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升级   39% TA的每日心情 | 开心 2016-8-29 17:02 |
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签到天数: 18 天 [LV.4]偶尔看看III
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这就形成了孪生素数组的计算方法:4 ^. e& C6 X! A a$ N3 T6 C
设所取的自然数为M,M内的奇素数为P,M内的奇素数删除因子为3,5,7,11,13,………N。那么,M内的孪生素数个数为:
' e/ v6 p, q$ i/ D1 [! T C P*(1/2)*(3/4)*(5/6)*(9/10)*(11/12)*………*(N-2)/(N-1)个。2 i( f3 x; P. b( a: Z
又因为,M内的素数为:M*(1/2)*(2/3)*(4/5)*(6/7)*(10/11)*(12/13)*……*(N-1)/N+素数删除因子个数。# f" a2 o9 n, K8 I
说到这里,我不得不说一下M内素数删除因子与素数的比率问题了:: {7 C# M% D1 B9 q4 A
当M为10时,√M≈3,素数删除因子占总素数的1:2;
. H9 Q6 D H. n( n2 Q) _* D* ^ 当M为100时,√M≈10,素数删除因子占总素数的2:6.5;; M" d# c$ C7 K- @ _# `
当M为10000时,√M≈100,素数删除因子占总素数的1:47.27;9 l5 G( o L- z5 v0 c% x
即随着我们所取自然数范围的无限扩大,素数删除因子可以忽略不计。正因为如此,所以,我们对这里的孪生素数组的计算方法,不要看小范围,要看大的范围是否正确。不能够被素数删除因子整除的小范围涉及(1,3),自然数1不是素数。/ r" Y+ i! |& ^; p; j
那么,M内的孪生素数个数就近似于:
0 s! A9 b- B5 c' p M*(1/2)*(2/3)*(4/5)*(6/7)*(10/11)*(12/13)*……*(N-1)/N*(1/2)*(3/4)*(5/6)*(9/10)*(11/12)*………*(N-2)/(N-1)6 n% c& d* `; h
=M*(1/2)*(1/2)*(2/3)*(3/4)*(4/5)*(5/6)*(6/7)*(9/10)*(10/11)*(11/12)*(12/13)*………*[(N-2)/(N-1)][(N-1)/N]
( W, \0 p6 p% M =M*(1/2)*[(1/2)*(2/3)]*[(3/4)*(4/5)]*[(5/6)*(6/7)]*[(9/10)*(10/11)]*[(11/12)*(12/13)]*………*[(N-2)/(N-1)][(N-1)/N]
: \' c2 d# W# k# O$ V D =M*(1/2)*(1/3)*(3/5)*(5/7)*(9/11)*(11/13)*………*(N-2)/N。* |5 Z6 H: o* y& P7 W$ K
该式中的(1/3)*(3/5)*(5/7)*(9/11)*(11/13)*………*(N-2)/N,也说明只有素数删除因子N,参与删除,删除前面素数删除因子删除后剩余的2/N的数,剩余前面剩余的(N-2)/N,因为(N-2)/N<1,当M增大时,素数删除因子N的个数会增加。故,当M无限增大时,素数删除因子N的个数增多时,(1/3)*(3/5)*(5/7)*(9/11)*(11/13)*………*(N-2)/N的值会变少,所以,当M的范围无限扩大时,孪生素数的密度会变稀少。& W4 _$ D, h& ?/ w" j9 \ U
(4)、我们在上式中增加不该增加的奇合数的删除,上式变为:2 L! @; N P" m
M*(1/2)*(1/3)*(3/5)*(5/7)*(7/9)*(9/11)*(11/13)*(13/15)………*(N-2)/N, Y0 |6 r' `6 T( M: `* o
=M*(1/2)*(1/N)=M/2N,按M内的删除因子的计算方法,M≥N*N,但当M无限扩大时,M>N*N的大于,可以忽略不计,我们把M≈N*N代入上式为:M内的孪生素数个数≈M/2N=N/2,该式的计算取整数。* Z6 m! c* z& A% |1 C# J
因为,孪生素数的个数≈N/2,是在增加了不该增加的奇合数的删除的前提下取得的,要恢复该式的原来计算值,必须除以不该增加的奇合数删除乘积,我们有奇合数删除乘积为:2 ^+ S2 ]7 e; N' z$ H
①、因为(7/9)*(13/15)*(19/21)*(23/25)*(25/27)*(31/33)≈0.488,0.488<1/2。所以,当自然数>33*33,即M大于1089时,M内的孪生素数组按理来说应该大于2*33/2,因为,素数删除因子的删除参差不齐,我们只能说:不包括素数删除因子组成的孪生素数组近似于33个。这里所说的近似是指:孪生素数组的个数,在自然数大于1089时,实际个数与这里和下面的计算正付误差不超过20%。* t/ J$ c5 |6 \, a3 }% O: R: d
②、因为,(7/9)*(13/15)*(19/21)*(23/25)*(25/27)*(31/33)*……*113/115<1/4。所以,当自然数>115*115,即M大于13225时,M内的孪生素数组大于4*115/2,即不包括素数删除因子组成的孪生素数组≈230个;4 H; a4 G( a- P' ^; y
③、因为,(7/9)*(13/15)*(19/21)*(23/25)*(25/27)*(31/33)*……*327/329<1/8。所以,当自然数>329*329,即M大于108241时,M内的孪生素数组大于8*329/2,即不包括素数删除因子组成的孪生素数组≈1316个;; A4 }' q4 \* q( J! f/ h
④、因为,(7/9)*(13/15)*(19/21)*(23/25)*(25/27)*(31/33)*……*589/591<1/12。所以,当自然数>591*591,即M大于349281时,M内的孪生素数组大于12*591/2,即不包括素数删除因子组成的孪生素数组≈3546个;3 F7 X ?' N; X& b/ O& o
⑤、因为,(7/9)*(13/15)*(19/21)*(23/25)*(25/27)*(31/33)*……*893/895<1/16。所以,当自然数>895*895,即M大于801025时,M内的孪生素数组大于16*895/2,即不包括素数删除因子组成的孪生素数组≈7160个;
: a- t* \6 `" S- q9 v5 m2 J ⑥、因为,(7/9)*(13/15)*(19/21)*(23/25)*(25/27)*(31/33)*……*1209/1211<1/20,所以,当自然数>1211*1211,即M大于1466521时,M内的孪生素数组大于20*1211/2,即不包括素数删除因子组成的孪生素数组≈12110个,实际孪生素数组与这里的计算值正付误差不超过20%;敬请各位老师进行检验,也欢迎按这里的方法延伸进行检验。
* c. Z' L* r; d, A/ A ………………。
' n$ P F4 |3 p8 g+ j/ t5 b9 d 这里的N,指我们所取自然数的范围为M时,M开平方的值,也就是说:M≥N*N。上面孪生素数的个数≈N/2,当M的范围增大时,N的值也随之增大,N/2也随着增大,孪生素数个数会增多;还说明,当M的范围增大时,N之内的奇合数会增多,奇合数删除剩余乘积会变小,当奇合数剩余乘积小于1/K时,M内孪生素数个数≈KN/2的值会增大,这充分说明了孪生素数永远存在的道理。: G* a+ a# r7 I; ^+ W, u' q4 ]
5、相差4的孪生素数' W4 |* q2 W' m8 b% s( B7 J5 S
因为,大于3的素数存在于6N+1和6N+5两个等差数列之中,我们有:
$ C3 F# o1 S% b8 U% y (1)、(6N+5)+4=6N+9,相当于6N+3的等差数列,该数列的各个项都能够被素数3整除,不可能生成素数,故6N+5的等差数列的素数与(6N+5)+4不可能组成相差4的孪生素数。) y5 M8 A7 d! q) i
(2)、(6N+1)+4=6N+5,即6N+1的等差数列可以生成素数,6N+5的等差数列也可以生成素数,6N+1的数列与6N+5的数列都是素数时,可以组成相差4的孪生素数,具体个数与前面相差2的孪生素数的计算方法基本上一样,结果也基本上一样。5 \9 I F1 [/ B0 S9 V1 ?+ w
6、相差6的孪生素数 z6 f6 v2 ]+ o0 K1 |3 L
因为,大于3的素数存在于6N+1和6N+5两个等差数列之中,我们有:
$ w$ I3 u+ a! t4 C+ y( N# ^ (1)、因为,(6N+1)+6=6(N+1)+1,相当于6N+1的数列,即存在于本数列之中。* I0 r" Y; e* K7 s& i
(2)、因为,(6N+5)+6=6(N+1)+5,相当于6N+5的数列,即存在于本数列之中。8 ]; k8 s% C& P5 J5 C: I
因为,它有两个组成条件,比相差2和相差4多一个组成条件,按理来说:应该是前面相差2的孪生素数个数的两倍。但是,这里存在这样一个特殊条件,前面涉及了这方面的内容,这里我们再把它说清楚一点。这是前面所没有的:这两个等差数列的公差为6,6=2*3,公差6能够被最小的两个素数删除因子整除,因为,首项不能够被素数删除因子整除,所以,这两个等差数列的每一项都不能够被素数删除因子2和3整除,而大于3的素数删除因子都大于或等于5,即删除间隔为4个项及以上,必然存在4个连续项都是素数的情况,如素数41,47,53,59。素数47与41是相差为6的孪生素数,素数47与53也是相差为6的孪生素数,素数53与47是相差为6的孪生素数,素数53与59也是相差为6的孪生素数,如果是算3个相差为6的孪生素数组,那么,相差6的孪生素数个数,就比前面相差2的孪生素数的两倍还要多。
/ l6 d/ s0 m4 ^* B" M. R! o 这里,我也就不对这个问题进行探索了,我在此,留给数学爱好者们2个题:6 u/ l5 _* v- B& F3 Q6 ?! K3 I2 }
(1)、在任意自然数范围之内,相差6的4个数都是素数的素数等差数列有多少个? z7 l' w" Y5 j3 d o; @
(2)、在任意自然数范围之内,相差30的6个数都是素数的素数等差数列有多少个? |
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