Portrait de Pierre de Fermat

Pierre de Fermat

Pierre de Fermat

1607 — 1665

France

SciencesMathématicien(ne)JuristeScientifiqueTemps modernesXVIIe siècle (1607-1665)

Mathématicien et magistrat français du XVIIe siècle, Pierre de Fermat a marqué l'histoire des mathématiques par ses contributions fondamentales en théorie des nombres, géométrie analytique et calcul des probabilités. Bien qu'exerçant principalement comme conseiller au Parlement de Toulouse, il a mené des travaux mathématiques qui ont inspiré les générations futures.

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Faits marquants

  • 1630-1660 : Développement de la méthode des tangentes, précurseur du calcul différentiel, en parallèle avec Newton et Leibniz
  • 1654 : Correspondance avec Pascal sur le calcul des probabilités et les jeux de hasard, fondant les bases de cette discipline
  • 1659 : Énoncé du 'Dernier Théorème de Fermat' (xⁿ + yⁿ = zⁿ n'a pas de solution entière pour n > 2), non résolu avant 1995
  • Années 1630-1640 : Contribution à la géométrie analytique et au développement des coordonnées cartésiennes
  • Travaux posthumes : Publication de ses résultats en théorie des nombres et arithmétique ayant influencé Euler et les mathématiques modernes

Œuvres & réalisations

Introduction aux lieux plans et solides (Ad locos planos et solidos isagoge) (vers 1629, publié posthume 1679)

Fermat y développe les bases de la géométrie analytique, représentant les courbes par des équations algébriques, en parallèle et indépendamment des travaux de Descartes.

Methodus ad disquirendam maximam et minimam (vers 1636, publié posthume 1679)

Méthode pour trouver les maxima et minima de fonctions, ancêtre direct du calcul différentiel. Newton et Leibniz s'en sont directement inspirés pour développer le calcul infinitésimal.

Grand Théorème de Fermat (note marginale) (vers 1637)

Affirmation que l'équation xⁿ + yⁿ = zⁿ n'a pas de solution entière non nulle pour n > 2. Ce problème, resté sans démonstration publiée, a mobilisé les mathématiciens pendant 358 ans.

Correspondance avec Blaise Pascal sur les probabilités (1654)

Échange de lettres fondateurs du calcul des probabilités. Les deux savants y formalisent le 'problème des partis' et posent les bases du raisonnement probabiliste moderne.

Petit Théorème de Fermat (vers 1640, communiqué par lettre)

Si p est un nombre premier et a un entier non divisible par p, alors aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p). Ce résultat est fondamental en arithmétique modulaire et en cryptographie moderne.

Principe de Fermat (optique) (1662)

La lumière parcourt toujours le trajet qui minimise son temps de parcours. Ce principe préfigure les lois de la réflexion et de la réfraction et annonce les grands principes variationnels de la physique.

Anecdotes

Fermat n'a publié presque aucun travail de son vivant, préférant communiquer ses découvertes par lettres à d'autres savants. C'est dans les marges d'un exemplaire d'Arithmetica de Diophante qu'il a griffonné sa célèbre note sur son 'Grand Théorème', affirmant avoir une démonstration 'trop longue pour tenir dans la marge'. Cette note a tenu les mathématiciens en haleine pendant plus de 350 ans, jusqu'à ce qu'Andrew Wiles en apporte la preuve en 1995.

Fermat exerçait le métier de conseiller au Parlement de Toulouse et considérait les mathématiques comme un simple passe-temps. Il refusait systématiquement les honneurs et détestait les querelles de priorité. Pourtant, ses 'loisirs' mathématiques le conduisirent à des découvertes que des professionnels comme Descartes lui envièrent profondément.

Fermat et Descartes développèrent indépendamment les bases de la géométrie analytique, mais ne s'entendaient pas du tout. Descartes, jaloux, tenta de démontrer des erreurs dans les travaux de Fermat. Leur rivalité épistolaire, arbitrée par le père Marin Mersenne, passionna toute la communauté savante européenne.

Fermat correspondit avec Blaise Pascal en 1654 sur des problèmes de jeux de hasard. Ces échanges donnèrent naissance au calcul des probabilités moderne. Les deux hommes résolurent le 'problème des partis' : comment partager équitablement les mises d'une partie interrompue selon les chances de chacun.

Fermat formula ce que l'on appelle le 'principe de moindre temps' en optique : la lumière emprunte toujours le chemin le plus rapide entre deux points. Cette intuition, énoncée vers 1662, préfigure les grands principes variationnels de la physique moderne et reste enseignée dans tous les cours d'optique.

Sources primaires

Lettre de Fermat à Pascal, 29 juillet 1654 (1654)
Voici à peu près ma manière de procéder pour la règle des partis : [...] Si deux joueurs, jouant en plusieurs parties, se trouvent en cet état que le premier manque deux parties et le second trois, ils veulent se séparer [...] je dis que le premier doit avoir 11/16 de tout l'argent.
Note marginale dans l'Arithmetica de Diophante (édition de Bachet, 1621) (vers 1637)
Cubum autem in duos cubos, aut quadratoquadratum in duos quadratoquadratos, et generaliter nullam in infinitum ultra quadratum potestatem in duos eiusdem nominis fas est dividere. Cuius rei demonstrationem mirabilem sane detexi. Hanc marginis exiguitas non caperet.
Methodus ad disquirendam maximam et minimam (vers 1636, publié posthume 1679)
Pour trouver le maximum ou le minimum d'une grandeur, il faut substituer A+E à A dans l'expression, puis égaler les deux membres et supprimer les termes contenant E comme facteur commun, enfin poser E égal à zéro.
Lettre à Mersenne sur la géométrie analytique (vers 1638)
J'ai trouvé un grand nombre de propositions belles et nouvelles et j'en cherche encore. L'introduction des lieux plans et solides en algèbre me donne une méthode générale pour résoudre tous les problèmes de géométrie.

Lieux clés

Toulouse

Ville où Fermat exerça comme conseiller au Parlement pendant plus de trente ans. C'est là qu'il vécut sa vie professionnelle et mena la plupart de ses recherches mathématiques.

Beaumont-de-Lomagne

Bourg du Tarn-et-Garonne où Pierre de Fermat est né vers 1607. Une statue lui est dédiée sur la place principale en hommage à ce fils illustre de la région.

Castres

Ville où Fermat mourut le 12 janvier 1665, lors d'un déplacement professionnel lié à ses fonctions de magistrat.

Paris (cercle de Mersenne)

La cellule du père Marin Mersenne au couvent des Minimes à Paris servait de centre névralgique pour les échanges scientifiques européens. Fermat y était intégré par correspondance et ses travaux y étaient régulièrement discutés.

Objets typiques

Plume d'oie et encre noire

Outil quotidien du magistrat et du savant, la plume d'oie permettait à Fermat de rédiger aussi bien ses actes judiciaires que ses démonstrations mathématiques dans ses lettres et ses marges de livres.

Exemplaire de l'Arithmetica de Diophante

L'édition latine annotée par Bachet (1621) était la bible mathématique de Fermat. C'est dans ses marges qu'il a inscrit ses célèbres notes, dont la formulation du Grand Théorème.

Règle et compas

Instruments de géométrie classiques, indispensables pour les constructions que Fermat étudiait, même si ses méthodes algébriques cherchaient à dépasser la seule construction géométrique.

Robe de magistrat

La robe noire du conseiller au Parlement symbolisait la double vie de Fermat : juriste respecté le jour, mathématicien prolifique dans ses heures de loisir.

Chandelier et bougie de suif

L'éclairage à la bougie était le seul moyen de travailler le soir, et Fermat passait de nombreuses heures nocturnes à correspondre avec les savants européens et à développer ses théorèmes.

Correspondance épistolaire (liasse de lettres)

Fermat n'ayant presque rien publié, ses lettres à Mersenne, Pascal, Descartes et Huygens constituent l'essentiel de son œuvre scientifique connue.

Programmes scolaires

LycéeMathématiquesHistoire des mathématiques au XVIIe siècle
LycéeMathématiquesOrigines du calcul des probabilités
LycéeMathématiquesThéorie des nombres et arithmétique
LycéeMathématiquesGéométrie analytique et système de coordonnées
LycéeMathématiquesDémonstration mathématique et conjecture
LycéeMathématiquesDéveloppement du calcul infinitésimal

Vocabulaire & tags

Vocabulaire clé

ThéorèmeConjectureThéorie des nombresProbabilitésGéométrie analytiqueCalcul différentielMéthode des tangentesArithmétique

Tags

Pierre de FermatJuristerevolution-scientifiqueRévolution scientifiqueThéorèmeConjectureThéorie des nombresProbabilitésGéométrie analytiqueCalcul différentielMéthode des tangentesArithmétiqueXVIIe siècle (1607-1665)

Vie quotidienne

Matin

Fermat se levait tôt et assistait à la messe, pratique courante chez les magistrats catholiques du XVIIe siècle. Il consacrait ensuite les premières heures à l'étude des dossiers juridiques en attente au Parlement de Toulouse avant de se rendre au palais de justice.

Après-midi

Les séances du Parlement occupaient une grande partie de l'après-midi. Fermat y délibérait sur des affaires civiles et criminelles, rédigeait des rapports et rendait des arrêts avec ses collègues conseillers. Son rang de magistrat lui conférait un statut social élevé dans la société toulousaine.

Soir

La soirée était le moment privilégié pour les mathématiques. Installé dans son cabinet à la lumière des bougies, il travaillait sur ses théorèmes, annotait ses livres et rédigeait de longues lettres en latin à Mersenne, Pascal ou d'autres savants européens pour soumettre ses découvertes.

Alimentation

La table d'un conseiller au Parlement était copieuse et reflétait son rang bourgeois : pain de froment, viandes rôties (volailles, mouton), légumes du jardin, fromages du Languedoc et vin de la région toulousaine. Les jours maigres imposés par l'Église remplaçaient viandes et poissons frais, secs ou salés.

Vêtements

En exercice, Fermat portait la robe noire des magistrats du Parlement avec un bonnet carré, symboles de sa charge et de son autorité. Dans sa vie privée, il arborait les habits bourgeois de son époque : pourpoint, haut-de-chausses, bas, fraise ou col de dentelle, conformément à son statut social.

Habitat

Fermat habitait un hôtel particulier à Toulouse, demeure bourgeoise à plusieurs étages typique des magistrats aisés. La maison comprenait un cabinet de travail bien fourni en livres, des pièces de réception, et sans doute un jardin intérieur. Il possédait également des terres dans sa région natale du Tarn-et-Garonne.

Frise contextuelle

1610Assassinat d'Henri IV ; début de la régence de Marie de Médicis
1618Début de la guerre de Trente Ans en Europe
1624Richelieu devient Principal ministre de Louis XIII
1631Fermat est nommé conseiller au Parlement de Toulouse
1637Descartes publie le Discours de la méthode et sa Géométrie ; Fermat rédige ses propres travaux de géométrie analytique
1642Pascal invente la Pascaline, première machine à calculer mécanique
1643Mort de Louis XIII ; début du règne de Louis XIV et régence d'Anne d'Autriche
1648Traités de Westphalie mettant fin à la guerre de Trente Ans ; Fronde parlementaire en France
1654Correspondance Fermat-Pascal fondatrice du calcul des probabilités
1657Publication du Ludus algebraicus de John Wallis, qui reprend des problèmes posés par Fermat
1661Louis XIV prend le pouvoir personnel après la mort de Mazarin
1662Fermat énonce le principe de moindre temps en optique
1665Mort de Pierre de Fermat à Castres

Vocabulaire d'époque

ParlementAu XVIIe siècle, cour de justice souveraine chargée d'enregistrer les lois royales et de rendre la justice. Fermat y siégeait comme conseiller à Toulouse.
MagistratOfficier de justice qui exerce des fonctions judiciaires. Fermat était conseiller, c'est-à-dire magistrat de rang intermédiaire chargé d'instruire et de juger les affaires.
Lieux géométriquesEnsemble de tous les points vérifiant une propriété géométrique donnée. Fermat a représenté ces lieux par des équations algébriques, fondant la géométrie analytique.
Correspondance savanteMode principal de diffusion du savoir au XVIIe siècle avant les revues scientifiques. Les lettres circulaient entre savants via des intermédiaires comme le père Mersenne, surnommé la 'boîte aux lettres de l'Europe'.
Nombre premierEntier naturel supérieur à 1 qui n'est divisible que par 1 et par lui-même. Fermat était passionné par leurs propriétés et formula plusieurs théorèmes fondamentaux les concernant.
Méthode des tangentesTechnique développée par Fermat pour trouver la droite tangente à une courbe en un point, équivalente à ce qu'on appelle aujourd'hui la dérivée. Newton reconnut s'en être inspiré.
Arithmétique (sens ancien)Au XVIIe siècle, désignait ce que l'on appelle aujourd'hui la théorie des nombres, c'est-à-dire l'étude des propriétés des entiers, domaine de prédilection de Fermat.
Problème des partisQuestion mathématique ancienne : comment partager équitablement l'enjeu d'une partie de jeu interrompue ? Fermat et Pascal en donnèrent la première solution rigoureuse en 1654, fondant le calcul des probabilités.
Office (vénalité des offices)Charge publique achetée et transmissible, pratique courante sous l'Ancien Régime. Fermat avait acheté sa charge de conseiller au Parlement, ce qui lui assurait revenus et statut social.
Démonstration par l'absurde (descente infinie)Méthode de preuve inventée ou systématisée par Fermat : on suppose qu'une solution entière existe, on en déduit une solution plus petite, et ainsi à l'infini, ce qui est impossible. Cela prouve qu'il n'existe pas de solution.

Galerie


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Fermat schreibend

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Beaumont-de-Lomagne - Monument à Fermat

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Beaumont-de-Lomagne - Hôtel de Fermat- IA00038971

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Capitole Toulouse - Salle Henri-Martin - Buste de Pierre de Fermat

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Capitole Toulouse - Salle des Illustres - Fermat et sa muse - Théophile Barrau 1898

Capitole Toulouse - Salle des Illustres - Fermat et sa muse - Théophile Barrau 1898

Pierre de Fermat

Pierre de Fermat

Fermat's Last Theorem

Fermat's Last Theorem

Style visuel

Baroque français du XVIIe siècle : clair-obscur chaleureux, tonalités bordeaux et parchemin, portrait de magistrat-savant dans son cabinet de travail.

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Prompt IA
17th century French baroque portrait style, warm candlelight illuminating a scholar's study filled with leather-bound books and rolled manuscripts. Rich deep reds, burgundy, dark wood tones, and aged parchment yellows. A magistrate in black robes bent over mathematical diagrams, quill in hand. Soft chiaroscuro shadows, detailed textile textures, classical architectural elements visible through a leaded window. Style reminiscent of Rembrandt or Philippe de Champaigne, dignified and contemplative atmosphere.

Ambiance sonore

L'atmosphère feutrée d'un cabinet de travail toulousain du XVIIe siècle : craquement de la plume, feuillets froissés, cloches de la ville et feu de cheminée.

Prompt IA
Quiet study room in a 17th century French magistrate's house in Toulouse. The soft scratching of a quill on parchment, occasional rustling of pages turning in a thick Latin tome. Distant sounds of the city: church bells tolling the hours, horse hooves on cobblestones, merchants calling in the market. A fire crackles gently in the hearth. Night silence deepens, broken only by the wind, as a solitary scholar works late by candlelight, occasionally muttering numbers and equations to himself.

Source du portrait

Wikimedia Commons — domaine public — Rolland Lefebvre — 1650

Aller plus loin

Œuvres

Introduction aux lieux plans et solides (Ad locos planos et solidos isagoge)

vers 1629, publié posthume 1679

Methodus ad disquirendam maximam et minimam

vers 1636, publié posthume 1679

Grand Théorème de Fermat (note marginale)

vers 1637

Correspondance avec Blaise Pascal sur les probabilités

1654

Petit Théorème de Fermat

vers 1640, communiqué par lettre