UN THÉORÈME DE LITTLEWOOD POUR LES NOMBRES PREMIERS DE BEURLING

Abstract

En 1914, Littlewood a montré, contre l'opinion courante à l'époque, qu'il existe des valeurs de x pour lesquelles le nombre de nombres premiers inférieurs à x, π(x), dépasse le logarithme intégral de x, li x. Plus précisément, il a établi que, pour un K>0 convenable, il existe une infinité de valeurs de x pour lesquelles

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et aussi [1] une infinité de valeurs de x pour lesquelles

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En 1937, Beurling a instauré une nouvelle manière de considérer les problèmes sur les nombres premiers, en introduisant les ‘nombres premiers généralisés’ [2]. L'idée est de partir d'une fonction croissante P(x) (x[ges ]0), nulle sur [0, 1], qui joue le rôle de π(x). On lui associe la fonction dzeta et la fonction croissante N(x) (qui joue le rôle de la partie entière de x) selon la formule

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l'hypothèse est toujours que les intégrales ci-dessus existent lorque σ>1 (s = σ+it). Le but de Beurling est, partant de propriétés convenables de la fonction N(x), d'obtenir pour P(x) le ‘théorème des nombres premiers’, P(x) ∼ li x (x → ∞). Nous allons, au contraire, partir d'une hypothèse simple sur P(x) (par exemple, P(x) < li x) et en tirer des conséquences pour la fonction ζ(x), en laissant de côté la fonction N(x). Bien entendu, nous verrons en passant que l'hypothèse P(x) < li x est incompatible avec le fait que ζ(s) soit la fonction dzeta de Riemann.

Il sera commode d'associer à la fonction ζ(s) la fonction

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elle aussi définie pour σ > 1. Ainsi

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Nous nous servirons seulement des deux faits suivants.