Édouard Lucas (1842–1891), the Arithmetician: Theory and Instrumentation

Anne-Marie Décaillot

Revue d'histoire des mathématiques (1998)

  • Volume: 4, Issue: 2, page 191-236
  • ISSN: 1262-022X

Abstract

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In this article, Edouard Lucas is studied as one of the most representative figures of the French arithmeticians’ milieu, which was responsible for fast computing methods and algorithms in the second half of the 19th century. Some biographical elements presented in the first part show that Lucas (and correlatively this whole milieu) exhibited marginal aspects, as witnessed by the nature of the problems tackled by Lucas, his results’ outlets for publication, and his career difficulties. The second part of this paper is devoted to the examination of Lucas’s principal theoretical results : Fermat’s “little” theorem and primality tests. The conception of an arithmetical instrument designed for testing the primality of certain large numbers is the focus of the third part. More important abroad (and notably in the United States) than in France, the posterity of Lucas’s work is touched upon at the end of the article.

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Décaillot, Anne-Marie. "L’arithméticien Édouard Lucas (1842–1891) : théorie et instrumentation." Revue d'histoire des mathématiques 4.2 (1998): 191-236. <http://eudml.org/doc/252085>.

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abstract = {Édouard Lucas est étudié, dans l’article qui suit, comme une des figures les plus représentatives du milieu des arithméticiens français de la seconde moitié du xixe siècle, milieu à qui on doit notamment des méthodes de calcul rapides et des algorithmes. À travers les éléments biographiques présentés dans la première partie, le caractère marginal de Lucas (et corrélativement de tout ce milieu) est mis en évidence. La nature des problèmes abordés par Lucas, les lieux d’expression et de publication de ses résultats et ses difficultés de carrière en témoignent. La deuxième partie de l’article est consacrée à l’examen des principaux résultats théoriques de Lucas : petit théorème de Fermat et tests de primalité. La conception d’un instrument arithmétique destiné à tester mécaniquement la primalité de certains grands nombres entiers est au centre de la troisième partie. La postérité des travaux de Lucas, plus importante à l’étranger, et notamment aux États-Unis, qu’en France, est abordée en fin d’article.},
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  96. [96] LUCAS ( Édouard) [1877d] Théorie nouvelle des nombres de Bernoulli et d’Euler, Annali di matematica pura ed applicata, 2es., t.8 (1877), p.56–76. JFM09.0186.01
  97. [97] LUCAS ( Édouard) [1877e] Formules fondamentales de géométrie tricirculaire et tétrasphérique, Ibid., p.187–192. JFM09.0469.01
  98. [98] LUCAS ( Édouard) [1877f] Considérations nouvelles sur la théorie des nombres premiers et de la division géométrique de la circonférence en parties égales, AFAS, 6 (1877), p.159–167. Zbl0464.10001
  99. [99] LUCAS ( Édouard) [1877–78] Théorèmes d’arithmétique, Atti della reale Accademia delle science di Torin, 13 (1877–78), p.271–284. 
  100. [100] LUCAS ( Édouard) [1878a] Théorie des fonctions numériques simplement périodiques, American Journal of Mathematics pure and applied, 1 (1878), p.184–240 et p.289–321. JFM10.0134.05
  101. [101] LUCAS ( Édouard) [1878b] Sur la série récurrente de Fermat, Bulletino di bibliografia e di storia delle scienze matematiche e fisiche, 11 (1878), p.783–798. JFM10.0121.02
  102. [102] LUCAS ( Édouard) [1878c] Sur l’emploi de l’arithmomètre de Thomas dans l’arithmétique supérieure, AFAS, 7 (1878), p.94–95. 
  103. [103] LUCAS ( Édouard) [1880] Sur les fonctions cyclotomiques, C. R. Acad. sci. Paris, 90 (1880), p.855–856. JFM12.0129.04
  104. [104] LUCAS ( Édouard) [1884a] Le calcul et les machines à calculer, AFAS, 13 (1884), p.111–141. 
  105. [105] LUCAS ( Édouard) [1884b] L’arithmétique figurative et ses applications, Bulletin de la société d’encouragement pour l’industrie nationale, 3es., 11 (1884), p.210. 
  106. [106] LUCAS ( Édouard) [1886] Sur l’emploi des critériums cubiques, biquadratiques et octiques suivant un module premier, AFAS, 15 (1886), t.2, p.101–103. 
  107. [107] LUCAS ( Édouard) [1888] Sur un théorème de Cauchy, AFAS, 17 (1888), t.2, p.29–31. 
  108. [108] LUCAS ( Édouard) [1890] Sur la loi de réciprocité des résidus quadratiques, Bulletin de l’Académie des sciences de Saint-Pétersbourg, 33 (1890), p.495–496. 
  109. [109] LUCAS ( Édouard) [1891a] Théorie des nombres, t.1, Paris 1891 ; rééd. Paris : Blanchard 1961 et Gabay 1991. Zbl0464.10001
  110. [110] LUCAS ( Édouard) [1891b] Questions proposées à la discussion des première et deuxième sections, AFAS, 20 (1891), t.1, p.149–152. 
  111. [111] LUCAS ( Édouard) [1891c] Récréations mathématiques, 4 vol., Paris 1891 ; rééd. Paris : Blanchard 1960. Zbl0088.00101MR124983
  112. [112] LUCAS ( Édouard) [1895] L’arithmétique amusante, Paris 1895 ; rééd. Paris : Blanchard 1974. 
  113. [113] LUCAS ( Édouard) [1911] Les principes fondamentaux de la géométrie des tissus, AFAS, 40 (1911), t.2, p.72–88 (mémoire extrait de l’Ingeniere civile, Turin 1880 et trad. de l’italien par A. Aubry et A. Gérardin). JFM43.0274.02
  114. [114] MENABREA ( Luigi Federico) [1842] Notions sur la machine analytique de M. Charles Babbage, Bibliothèque universelle de Genève, 41 (1842), p.352–376. 
  115. [115] MENABREA ( Luigi Federico) [1884] Sur la machine analytique de Charles Babbage, C. R. Acad. sci. Paris 99, (1884), p.179–182. JFM16.1117.03
  116. [116] MESLIN ( Georges) [1900] Sur une machine à résoudre les équations, C. R. Acad. sci. Paris, 130 (1900), p.888–890. JFM31.0101.04
  117. [117] MORAIN ( F.), SHALLIT ( J.O.) et WILLIAMS ( H.C.) [1995] Discovery of a lost factoring machine, The Mathematical Intelligencer 17 (1995), p.41–47. Zbl0842.01006MR1347894
  118. [118] MORAIN ( F.), SHALLIT ( J.O.) et WILLIAMS ( H.C.) [1996] La machine à congruences, La revue des arts et métiers, 14 (1996), p.14–19. 
  119. [119] NICOLAS ( Jean-Louis) [1984] Tests de primalité, Expositiones mathematicae, 2 (1984), p.223–234. Zbl0533.10004MR783136
  120. [120] OCAGNE ( Maurice d’) [1893] Le calcul simplifié par les procédés mécaniques et graphiques, Paris : Gauthier-Villars, 1893. JFM54.0577.02
  121. [121] PELLET ( Auguste) [1916] Réponse à une question de C.A. Laisant (no4452), L’intermédiaire des mathématiciens, 23 (1916), p.64–67. JFM46.0346.03
  122. [122] PÉPIN ( Théophile) [1877] Sur la formule 2 2 n + 1 , C. R. Acad. sci. Paris, 85 (1877), p.329–331. JFM09.0114.01
  123. [123] PÉPIN ( Théophile) [1878] Sur la formule 2 n - 1 , C. R. Acad. sci. Paris, 86 (1878), p.307–310. JFM10.0121.01
  124. [124] PIERCE ( Tracy A.) [1916–17] The numerical factors of the arithmetic forms i = 1 m ( 1 ± æ i m ) , Annals of Mathematics, 1916–17, (2), 18, p.53–64. MR1503584JFM46.0194.03
  125. [125] POMEY ( Léon) [1920] Sur les nombres de Fermat, C. R. Acad. sci. Paris, 170 (1920), p.100–101. JFM47.0122.04
  126. [126] SAMUEL ( Pierre) [1967] Théorie algébrique des nombres, Paris : Hermann, 1967. Zbl0146.06402MR215808
  127. [127] SEBERT Colonel [1879] Rapport sur l’arithmomètre inventé par Thomas (de Colmar) et perfectionné par Thomas (de Bojano), Bulletin de la société d’encouragement pour l’industrie nationale, 6 (août 1879), p.393–411. 
  128. [128] SERRES ( Michel), dir. [1989] Éléments d’histoire des sciences, Paris : Bordas, 1989. MR1396088
  129. [129] SYLVESTER ( James Joseph) [1880a] Sur les diviseurs des fonctions cyclotomiques, C. R. Acad. sci. Paris, 90 (1880), p.287–289 et p.345–347. JFM12.0129.02
  130. [130] SYLVESTER ( James Joseph) [1880b] Sur la loi de réciprocité dans la théorie des nombres, C. R. Acad. sci. Paris, 90 (1880), p.1053–1057 et p.1104–1106. JFM12.0124.02
  131. [131] TANNERY ( Jules) [1895] Introduction à l’étude de la théorie des nombres et de l’algèbre supérieure, (notes rédigées par Émile Borel et Jules Drach), Paris : Nony, 1895. JFM25.0131.01
  132. [132] TCHEBYCHEF ou CHEBYSHEV (Pafnuti Lvovich) [1850] Mémoire sur les nombres premiers (présenté à l’Académie impériale de Saint–Pétersbourg en 1850), Journal de mathématiques pures et appliquées, 17 (1852), p.366–390. 
  133. [133] TORRES Y QUEVEDO (Leonardo) [1895] Sur les machines algébriques, C. R. Acad. sci. Paris, 121 (1895), p.245–248. JFM26.0124.01
  134. [134] TORRES Y QUEVEDO (Leonardo) [1900] Sur les machines à calculer, C. R. Acad. sci. Paris, 130 (1900), p.472–474 et p.874–876 . JFM31.0903.02
  135. [135] TORRES Y QUEVEDO (Leonardo) [1902] Machines à calculer, Mémoires présentés par divers savants à l’académie des sciences de l’Institut de France, 2es., t.32, no9, p.1–20. 
  136. [136] TOURNÈS ( Dominique) [1998] L’origine des méthodes multipas pour l’intégration numérique des équations différentielles ordinaires, Revue d’histoire des mathématiques, 4 (1998), p.5–72. Zbl0917.01016MR1664069
  137. [137] WARING ( Edward) [1770] Meditationes algebricae, Cambridge, 1770. 
  138. [138] WARUSFEL ( André) [1971] Structures algébriques finies, Paris : Hachette Université, 1971. Zbl0233.12001MR338133
  139. [139] WEIL ( André) [1974] Essais historiques sur la théorie des nombres, L’Enseignement mathématique, 20 (1974), p.87–110, 215–222, 247–263. Zbl0298.10027
  140. [140] WEIL ( André) [1983] Number theory. An approach through history : from Hammurapi to Legendre, Boston, etc. : Birkhäuser, 1983. Zbl0531.10001MR734177
  141. [141] WESTERN ( Alfred Edward) [1932] On Lucas’ and Pépin’s tests for the primeness of Mersenne’s numbers, Journal of the London Mathematical Society, 7 (1932), p.130–137. Zbl0004.24402JFM58.1029.04

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