$. Then, we prove that there exists a positive proportion of integers $n$ such that $P^+(n)<P^+(n+2), P^-(n)>x^{\beta}$ with $0<\beta<\frac{1}{3}$


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