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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, n5 d# O& f" I! u# t2 t/ `& q+ l
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。$ K' D7 s, S8 e+ s" J6 u4 q4 l
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。$ H" [- |( K5 X, h; v! f
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。
5 K5 c/ I, v# `; ?0 [& b( s& @ 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。
7 [8 v( p7 v$ f 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( m3 V& v. Z0 B" E8 ~0 Y, ]7 `
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
) O4 G9 s/ K+ `8 y& U" U- \, b 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。
i3 ? x9 E0 b# g. h- } 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。
3 B0 J' Q! V9 t4 \/ K6 z# j ………………。
% M5 `' d# \) `, M. G- b 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。 n# Y! R/ S- ?; s" w& D5 f! m' C
孪生素数的简易证明:- X! W; x$ M( W+ _: \8 t
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。. H0 {3 O( G+ A s
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。( Q* o( ^7 u8 k# p1 z9 j
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。" e* V; {$ j1 @7 B* 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。+ c9 O' f$ B) j) @' V/ B6 p8 ]
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。1 k6 V' J. }2 k( k 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。
; V" h, K6 y0 A8 C 三、1+1
+ s c' f$ w0 Q. E8 q 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。 {7 [: y3 g! g# ^2 Y3 T
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。6 ?8 I9 p9 v7 V. L6 o0 R: U) `
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。" R4 K- Y8 c+ e) }1 W
证明方法一、从素数对的素数生成线路图说明2 X1 i4 S, O7 z) |- K
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:( r$ F! S: H3 X: U- X6 @" ]
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;
3 F5 c6 H0 ]% e* s 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;
4 E4 P7 e+ s4 t 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)。
: J# l) R& H8 \8 u! t (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;
1 Y' {1 I; U. I, z (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;9 A( ^9 d7 h! _3 L* c& G
(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;
: P" f+ G" |0 ]$ y% g" J1 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;, e- o* r) Q8 P; x+ H
(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# n7 o+ r& d8 F
(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;
5 n+ }; F( ?4 e8 M1 r8 K) D (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;+ W, K2 M0 X7 p/ R9 j4 }
(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;
3 {! f! C& R3 a/ i2 z" O (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;( r2 r6 i9 [2 T) e$ i0 G2 S7 ?
(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;& G1 G0 ]% `# j% j
(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;
$ }' ~, J6 E# J! \' p% h& v; c) g9 H9 e (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;
/ b% v( b' g8 c) ] (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;% S; j! X+ V* `! [: T
(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;' h' {- B+ L$ g! i: e, A
(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;
9 v- T% c) N, J# ~$ A 所以,在这区间的偶数都可以组成1+1的素数对。. y4 e; s' H4 Y- Y: Y0 v
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)。! O" l/ m0 P% y, s0 t& a
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。
! X8 V. h7 k, p& C Q 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)。" i! k0 N& S; h. j/ t
奇素数余数表:为素数分别除以素数3,5,7,11,………31的余数。. ^1 I4 {8 @, Z* |" @6 q
3,' K7 Q* Z* }2 M! i! I5 q6 d
5,2,9 w8 v0 X6 y" z! u I, V: O
7,1,2,
6 t5 w% l/ u8 d9 o9 b2 b) ]" v11,2,1,4,
; E' p3 Z$ {; W& D. s13,1,3,6,2,! u5 G+ y$ u% ?( S( B$ m' @- y
17,2,2,3,6,4,
; B1 P) a+ Z$ a" A5 n19,1,4,5,8,6,2,7 Y$ \) H4 [7 C" p, B: `+ [2 R
23,2,3,2,1,10,6,4,
b3 X& G: _+ a# u7 A! Y G; s29,2,4,1,7,3,12,10,6,+ a9 P ?( O; ?3 L4 v/ x5 ?/ c
31,1,1,3,9,5,14,12,8,2,: G! d4 q& r2 B: \9 [
37,1,2,2,4,11,3,18,14,8,6," I: d: S& C/ C3 j- S4 ^1 m! |, a
41,2,1,6,8,2,7,3,18,12,10,
# j3 P) Q8 I7 b1 o+ [43,1,3,1,10,4,9,5,20,14,12,; L1 W& ~, N) A/ U& M) T. R
47,2,2,5,3,8,13,9,1,18,16,; k, b( Y7 d' q
53,2,3,4,9,1,2,15,7,24,22,! l2 o _: A( H& C- p3 v" ?. E$ e+ G
59,2,4,3,4,7,8,2,13,1,28,: V/ t: h# ~% K: y0 z6 p+ J* q
61,1,1,5,6,9,10,4,15,3,30,+ N+ F$ ]" u' L
67,1,2,4,1,2,16,10,21,9,5,% J5 u$ Y+ q1 O5 I" ?: I* J* [
71,2,1,1,5,6,3,14,2,13,9,0 W$ x9 [; Q5 r( T6 d
73,1,3,3,7,8,5,16,4,15,11,
1 |% ^: y2 d* ]; y79,1,4,2,2,1,11,3,10,21,17,
& p3 f6 p8 M1 `, M' D83,2,3,6,6,5,15,7,14,25,21,
$ X0 ^% V# r7 Y$ a6 w/ p89,2,4,5,1,11,4,13,20,2,27,9 Y9 Y4 H" @2 [7 `1 [' w- [% k
97,1,2,6,9,6,12,2,5,10,4,) W( m( q6 R- I/ D
101,2,1,3,2,10,16,6,9,14,8," P0 t" d. `- C
103,1,3,5,4,12,1,8,11,16,10,
$ I/ m ?1 \1 p2 M; K' Z107,2,2,2,8,3,5,12,15,20,14,
/ F5 {9 O4 t6 S& |109,1,4,4,10,5,7,14,17,22,16,0 c8 L' R2 ^7 M6 Y# ~, T
113,2,3,1,3,9,11,18,21,26,20,
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