$Teorema:$ Existem infinitos números primos.
Dados dois números primos entre si, qualquer primo que divida um deles, certamente não dividirá o outro. Assim, basta construir uma lista infinita de números que são dois a dois primos entre si. Uma lista que satisfaz essa propriedade pode ser obtida pelos números de Fermat dados, para $n\geq 0$, por $$F_n=2^{2^{n}}+1 $$
De fato, se $F_m$ é um número de Fermat, vale a seguinte propriedade $F_m-2=F_0F_1\ldots F_{m-1} $. Propriedade essa que é fácil de ser provada por indução, pois se supusermos que vale $F_{k-1}-2=F_0F_1\ldots F_{k-2}$ então teremos
$$F_k-2=2^{2^{k}}-1=(2^{2^{k-1}})^2 - 1^2 =(2^{2^{k-1}}-1)(2^{2^{k-1}}+1)=(F_{k-1}-2)F_{k-1}=F_0F_1 \ldots F_{k-1}F_k.$$
Visto isso, temos, para $n<m$, que se um número primo $p$ pudesse dividir $F_m$ e $F_n$ ele dividiria $F_m-F_0 \ldots F_{m-1}=2$, daí seria $p=2$ o que é impossível, já que todo número de Fermat é ímpar. Isto demonstra que $F_m$ e $F_n$ são primos entre si, o que conclui a prova do teorema.
Nenhum comentário:
Postar um comentário