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Diophante d'Alexandrie
Diophante d'Alexandrie est un mathématicien grec, auteur des Arithmétiques, un recueil de problèmes principalement formulés comme des équations. Il y cherche des solutions rationnelles particulières sans donner de méthode générale et emploie un symbolisme qui préfigure l'algèbre moderne.
Sommaire
Ce que vous allez apprendre
- Situer Diophante et identifier les principaux témoignages conservés de son œuvre.
- Distinguer ses solutions particulières et son symbolisme d'une méthode algébrique générale.
- Attribuer correctement les rôles de Diophante, Bachet, Fermat et Wiles.
- Relier les Arithmétiques aux équations diophantiennes, aux nombres polygonaux et au dernier théorème de Fermat.
En clair
Au IIIe siècle après J.-C., à Alexandrie, Diophante rassemble dans les Arithmétiques des problèmes qui conduisent surtout à des équations. Il ne livre pas une recette valable pour tous les cas. Il cherche plutôt, problème après problème, des solutions numériques rationnelles.
Son écriture emploie un véritable symbolisme mathématique. Cette façon plus compacte de raisonner préfigure l'algèbre moderne et aide à expliquer la longue influence de son œuvre.
Définition
Diophante d'Alexandrie est un mathématicien grec du IIIe siècle après J.-C., connu principalement par une œuvre incomplètement conservée. Les Arithmétiques, son ouvrage majeur, réunissent des problèmes qui prennent pour la plupart la forme d'équations. Les solutions proposées sont des valeurs numériques rationnelles adaptées à chaque problème ; le texte ne présente pas de méthode générale couvrant tous les cas.
L'apport distinctif attribué à Diophante est l'introduction d'un véritable symbolisme mathématique, qui préfigure l'algèbre moderne. Les Arithmétiques influencent les mathématiciens arabes médiévaux, puis ceux de la Renaissance européenne. Leur édition latine par Bachet de Mézirac, achevée en 1621, devient célèbre parce que Fermat inscrit en marge sa conjecture sur les puissances. Une démonstration complète de ce dernier théorème de Fermat est obtenue par Andrew Wiles en 1995.
L'œuvre connue de Diophante comprend aussi le premier traité connu sur les nombres polygonaux. Son épitaphe, formulée comme un problème arithmétique, constitue une autre trace célèbre de son nom dans l'histoire des mathématiques.
Où on le rencontre
On rencontre Diophante dans l'histoire des mathématiques grecques, à Alexandrie au IIIe siècle après J.-C. Quatre marqueurs permettent de le situer : les Arithmétiques, les équations résolues au moyen de nombres rationnels, une écriture symbolique et un traité sur les nombres polygonaux. Sa vie reste largement inconnue et une partie seulement de son œuvre est conservée.
La circulation de son œuvre relie ensuite le monde arabe médiéval, la Renaissance européenne, l'édition latine de Bachet en 1621 et la note de Fermat dont le résultat sera démontré par Wiles en 1995. Le schéma rend visible cette chaîne de transmission sans attribuer à ces dates des événements que la source ne précise pas.
Le mode d'emploi
Pour lire une référence à Diophante, il faut d'abord identifier la trace évoquée, puis la replacer dans la transmission de l'œuvre. Une convention est essentielle : une date doit rester attachée à l'événement que la source lui associe, sans combler les lacunes biographiques.
1. Repérez s'il est question des Arithmétiques, du traité sur les nombres polygonaux ou de l'épitaphe.
2. Dans les Arithmétiques, distinguez les problèmes et leurs solutions rationnelles du symbolisme employé pour les écrire.
3. Séparez l'œuvre grecque, l'édition latine de 1621, la note de Fermat et la démonstration de Wiles en 1995.
4. Vérifiez enfin si le texte parle de Diophante lui-même ou d'un développement postérieur portant son héritage.
2. Dans les Arithmétiques, distinguez les problèmes et leurs solutions rationnelles du symbolisme employé pour les écrire.
3. Séparez l'œuvre grecque, l'édition latine de 1621, la note de Fermat et la démonstration de Wiles en 1995.
4. Vérifiez enfin si le texte parle de Diophante lui-même ou d'un développement postérieur portant son héritage.
Une lecture trop rapide transforme facilement cette continuité historique en collaboration directe. Le bon réflexe consiste à attribuer séparément chaque texte, conjecture, édition et démonstration.
Un exemple, pas à pas
Suivons le dernier théorème de Fermat à travers les seules données nécessaires : les Arithmétiques de Diophante ; l'édition latine de Bachet achevée en 1621 ; la conjecture notée par Fermat dans sa marge ; la démonstration complète donnée par Andrew Wiles en 1995.
1. Diophante fournit l'œuvre mathématique sur laquelle porte l'édition.
2. Bachet produit l'édition latine devenue la plus célèbre.
3. Fermat y inscrit une conjecture : pour un exposant entier désigné par n, supérieur à 2, trois entiers strictement positifs désignés par a, b et c ne vérifient pas .
4. Wiles apporte en 1995 la démonstration complète du résultat.
2. Bachet produit l'édition latine devenue la plus célèbre.
3. Fermat y inscrit une conjecture : pour un exposant entier désigné par n, supérieur à 2, trois entiers strictement positifs désignés par a, b et c ne vérifient pas .
4. Wiles apporte en 1995 la démonstration complète du résultat.
Le contrôle est refaisable : chacun des quatre noms doit garder un rôle différent. Diophante est l'auteur ancien, Bachet l'éditeur latin, Fermat l'auteur de la conjecture et Wiles celui de la démonstration complète.
En pratique
Dans un texte d'histoire de l'algèbre, on examine le symbolisme de Diophante et sa manière de résoudre des problèmes particuliers. Si l'objectif est une méthode générale, il faut chercher un traité ultérieur plutôt que la supposer dans les Arithmétiques.
Devant une équation dite diophantienne, on étudie la notion mathématique actuelle et ses solutions entières. Si la question porte sur l'auteur grec et son œuvre, la lecture biographique et historique est la bonne entrée.
Pour suivre l'origine du dernier théorème de Fermat, on sépare le support, la conjecture et la preuve. La présence de l'édition de 1621 signale le support de la note, tandis que 1995 renvoie à la démonstration complète de Wiles.
À ne pas confondre
Diophante et une équation diophantienne. Diophante est une personne et l'auteur des Arithmétiques. Une équation diophantienne est une notion mathématique : si la question demande des solutions entières d'une équation, elle porte sur la notion, pas sur la biographie.
Les Arithmétiques et le dernier théorème de Fermat. Le livre est l'œuvre de Diophante ; la conjecture est écrite par Fermat dans la marge d'une édition latine. Une mention de la preuve complète de 1995 renvoie à Wiles, non à Diophante.
Limites et pièges
Biographie lacunaire. La vie de Diophante demeure largement méconnue. Lorsqu'une date biographique précise n'est pas fournie, il faut conserver le repère du IIIe siècle après J.-C. sans déduire une chronologie personnelle de son épitaphe.
Œuvre partielle. Les textes conservés ne représentent qu'une partie de son œuvre. L'absence d'un passage ne prouve donc pas que Diophante ne l'avait jamais traité ; il faut limiter l'affirmation à ce qui est conservé.
Pas de méthode générale. Les Arithmétiques proposent des solutions rationnelles à des problèmes particuliers. Leur symbolisme préfigure l'algèbre moderne, mais ce constat ne permet pas de leur attribuer une procédure universelle qui n'y est pas exposée.
Chronologie condensée. Les repères 1621 et 1995 concernent respectivement l'achèvement de l'édition latine de Bachet et la démonstration complète de Wiles. Ils ne datent ni l'œuvre grecque ni la rédaction précise de la note de Fermat.
Pour aller plus loin
L'article équation diophantienne précise la notion actuelle et le type de solutions recherchées dans ces équations.
La note de lecture Pour redécouvrir le dernier théorème de Fermat prolonge l'histoire de la conjecture associée à l'édition de Bachet.
La fiche Nombres polygonaux développe l'autre domaine explicitement rattaché à un traité de Diophante.
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