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升级   39% TA的每日心情 | 开心 2016-8-29 17:02 |
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二、孪生素数与素数等差数列; u) ~! n+ @- W" b! s5 m0 Y& V
孪生素数的定义:相差特定间隔距离的素数,叫孪生素数。一般是指最小间隔距离,人们通常指间隔距离相差为2,4,6的素数,其实,还有最小的间隔距离相差1的孪生素数:2,3。
( G) g! l, w/ Z! {/ G4 i 素数等差数列的定义:相差相同间隔距离的素数数列,叫素数等差数列。因为,素数2的删除是素数2的倍数(>1)的数,即每间隔一个自然数,素数2都要删除一个数,所以,除了孪生素数2,3外,再也没有相差1的孪生素数了。故,人们在提到孪生素数时,忽略了这个最小的孪生素数了。
1 ~7 y6 Y/ |: m6 | 大于2的素数存在于1+2N之中,因为,等差数列1+2N的公差为2,不能够被素数3整除,所以,在这个等差数列,每三个连续项中的数,必然有一个项的数被素数3整除(不能够成为素数),剩余两个项相差2的数,有可能同时成为素数,即相差2的素数(除3,5,7)外,最多只有两个相差2的素数存在,这两个相差2的素数,人们把它称为孪生素数。' `. `) y4 }+ P" c( M
因为,除了偶素数2以外,都是奇数。所以,相差2的孪生素数中间的数,必然能够被素数2整除,又因为素数3是每3个自然数必须删除一个,故,相差2的孪生素数(除了3,5)中间的数,必然能够被素数3整除,才能够保证两个相差2的数不被素数3整除,即相差2的孪生素数中间的数既能够被素数2整除,也能够被素数3整除,那么,相差2的孪生素数(除了3,5外),其它都能够被2*3=6整除。再因为,其余大素数的删除间隔都大于3,给相差2的孪生素数的存在留下了机会,所以,相差2的孪生素数有存在的条件。
9 P% q8 }6 w2 W6 q1 k. y 因为,大于3的素数存在于1+6N和5+6N两个等差数列之中,这两个等差数列的公差6,不能够被素数5整除,所以,这两个等差数列5个连续项中必然有一个项,被素数5整除。如5+6N数列:5,11,17,23,29;35,41,47,53,59;……。中的5,35,65等
' v- M9 b9 F% C) q1 T ^) M) [ 再如1+6N数列:7,13,19,25;31,37,43,49,55;61,67,73,79,85;……。中的25,55,85等( l8 X: S' B' f1 i" `9 m' h+ w
即相差6的素数等差数列,除5,11,17,23,29(以下一个素数删除因子为首项外),最多只能有4个连续项都为素数。反过来说,如果首项不是下一个删除因子(5)本身,那么,相差6的素数等差数列,最多只有4个项。
+ `3 ~; {/ G/ C& O( \3 s' j 如果说,我们用素数删除因子2,3,5,在2*3*5=30之内的删除剩余数1,7,11,13,17,19,23,29为首项,以30为公差组成8个等差数列,那么,公差30必然不能够被素数7整除,如果素数等差数列的首项不是7,那么,相差30的素数等差数列不会超过6项。
8 S+ D" o+ O5 s! k ………………。$ k- m; k: k1 y i6 p0 }* N3 K
以此类推,也就是说,数学家陶哲轩发现的23个数的素数等差数列,因为,首项不是23,那么,公差必然能够被2*3*5*7*11*13*17*19*23=223092870整除。换一句话说,如果该公差不能够被素数29整除,那么,在这个等差数列中任意取29个连续项,分另除以素数29,必然余数分别为:0,1,2,3,……28。我们可以说,能够被该数整除的公差,在素数长河中,完全可以存在28个素数的素数等差数列。5 Q: r( R0 w$ G: B# C: `
孪生素数的简易证明:# |2 P1 n" k m
因为,大于3的素数存在于等差数列6N+1和6N+5之中。所谓孪生素数,即相差为2的两个素数叫孪生素数。即当6N+5的N为X,6N+1的N为X+1时,6N+6和6N+1都是素数时,即为孪生素数。又因为,人们已经证明了素数永远存在,那么,当6N+5的N为X,6N+1的N为X+1时,6N+5和6N+1都是素数的情况也永远存在,所以,孪生素数永远存在。实践说明,当自然数大于43以后,孪生素数实际个数大于自然数的平方根。8 J9 @2 z! [6 N) _2 _/ D
顺便说一下,相差4的孪生素数。也就是6N+1和6N+5所形成的孪生素数。这里的6N+1中的N与6N+5中的N相等时,6N+1和6N+5都是素数的情况下,叫做相差4的孪生素数。同理,人们已经证明了素数永远存在,所以,6N+1和6N+5都是素数也永远存在,应该以上面的孪生素数个数相当。
. p& b. Q0 q$ N0 p 再说一下相差6的孪生素数,即6N+1与6(N+1)+1,6N+5与6(N+1)+5。都为为同一等差数列所形成的孪生素数。同理,人们已经证明了素数永远存在,所以,6N+1与6(N+1)+1,6N+5与6(N+1)+5都是素数也永远存在,应该有相差2的孪生素数个数的两倍。6 R8 P) h4 a: \2 F0 D; F6 A
孪生素数的直接寻找方法,敬请搜索《孪生素数的计算及证明》。该筛选方法,除了孪生素数3,5以外,不会漏掉任何一个孪生素数。因为,本文认为:孪生素数的起源是孪生素数5,7。后面所有的孪生素数都是孪生素数5,7的延伸。, K- v$ _5 |" P$ T' V
说到这里,必须说明:孪生素数与哥德巴赫猜想的关系,两者不是同一对称性的题型。孪生素数是相差特定间隔距离的素数,而1+1不属于相差同一间隔距离的组合。不能认为证明了一个对称性的问题,就可以原封不动地搬到另一个问题上进行使用。+ e2 D* I+ y" u
孪生素数的制约因素只有一个,那就是素数删除因子。而1+1的制约因素有两个:1、素数删除因子,2、素数的对称数,素数的对称数因偶数而异,即受偶数制约对称数是否能够被素数删除因子删除。1 T" s, m! f Q/ U# b
三、1+1
4 [6 Q8 S* P: C; \% [ 1+1的猜想:大于6的偶数,可以表示为两个奇素数之和,简称1+1。
: E6 {, i# n9 K; O* z% h 任何一个证明题,在没有定理之前,证明犹如大海捞针。所以,学生给哥德巴赫猜想下了一个定义:不能够与偶数同余的素数,必然组成偶数的素数对。(素数删除因子所组成的素数对除外)。反过来,能够组成偶数素数对的素数,除素数删除因子外,必然不与偶数同余。1 }3 s, P( d; `8 w) q
我们从多个方面,说明哥德巴赫猜想的成立,结论是一样的:1、从素数对的素数生成线路图说明,2、通俗证法,3、每一个素数删除因子删除后的剩余数是否能够通过1+1组成连续偶数,组成连续偶数的数是否有1+1的素数。
/ _ @0 j7 {7 F% a) E0 q6 I 证明方法一、从素数对的素数生成线路图说明
) H- w% z! q. T- H# v( {$ H 按照素数形成线路图,大于6的偶数,都有不与偶数同余的素数生成线路存在,必然产生不与偶数同余的素数,即,大于6的偶数都有1+1的素数对。证明方法应该是:2 ?, o% C% N) K' s. U% e' e
1、因为,大于素数2*2,小于素数3*3的偶数,只有偶素数删除因子2,我们只须要考虑偶数和奇素数除以素数删除因子2的余数,是否同余即可,这区间的偶数必然大于4,在大于素数删除因子2,小于2*2=4内有:素数3,又因为偶数除以2余0,素数3/2余1,不同余(即余数不相同之意),所以,素数3能够组成这区间的偶数的素数对:6=3+3,8=3+5;4 L1 d# V0 K8 I6 \
2、大于3*3,小于5*5的偶数,素数删除因子有:2,3。我们就要考虑,偶数除以2的余数,偶数除以3的余数,是否与素数除以2的余数,除以3的余数是否同余的问题。而偶数除以素数2的余数都为0,奇素数除以素数2的余数都为1,不与偶数同余(下同,我们不再提取偶素数删除因子2);所以,我们只考虑素数删除因子3,在大于素数删除因子3,小于3*3=9内有两个素数:5,7。5/3余2,7/3余1,这区间的偶数除以3余数分别为:0,1,2。当偶数除以3余0时,素数5和7都不与偶数同余;当偶数除以3余1时,素数5不与偶数同余;当偶数除以3余2时,素数7不与偶数同余,所以,这区间的偶数都能够组成1+1的素数对;0 b7 A: W; j& R0 N5 v- U( v: _
3、偶数在大于25,小于49时,奇素数删除因子只有3,5,这区间的偶数必然大于25,在大于素数删除因子5,小于5*5=25内有素数:7,11,13,17,19,23。它们分别除以素数删除因子3,5的余数为:7(1,2),13(1,3),19(1,4),11(2,1),17(2,2),23(2,3)。
( r' v/ k: n8 F, K# D* n (1)、当偶数除以3和5余数为:0,0时,素数7,11,13,17,19,23都不与偶数同余;
; _8 ^6 z$ a5 [ (2)、当偶数除以3和5余数为:0,1时,素数7,13,17,19,23都不与偶数同余;
, w0 H3 k8 d" h (3)、当偶数除以3和5余数为:0,2时,素数11,13,19,23都不与偶数同余;1 o' g4 d0 W4 N0 ?) S0 @1 U
(4)、当偶数除以3和5余数为:0,3时,素数7,11,17,19,都不与偶数同余;: n" v, ]7 G0 I7 P% y5 Y9 G3 T
(5)、当偶数除以3和5余数为:0,4时,素数7,11,13,17,23都不与偶数同余;
" ^- h* n- W4 [, J (6)、当偶数除以3和5余数为:1,0时,素数11,17,23都不与偶数同余;3 u. C, {5 V3 U5 Q8 E# f
(7)、当偶数除以3和5余数为:1,1时,素数17,23都不与偶数同余;
; \- o# {- p: \3 b" l* G- m& h' t% e1 ^6 a (8)、当偶数除以3和5余数为:1,2时,素数11,23都不与偶数同余;
8 d/ L* [! n7 ?' k (9)、当偶数除以3和5余数为:1,3时,素数11,17,都不与偶数同余;
4 \. ^$ x. b4 h# K (10)、当偶数除以3和5余数为:1,4时,素数11,17,23都不与偶数同余;
6 S2 V5 K$ x6 G, A+ S8 \ (11)、当偶数除以3和5余数为:2,0时,素数7,13,19,都不与偶数同余;
: u1 e5 V8 G% Q' n! d+ U (12)、当偶数除以3和5余数为:2,1时,素数7,13,19,都不与偶数同余;2 `2 W4 R5 v/ i* C# K
(13)、当偶数除以3和5余数为:2,2时,素数13,19,都不与偶数同余;" K( o+ N5 z' z+ S$ h' c: _
(14)、当偶数除以3和5余数为:2,3时,素数7,19,都不与偶数同余;
* f4 m6 V1 @8 k7 j* N% o (15)、当偶数除以3和5余数为:2,4时,素数7,13,都不与偶数同余;6 X! k) h, F6 E& x* ?; G
所以,在这区间的偶数都可以组成1+1的素数对。
& P- A0 }8 O" B9 D8 G 按偶数除以素数删除因子3和5的余数,完美无缺的排列为上面15种,而在这区间的实际偶数只有12个,分别代表12个类型,有偶数:26(2,1),28(1,3),30(0,0),32(2,2),34(1,4),36(0,1),38(2,3),40(1,0),42(0,2),44(2,4),46(1,1),48(0,3)。
7 o- w( f+ I) v; l0 d 后面的排列数与实际偶数个数的差距是越来越大。比如说:偶数在49到121之间只有36个,而按素数删除因子3,5,7的余数,进行完全排列为105个;偶数在121到169之间只有24个,而按素数删除因子3,5,7,11的余数,进行完全排列为1155个;偶数在169到289之间只有60个,而按素数删除因子3,5,7,11,13的余数,进行完全排列为15015个;………。总之,许多都是无用功。为了方便简单,请参看下面的素数余数表。从表中可以查到:任何一段的偶数,在大于素数删除因子,小于最大素数删除因子平方内的素数中,都能够寻找到不与偶数同余的素数存在,况且,这一段的任意偶数都大于这个区间内的素数,所以说:哥德巴赫猜想是成立的。' }# m; a& N1 z8 e5 `; Q& r* W: ~/ J% }
我们反过来说,上面的这些东西,也并非是无用功,如上面所缺少的3种类型的偶数,我们只能够说在这个限定的区域内没有,在大偶数中必然存在。24+30N数列的偶数都是(0,4)类型,22+30N数列的偶数都是(1,2)类型,20+30N数列的偶数都是(2,0)类型。都可以使用上面适应该类型的素数的延伸素数。(下面再说)。" E+ k) Y( a, E& y; Y
奇素数余数表:为素数分别除以素数3,5,7,11,………31的余数。
0 u5 k9 F' ~; g8 e3,
+ w j# i$ j. }5,2,
0 P4 v7 r6 W* J7 _7,1,2,+ [; j6 q4 M3 v, r
11,2,1,4,
0 e, W& v4 l9 u' l- q3 A13,1,3,6,2,
0 D8 J! t" [1 d7 q17,2,2,3,6,4,/ v+ `8 e: n9 F; O" S$ Y: P' I
19,1,4,5,8,6,2,
& M. T2 \$ F8 o! N23,2,3,2,1,10,6,4,
7 v$ P% K ~. R. D* u29,2,4,1,7,3,12,10,6,. m$ a- L( l' q3 h& v
31,1,1,3,9,5,14,12,8,2,8 m6 {) F3 t2 x2 S
37,1,2,2,4,11,3,18,14,8,6,
! c! ?) R/ B C7 W6 j: F41,2,1,6,8,2,7,3,18,12,10,4 h$ b6 a( e$ i$ X! R0 Q G
43,1,3,1,10,4,9,5,20,14,12,
1 K2 ~* H1 ?; E( f3 \& u47,2,2,5,3,8,13,9,1,18,16,4 E+ e+ i! T) x' q
53,2,3,4,9,1,2,15,7,24,22,
9 ]3 u% D8 l9 M$ z( {5 w* u59,2,4,3,4,7,8,2,13,1,28,: U" o& R B5 g7 d& K- j% Y
61,1,1,5,6,9,10,4,15,3,30,) ]: j9 f6 j7 _ s$ H+ I
67,1,2,4,1,2,16,10,21,9,5,( I: D' h9 g, w" s8 y H7 b; \
71,2,1,1,5,6,3,14,2,13,9,
4 r8 I. v3 I* ~) r73,1,3,3,7,8,5,16,4,15,11,
+ }0 J0 i q% j# U5 r* e& ^79,1,4,2,2,1,11,3,10,21,17,
% i- C# e5 u9 N& ]2 _83,2,3,6,6,5,15,7,14,25,21,
7 z; P6 v2 R8 `+ y( D- a89,2,4,5,1,11,4,13,20,2,27,, P( P; f1 L. f! ?5 U9 o
97,1,2,6,9,6,12,2,5,10,4,
0 s0 a6 q6 s7 t* M101,2,1,3,2,10,16,6,9,14,8,
3 j. ~) M# @ l103,1,3,5,4,12,1,8,11,16,10,
. _) A) o# Q- f: p- z107,2,2,2,8,3,5,12,15,20,14,/ t l4 E: O7 v- }" b2 F' w
109,1,4,4,10,5,7,14,17,22,16,
' p; I1 m4 C/ h0 n0 C113,2,3,1,3,9,11,18,21,26,20,% Y# @) S7 n8 g' x/ S S
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