Ivan Shishkin, Rye (1878)

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pp-valuation de Hp1H_{{p-1}}

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Solution by budleya · FR

On pose k=1p11k=S.\displaystyle \sum_{k=1}^{p-1}\frac{1}{k}=S.
Par l’astuce du petit Gauss, 2S=k=1p1pk(pk)2S=\displaystyle \sum_{k=1}^{p-1}\frac{p}{k(p-k)} donc 2S/p=k=1p11k(pk)2S/p=\displaystyle \sum_{k=1}^{p-1}\frac{1}{k(p-k)}, rationnel dont pp ne divise pas le dénominateur réduit.

En calculant modulo pp, 2S/p=k=1p11k22S/p=\displaystyle - \sum_{k=1}^{p-1}\frac{1}{k^2} et comme x1/xx\mapsto 1/x est une involution sur les carrés modulo pp,
2S/p=k=1p1k2=p(p1)(2p1)/6modp2S/p=\displaystyle - \sum_{k=1}^{p-1}{k^2}=-p(p-1)(2p-1)/6\mod pet comme p>3p>3, il ne divise pas le dénominateur et 2S/p22S/p^2 est un rationnel dont pp ne divise pas le dénominateur, cqfd.

Remarque : avec p=3p=3, S=3/2S=3/2 et p2p^{2} ne divise pas aa.

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