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p p p parcourt les nombres premiers ;k k k parcourt les entiers ⩾ 1 \geqslant 1 ⩾ 1 ;
Montrez que pour n n n entier ⩾ 2 \geqslant 2 ⩾ 2 :
∑ 1 ⩽ k ⩽ n ln ( k ) = ∑ 2 ⩽ p ⩽ n ln ( p ) p − 1 ( n − B p ( n ) ) \displaystyle \sum_{1\leqslant k\leqslant n}\ln(k)=\sum_{2\leqslant p \leqslant n}\frac{\ln(p)}{p-1}(n-B_{p}(n)) 1 ⩽ k ⩽ n ∑ ln ( k ) = 2 ⩽ p ⩽ n ∑ p − 1 ln ( p ) ( n − B p ( n ))
où B p ( n ) B_{p}(n) B p ( n ) est la somme des chiffres du nombre n n n écrit en base p p p .
En déduire que:
( n − 1 ) ∑ 2 ⩽ p ⩽ n ln ( p ) p − 1 − π ( n ) ln ( n ) ⩽ ∑ 1 ⩽ k ⩽ n ln ( k ) ⩽ ( n − 1 ) ∑ 2 ⩽ p ⩽ n ln ( p ) p − 1 \displaystyle (n-1)\sum_{2\leqslant p \leqslant n}\frac{\ln(p)}{p-1}-\pi(n)\ln(n)\leqslant \sum_{1\leqslant k\leqslant n}\ln(k)\leqslant(n-1)\sum_{2\leqslant p \leqslant n}\frac{\ln(p)}{p-1} ( n − 1 ) 2 ⩽ p ⩽ n ∑ p − 1 ln ( p ) − π ( n ) ln ( n ) ⩽ 1 ⩽ k ⩽ n ∑ ln ( k ) ⩽ ( n − 1 ) 2 ⩽ p ⩽ n ∑ p − 1 ln ( p )
où π ( n ) \pi(n) π ( n ) est la fonction de comptage des nombres premiers ⩽ n \leqslant n ⩽ n .
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