- 在线时间
- 27 小时
- 最后登录
- 2011-11-29
- 注册时间
- 2011-5-4
- 听众数
- 3
- 收听数
- 0
- 能力
- 0 分
- 体力
- 97 点
- 威望
- 0 点
- 阅读权限
- 20
- 积分
- 38
- 相册
- 0
- 日志
- 0
- 记录
- 0
- 帖子
- 18
- 主题
- 14
- 精华
- 0
- 分享
- 0
- 好友
- 1
升级   34.74% 该用户从未签到
 |
哥德**猜想的证明
8 T5 d) W1 M2 S 一、质数表示式# ^. H; g4 b7 I% Y1 M' |- t
1、质数表示式的由来
9 i6 s: e0 I4 J7 x3 M. V已知;P=2n+1为奇数的表示式,式中为n=0、1、2、3……,自然数集。因奇数中含有全部的质数(除2外),所以p=2n+1也可以视为奇质数的表示式,所不同的是其中有一部分不是奇质数,如:9、15、21、25、27、33、35......等等,这说明7、(9)、11,13(15)17,19、(21)23,23、(25、27)29,31(33、35)37.......
% Z X* }# @: O1 V: }" y它们两个奇质数之间的距离不是3、5、7,11、13,17、19之间的距离为2而是4、6或者8、10......。所以p=2n+1不能是奇质数的表示式,必须修正或选择。
/ b7 E, l7 R" u将p=2n+1改为pn=2n+1+2n".......(1)* q; N# ?0 K0 n
已知两个奇质数(Pn’,pn)之间的距离为D。为2的倍数。用2N表示。当N=1时。D=2N=2×1=2。即Pn’- Pn=2、Pn’=Pn+2,又知奇质数加1等于偶数,用2n表示,即Pn+1=2n,则Pn’=Pn+1+1,Pn’=2n+1......(1)’将(1)’式代入(1)式:pn=2n+1+2n",得n"=0即pn=2n+1
2 f5 _- r' U4 }3 W% F8 Y以上说明,若两个奇质数(Pn’、Pn)之间的距离为2,即N=1,n"=0- T" E, M& E: \- v! P5 H% ?3 I
则该奇质数的表示式与奇数表示式相同,为Pn=2n+1。因为奇数之间的距离为2。如3.5.7,11.13,17.19,它们之间的距离也都等于2即N=1,n"=0。
+ R5 O( H- e' N1 v" v% k$ D: E1 I! t将n=1.2.3,5.6,8.9代入p=2n+1中得3.5.7,11.13,17.19。当N=2,D=2×2=4即Pn’-Pn=4,Pn’=Pn+1+3,Pn’=2n+3......(2)’’代入(1)式得n"=1,即Pn=2n+3如7.11,13.17,19.23.它们之间的距离都等于4
2 ~0 e$ z/ b0 \7 {$ i; R* ~/ A即N=2,n"=1将n=4.7.10代入Pn=2n+3得11.17.23,; \+ F. D% w# F3 X& [/ Y) {
同理N=3,n"=2,N=4,n’’=3......。即Pn’=2n+5......(1)’’’,pn’=2n+7......。如:23.29.31.37它们之间的距离都等于6,即N=3,n"=2将n=12.16代入Pn=2n+5得29.37。
" k9 g; Y- h4 J% o8 O$ Z! `由上可以得出,n"与 N的关系,n"=N-1。
. r6 A, {6 V6 n0 \8 q" g; A) w" [! r即(1)式可以改为pn=2n+1+2(N-1)或pn=2n+2N-1......(2)" E" K7 S/ j3 Y+ I! B- [
(2)式为奇质数表示式 3 |8 N, u+ g, @( R
由奇质数定理1(注2)得M=Pn+n’
' O/ t5 o" d" U1 m/ y 将(2)式代入上式得M=2n+2N-1+n’ Pn+Pn’=2M=4n+2N-1+2n’+2N-1; d( _, E# E% |9 w ?2 O# V
因pn=2n’+2N-1 则Pn’=4n+2N-1……(3)( g- M, p1 w0 C1 N2 X
由上得Pn=2n+2N-1......(2) Pn’=4n+2N-1……(3)
" ]9 o) N* I; ^8 } H均为奇质数表示式 (2)(3)式涉及到两个变量n 、N只要n、N相互配合,就能表示所有的奇质数,由此只能是奇质数表示式的基础式* ]3 ` N) f3 F0 j, A- _
2.证明两个质数之间的距离为0、2、4、6、8…∞即整个偶数集。 8 s! N( {; J# Y4 @% p
假设:两个质数之间距离不包含整个偶数集,如不包含2n"。
g# T9 t" n0 E- x$ s设2n"=0、2、4、6、8……∞。
: M3 E6 ]* Y' r; O即Pn'-Pn≠2n"……(4)式中2n"=0、2、4、6、8……∞. M Q: w" f% ^ v3 E; D, n* A
根据奇质数的表示式Pn=2n+2N-1……(2) Pn'=4n+2N-1……(3)$ v1 z. e. D) Z9 b |
用2n"、 4n"分别代替2n 、4n , [ s* l4 P! v+ s: z
Pn'- Pn= 4n"+ 2N-1 -(2n"+2N-1 ) Pn'- Pn=2n"……(4)’/ l3 w. f8 N3 g
+ X" K% Y ~4 C% p# }3 F1 D$ P4 h3 `: W其结果(4)’式与(4)式相悖,证明(4)式是错误的。9 o, t, S& ]- `* ~$ k" Z- J. I
这种假设不存在,证明两个奇质数之间距离包含整个偶数集。9 b2 b1 H3 I/ @% N! m" ~ \
即Pn'- Pn=2n…(4)’'式中n=0、1、2、3、……∞2 b( E: v8 E- V8 p; k7 L: u( T
例如:2n"=6,2n"+1=7,4n"+1=2×6+1=13,13-7=64 l$ M1 _; S6 E% F$ A, ]
2n"=40,2n"+3=43,4n"+3=2×40+3=83,83-43=40
6 p, p$ J, I" n5 G, ?2n"=80,2n"+3=83,4n"+3=2×80+3=163,163-83=80
! T: ?, L" i2 W! n* c# A" J( ~+ Y8 i2n"=100,2n"+27=127,4n"+27=2×100+27=227,227-127=100
# z, e) X. |( Z3 x, `8 ]. s3、奇质数表示式Pn=2n+2N-1的证明 h& u) e7 b) D
直接证明不行,亦可用两个奇质数之和的联合式来证明- A8 F$ \4 ]! G* V
即证明Pn+Pn’=2n’+2N-1+2n”+2N-1……(1)式在理论上成立或n为自然数集时(1)式成立。
& |# E2 S" B8 x" T+ x/ i" i9 _在(1)式中设N=2,2n’+2n”=2n,即2n’,2n”为2n的偶数公由数(注1)
) B4 n7 |! | X8 a5 ?" m) W代入(1)式得Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n……(2)8 Q, {. ]7 Q' [7 a' u- z% b: V
在(2)式中设Pn=3代入(2)式得Pn+Pn’=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n……(3)
/ @0 U3 Y: R" @7 T又因两个奇质数之差为偶数,用2n表示,即Pn’=Pn+2n
( d0 \6 v1 g9 E/ n& b, `8 B: s代入(3)式得Pn+Pn+2n=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n为恒等式,即(2)式Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n也为恒等式,即从理论上成立,+ @3 N' I; p5 E% n: N. B9 @
即证明(1)式在N=2,2n=2n’+2n”的条件下从理论上成立8 A# V( K/ u5 |3 U) z
或Pn=2n’+2N-1和Pn’=2n”+2N-1在上述条件下也成立。3 Z# ^1 T+ t; ^0 H' V, a9 V
从而证明了奇质数表示式Pn=2n+2N-1从理论上成立。
: ^# s( A, X2 y8 N& ]/ {6 d由此可以证明(3)式 ①为恒等式 ②等式左边或右边表示两个奇质数之和 5 s7 o( b: q' s* K6 O, `3 z
4.将n=0,1,2,3……自然数集时代入(2)式得3+3=0+3+0+3=6+0 3+5=0+3+2+3=6+2 5+5=2+3+2+3=6+4 5+7=2+3+4+3=6+6 7+7=4+3+4+3=6+8 5+11=2+3+8+3=6+10 5+13=2+3+10+3=6+12 3+17=0+3+14+3=6+14 5+17=2+3+14+3=6+16 59+67=56+3+64+3=6+120 61+67=58+3+64+3=6+122……' P6 M8 }6 `/ S
由此从理论上实例上证明了Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n……(2)Pn+Pn’=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n……(3)成立, 从这个意义上讲
1 O& x0 a8 P/ Y9 T2 A(2)式或者(3)式才是完整的质数公式 即Pn*+Pn*+1=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n………(3)*为质数表示式 在(3)*式中 Pn* Pn*+1表示质数 n=0,1,2,3……自然数集 2n’+2n’’=2n 即2n’ 2n’’为2n的公由数 Pn=3或Pn=2 (注3)
* M+ z6 u; z3 ]4 a$ u二、证明n为自然数集时(2)式Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n成立,
C' |! E3 R1 Z1、在(2)式中设2n’,2n”为2n的最后一对偶数公由数
5 |7 W% M. N2 }8 A! G; }; v- X& B若n为偶数时,2n/2=n,2n’=2n”=n,代入(2)式,0 r' s* ~% M0 ~3 x: ~% j, L0 O
* P2 `2 J5 n, t1 a" D' D
得(Pn+Pn’)/2=2n’+3=2n”+3=3+n……(4)
j' k+ A4 L( `4 n% O" P若n为奇数时,2n’+1=2n”-1=n
{; O( P* A' S4 g" M同理得(Pn+Pn’)/2=2n’+1+3=2n”-1+3=3+n……(4)’3 [: w' {1 v( x) y! @
在(4)、(4)’式中设Pn=3得(Pn+Pn’)/2=2n’+Pn=2n”+Pn=Pn+n……(5)
3 h+ V. A, q: J# \0 G% M( a(Pn+Pn’)/2=2n’+1+Pn=2n”-1+Pn=Pn+n……(5)’
) w {5 a5 A8 p2 M( [2,由奇质数定理一、二(注2)得知(Pn+Pn’)/2=M M= Pn+n8 X" ]/ S2 n8 ^& @2 Q9 ~
即M为两个奇质数Pn Pn’之间的正中间数,将它代入上式,从而得到了或证明了M= Pn+2n’=Pn+2n’+1=Pn+n或=3 +2n’=3+2n’+1=3+n为两个奇质数Pn Pn’之间的正中间数0 g, f ]3 x& B% L# ]1 z
3、当n=0,1,2,3……自然数集,2n=0,2,4,6……偶数集 因任何偶数包括0都有最后一对偶数公由数。且第一个偶数公由数2n’为0,0,2.2,4.4,6. 6……60,60……∞/2,∞/2)根据M=pn+2n’或M=pn+2n’+1代入得M=pn+(0, 1+0,2,1+2,4,1+4,6 1+6……60,1+60………∞/2,1+∞/2),M=pn+(0,1,2,3,4,5,6,7,……60,61……∞/2,1+∞/2)即两个奇质数pn pn’的正中间数M=pn+n=pn+0,1,2,3,4,5,6,7……60,61……∞/2,1+∞/2)
+ W6 \* n$ G% ]' x5 F设pn=3代入得M=3+n=3+0,1,2,3,4,! y6 C$ r$ y* \$ B) Y( I I
5,6,7……=3,4,5,6,7,8,9,10……63,64……3+(∞-a)/2,4+(∞-a)/2)[a>2(Pn+1)]再根据奇质数定理三找到M两边奇质数, pn pn’且pn=M-n’pn’=M+n’即Pn+Pn’=2M=2X(3,4,5,6……)=6,8,10,12……即大于4的偶数集,得Pn+Pn’=6+2n.
7 I; s( w" b. q! D5 t即 从理论上证明每一个大于4的偶数都可以表示成两个奇质数之和。8 O6 Z3 E4 b" }% N, a
例 8 H$ e* i. g' F
n 0 1 2 3 4 5 6 60 61+ t/ N; y4 t) h3 }- b
2n 0 2 4 6 8 10 12 120 122' f/ N; b. b! _1 {3 Y7 d$ g- D6 B
2n’ 0 0 2 2 4 4 6 60 60+ R. D3 T e/ ?5 Y5 i
2n’’ 0 2 2 4 4 6 6 60 62
! P& r2 ~9 v: c- aM(2n’+3或n’+1+3) 3 4 5 6 7 8 9 63 64
; l) C \8 S; {! ePn 3 3 5 5 7 5 7 59 616 {. h9 ~4 A8 o/ v7 C5 z
Pn’ 3 5 5 7 7 11 11 67 672 e# k0 t; D/ Q9 \
Pn+pn’(2M) 6 8 10 12 14 16 18 126 128
$ {% [6 Z. p( e9 F. ^. t: a; Z6 p
v" L- L% H' f( a由上表得出 M=3 4 5 6 7 8 9……大于2的自然数集,pn+pn’=2M=2X(3 4 5 6 7 8 9……)=6 8 10 12 14 16 18 ……大于4的偶数集。
& V8 u3 M2 H7 ^! w0 z3 p又例如,2n=22222222222222222 n=11111111111111111
5 a3 L3 W# m! \+ P. l因为n为奇数,2n’+1=2n’’-1=n 2n的最后一对偶数公由数2n’ ,2n’’分别为2n’=1111111111111110 2n’’=11111111111111112 9 W _" t# O8 L6 |% W( x
则 Pn+Pn’=2n’+1+Pn+2n’’-1+Pn=1111111111111110+1+3+11111111111111112-1+3=22222222222222228
: p' F* j& B- C6 [$ w(Pn+Pn’)/2=2n’+1+Pn=2n’’-1+Pn=Pn+n=3+n=M
3 b( M+ h% i- a* vM=11111111111111111+3=11111111111111114. E4 Y" f g2 n( _9 s
根据定理三,因M的左边相邻处找到Pn
4 I- g" D" \! a8 N, d5 G然后通过n=M-Pn 求得 n由 Pn’=M+n 求得 Pn’
# M+ Y& x! X% O* q9 O& K1 a已知 M的左边相邻处找到Pn=111111111111111111 n=M-Pn=11111111111111114-11111111111111111=3
/ z, w0 T2 ~" C6 p) B7 N TPn’=11111111111111114+3=11111111111111117& ^" o& w2 ]7 \* J! p
Pn’+Pn=111111111111111111+11111111111111117=22222222222222228
$ J }- R; P! A1 ^, S& C1 H7 s
4 k+ i, q* J; w =2M=11111111111111114X2=22222222222222228! ]$ Y' _' }' Z7 e1 |- S
三,也可以这样证明0 Y( j2 r& r$ y ]# g* H
1, 在Pn+Pn’=2n’+2N-1+2n”+2N-1……(1)式中
/ A. L/ x0 ~$ G% x设2n’,2n”为2n的最后一对偶数公由数) n( k l/ u) B5 `8 h! Q+ Z' V; K
若n为偶数时,2n/2=n,2n’=2n”=n,
& I# D( [# _' h7 ]9 ]6 U, w若n为奇数时,2n’+1=2n”-1=n
5 J5 m0 x6 C6 S6 Q) y" ^) u代入(1)式 得(Pn+Pn’)/2=2n’+2N-1=2n”+2N-1. j0 h( J" h5 _- \6 q
(Pn+Pn’)/2=2n’+1+2N-1=2n”-1+2N-1
! @! ^- V1 c6 r% _% e9 @" ]. |) c# F或(Pn+Pn+2n)/2=n+2N-1=n+2N-1 h, [6 W1 j, ?& @) }4 X1 L
Pn+n=n+2N-1=n+2N-1 得Pn=2N-1, _8 P* _% [( h) w
代入(1)式得Pn+Pn’=2n’+Pn+2n”+Pn
& H$ k0 v& r4 c7 L7 U或Pn+Pn+2n=2n’+Pn+2n”+Pn(恒等式)' ~. d! W" G. M
由上证得 Pn+Pn’=2n’+2N-1+2n”+2N-1……(1) 在理论上成立. l( ^4 ^9 F! c4 o' F
当n=0,1,2,3……自然数集,2n=0,2,4,6……偶数集 因任何偶数包括0都有最后一对偶数公由数。且第一个偶数公由数2n’为0,0,2.2,4.4,6. 6……60,60……∞/2,∞/2)根据Pn+n=Pn+2n’=pn+2n’+1得pn+n=Pn+(0,1+0,2,1+2,4,1+4,6 1+6……60,1+60………∞/2,1+∞/2)=pn+(0,1,2,3,4,5,6,7,……60,61……∞/2,1+∞/2) pn+n=pn+0,1,2,3,4,5,6,7……60,61……∞/2,1+∞/2
( o6 g7 m/ ^+ p% R- g6 `6 K! y设pn=3代入得3+n=3+0,1,2,3,4,
|6 T. a( m# P" \: {5,6,7……=3,4,5,6,7,8,9,10……63,64……3+(∞-a)/2,4+(∞-a)/2)[a>2(Pn+1)]* ]! e0 ` |) Y( ?6 ?8 r& }& O
代入上式 Pn+Pn’=Pn+Pn+2n=(Pn+n)x2=(3+n)x2=(3,4,5,6……)x2=6,8,10……=6+2n
4 D( C9 D8 z* d4 `. b或Pn*+Pn*+1=6+2n
; B% P' M. n" A, u2, 因两个奇质数之间的距离为偶数 用2n表示0 `' J1 T) r" p* x V- ?
即 Pn’=Pn+2n 得Pn’+Pn=Pn+Pn+2n……(1) - Z: e; l5 i# O
在(1)式中 设 2n’+2n’’=2n 即 2n’ 2n’’为2n的偶数公由数
" p2 R8 y, P$ V2 o2 ^ ^/ Q) A代入(1)式得 Pn’+Pn=Pn+2n’+Pn+2n’’……(2)- f; u+ I( G9 b, x! p2 T1 ?9 B+ e
设2n’ 2n’’为2n的最后一对偶数公由数
) y" v Z$ }7 [4 _& j8 G若n为偶数时,2n/2=n,2n’=2n”=n- a+ p# e$ z( {' W
得(Pn+Pn’)/2=2n’+Pn=2n”+Pn
, {- Y$ }3 D. \& `( G7 L4 J( F若n为奇数时,2n’+1=2n”-1=n
% l e0 Y1 K0 N5 |4 s; H; i同理得(Pn+Pn’)/2=2n’+1+Pn=2n”-1+Pn% a/ Y5 O1 ~( [$ Y+ B6 s; l
即 (Pn+Pn’)/2=2n’+Pn=2n”+1+Pn……(3)
* m, k4 _! `( v' Q+ q* n& [* xn为偶数2n=0,4,8,12……+ D0 }- d$ u3 t% ~$ P( n) f
2n的最后一对偶数公由数为0、0,2、2,4、4,6、6……8 h3 _' Z+ ?, F7 F9 b2 P
2n’=0,2,4,6……偶数集9 I8 I, g7 d0 @, f5 A7 |* n! j
n为奇数 2n=2,6,10,14……
9 @& h# Z9 _2 f+ @ M; B2n的最后一对偶数公由数为 0、2,2、4,4、6,6、8……6 ] E j7 M! t9 d& D& B
2n’+1=1,3,5,7……奇数集
+ G1 y( P4 g, Z9 M将以上数字代入(3)式得(Pn’+Pn)/2=Pn+(0,1,2,3,4,5,6,7……)自然数集8 @: |* R$ c" U% f( o
Pn’+Pn=2Pn+0,2,4,6,8……偶数集 4 x6 F7 x) U5 u! h
设 Pn=2 或 Pn=32 F1 V9 [( x7 B, _
代入上式得 Pn’+Pn=4+2n或Pn’+Pn=6+2n
9 i2 ^- U) w3 [0 p四,奇质数定理三的证明; A) U O- D$ a3 u) p
(1) 已知M=3,4,5……大于2的自然数集n’=0,1,2,3……自然数集
" v0 F5 }& Q" R' d又已知Pn’-2n=Pn Pn’-0,2,4,6……=Pn
) S9 X/ M0 W) b( @ r/ VPn’-0,1,2,3……=Pn+0,1,2,3……=M4 q9 Y6 j& ?* w$ y+ S5 g: Q
Pn=M-0,1,2,3…… Pn’=M+0,1,2,3……
2 ^ z* B; u2 d. e( W! ^或 Pn=M-n’ Pn’=M+n’
0 b# E5 N6 o' o! U5 R' j8 Z1 t由此证明了 Pn=M-n’ Pn’=M+n’或Pn+Pn’=2M 成立
6 M* a1 K! N' u# E$ f- w(2) 实例说明 Pn=M-n’ 即Pn=3,4,5,6,7,8,9,10……-0,1,2,3,4,5……: {2 @4 l$ e$ P; \" Z; k$ z& x6 M
Pn’=M+n’ Pn’=3,4,5,6,7,8,9,10……+0,1,2,3,4,5……$ P- {- c8 U; l/ @
得 Pn=3-0=3 Pn’=3+0=3 M=3 2M(Pn+Pn’)=6/ M7 g0 i- x* R! U5 A- c4 `
=4-1=3 =4+1=5 =4 =86 @' T& Z: e# F
=5-2=3 =5+2=7 =5 =10
Q. Q7 [. i1 q) u& v) x8 ~3 y5 ? =6-1=5 =6+1=7 =6 =12
* t9 G+ K1 E$ @, J% c* f =7-0=7 =7+0=7 =7 =14* f+ f) [5 I4 [- X; l5 R
=8-3=5 =8+3=11 =8 =163 z! o# ]2 i* q) e, O$ M- w
=9-4=5 =9+4=12 =9 =18
! [# v& M1 X0 v2 { =10-3=7 =10+3=13 =10 =207 [/ M6 a. G' B$ j2 w
=11-6=5 =11+6=17 =11 =22
3 p( T: r* Q, ~1 U =12-5=7 =12+5=17 =12 =24
6 w" @, q' Z0 x. P/ iPn+Pn’ =3,4,5……-0,1,2,3……+3,4,5……+0,1,2,3……: H) X$ h+ C; _! A! [3 Y
=3,4,5……+3,4,5……=2x3,4,5……=2M=6,8,12……=6+2n
E6 n9 J) ~ n' S \(3)已知M-n’=Pn M+n’=Pn’
Q G4 G( K5 d) c z0 [ 或 M-0,1,2,3……=Pn M+0,1,2,3……=Pn’ 9 C8 ^0 s9 g3 x9 g/ U8 B
即 在Pn和Pn’两个奇质数的正中间数M的左边n’处或0,1,2,3……处
% E B" ?* S% E; W# ?存在着奇质数Pn M的右边n’处 存在着奇质数Pn’ 且M到Pn、Pn’处的距离相等且=n’ 例题见(2)
4 [! S$ p2 }& c3 s: c. b! a3 y9 f. J由此 从从实例上、理论上证明了奇质数定理三的成立。
+ @4 V, y; o+ y: m五、质数表示式的证明
) M8 v# x `$ D' b6 L& o9 ]' ^' h, p1完整的质数公式 即Pn+Pn’=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n………(3)为质数表示式或Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n ……(2) 在式中 Pn Pn’表示质数 n=0,1,2,3……自然数集 2n’+2n’’=2n 即2n’ 2n’’为2n的公 由数 Pn=3或Pn=2
3 s0 }' e, ], ]8 u. x7 B# S在(2)式中2n’+3 2n”+3必须为奇质数,即Pn=2n’+3 Pn’=2n’’+3) ^1 T% J# g6 {6 y8 j+ v5 X
第一种情况 若2n+3为奇质数 如n=0,1,2,4,5,7,8,10……时2n的第一对偶数公由数2n’ 2n’’代入(2) 式均成立,2n的第一对偶数公由数为0,0、0,2、0,4、0,8、0,10、0,14、0,16、0,20 代入(2)式得 Pn +Pn’=0+3+0+3=3+3
1 Y$ i5 i+ |# U =0+3+2+3=3+52 | H5 i% z: s4 A) a0 S
=0+3+4+3=3+7
/ c5 V# K; }. ?0 `4 {0 m =0+3+8+3=3+11
( ^5 p% y9 _ G) K" K6 H# e$ C =0+3+10+3=3+13
" J7 o7 m/ C( Q5 B6 p/ V =0+3+14+3=3+17
1 A& l: \+ H3 P0 \+ j =0+3+16+3=3+19
, t* U; J5 @) Y =0+3+20+3=3+230 ~! o5 t3 t x) H/ ~- i( O9 \
第二种情况 若2n+3不为奇质数 如 n=3,6,9,11即2n的第一对偶数公由数2n’’ (或2n)+3不为奇质数。如2n=6,12,18,22 它们的第一对偶数公由数为0,6、0,12、0,18、0,22 ! x! Z- k$ q& [( O3 o0 a4 a6 w0 `
即6+3=9 12+3=15 18+3=21 22+3=25 3 x# u+ O8 I$ r3 } O- |3 U( f1 b( ~6 P, K
这必须启用第二对偶数公由数2,4、2,10、2,16、2,20 将以上数字代入(2)式得: g$ s( v4 S8 F+ \/ j
Pn +Pn’=2+3+4+3=5+7
3 i5 x V& B& Q; j. ] =2+3+10+3=5+13
; Q( b. c+ X) b9 Z =2+3+16+3=5+19
9 ^1 o0 z' {7 M5 }% U% p9 t =2+3+20+3=5+23! y* v( t+ W' [( o9 @
第三种情况 2n-(2,4,6……)+3不为奇质数或2n的第2,3,4……对偶数公由数中的2n’’+3不为奇质数,如n=12,16,24,27 即2n的第一二对偶数公由数2n’’(2n-2)+3不为奇质数 如2n=24,32,48,54 它们的第一二对偶数公由数为0,24、2,22、0,32、2,30、0,48、2,46、0,54、2,52即24+3=27 22+5=25 32+3=35 30+3=33 48+3=51 46+3=49 54+3=57 52+3=55则必须启用第三对偶数公由数 4,20、4,28、4,44、4,50 将以上数字代入(2)式得 Pn +Pn’=4+3+20+3=7+23( ]- G+ p! ] y- R/ f& }2 t
=4+3+28+3=7+31
9 e: C1 Q1 a/ \; l% z =4+3+44+3=7+470 E6 L* k3 b. c) t
=4+3+50+3=7+53
7 f& y# B! Q. {" q又如n=46,61,2n=92,122它们的偶数公由数如下
+ O0 n' b( v- ^8 M6 B- y0,92.2,90.4,88.6,86.8,84.10,82.12,80.14,78.16,76。18,74.20,72.22,70。24,68.26,66.28,64.30,62。32,60.34,58.36,56.38,54.40,52.42,50.44,48.46,46.(24对). j A9 [; q, B+ L6 g3 F
0,122.2,120. 4.118,6,116.8,114.10,112。12,110.14,108.16,106.18,104。20,102。22,100。24,98.26,96.28,94.30,92.32,90.34,88.36,86.38,84.40,82.42,80.44,78.46,76.48,74.50,72。52,70。54,68.56,66.58,64.60,62.(31对)
! C( |0 G$ W$ c% p1 d它们的偶数公由数分别为24,31对。- | K3 z1 `- j3 `* K: C
2n=92的有第 9,15,18对能用 即 Pn+Pm’=16+3+76+3=19+79 5 H S7 N. @* A4 r7 [! b
=28+3+64+3=31+677 p9 c" h, J% Z( c+ h
= 34+3+58+3=37+61: l4 t% G& K. f- |
2n=122由第9,15,30对能用即Pn+Pn’=16+3+106+3=19+109 " Y2 j$ _" T+ G" q' @4 C
=28+3+94+3=31+97# m4 u0 |* ^6 M0 M1 \8 r
=58+3+64+3=61+677 z8 y" \/ m( j) C, g
综述以上 质数表示式(2)式中 n为自然数集时,2n的偶数公由数2n’ 2n’’ 有一对以上使2n’+3 2n’’+3 均为奇质数 8 D% K6 h V8 J" x! ?
2n的最后一对偶数公由数 使(2)式变为(Pn+Pn’)/2=M=2n’+3=2n’’+3……(4)9 f) b S, _5 I
=2n’+1+3=2n’’-1+3
9 z- q! }# l/ m1 ?5 S( ]4 R =n+3
8 H& [1 L* f! r! o* F! n& e =3,4,5……- R A8 o( E7 a) D2 O! s
即 Pn Pn’的2个奇质数之间的正中间数M 为大于2的自然数集 根据奇质数定理3 Pn+Pn’=2M=2x3,4,5……=6,8,10……=6+2n% I4 Q+ M/ j9 V! N5 m
2,质数表示式的证明
: Q' f5 C2 M6 u8 X0 v( a: e(1) 已知 Pn=2n+2N-1
& b% [) V0 i+ r, X! N设N=2 2n’=2n 代入上式
$ i5 g* I6 {5 D: o得Pn=2n’+3
0 j0 z4 S# ~' z! T! D Pn’=2n+6-(2n’+3)
* G6 q/ v1 j( p8 T3 f( D( H Pn’=2n-2n’+36 l2 S. c5 f3 K3 t$ ^8 ]% s
又已知 Pn’=2n’+3+2n’’’
! `/ `$ c f" g$ H* U2n-2n’+3=2n’+3+2n’’’ 2n=4n’+2n’’’
6 ?1 c. N+ m- L7 {5 Z: P* nPn=2n’+3 ……(1)6 o% u+ u- ]6 S( x
Pn’=2n-2n’+3……(2)2 }- I: a) q: C: [( B. M! u6 |
2n=4n’+2n’’’ ……(3)
; p6 |' n: A0 V上式中 n=0,1,2,3……自然数集 2n’为2n的第一个偶数公由数 2n’’’为Pn Pn’之间的距离 Pn+Pn’=6+2n
2 A% W' o) `) m2n=0 2n’=0 Pn=0+3=3 Pn’=0-0+3=3 2n=0+0=0 2n’’’=0" x- h3 }# t7 j( G' n" Z! T, a
=2 =0 =0+3=3 =2-0+3=5 =0+2=2 =1
- m: ]+ I1 k: _ =4 =0 =0+3=3 =4-0+3=7 =0+4=4 =2( `. K7 g' C% ^% P* ?1 F& P+ C
=6 =2 =2+3=5 =6-2+3=7 =4+2=6 =1
3 }# X! ~4 i% v =8 =0 = 0+3=3 =8-0+3-11 =0+8=8 =4
$ A3 o+ z6 ?; w7 n' o$ Q =10 =0 =0+3=3 =10-0+3=13 =0+10=10 =57 c' b: K+ e! a t
=112 =16 =16+3=19 =112-16+3=109 =32+90=112 =45! _. u! O: {% w2 @* r
(2)方程组0 g4 R6 O: `: }8 X- F7 F
Pn=2n’+3 ……(1)$ E2 p& p1 c4 W6 Q
Pn’=2n-2n’+3……(2); ]8 i! `" h E' Z) u$ J9 w( z
2n=4n’+2n’’’ ……(3). l0 }$ t& i/ I$ V* p4 |; F
① 方程组的特征或要求 n为0,1,2,3……自然数集时方程要成立
b2 c4 @) M3 T4 Y2n’+3 2n-2n’+3必须均为奇质数 2n’为2n的第一个偶数公由数 2n’可以任意选任何一对' v8 {: R% F ?. m( m- t1 }8 h/ V; J5 B
②解方程的步骤
; S, @: E3 M) E设2n=0,2,4,6……偶数集 根据2n的偶数公由数2n’ 2n’’ (2n=2n’+2n’’)6 r" }+ D* B% Y+ T7 H
确定2n’ 求Pn=2n’+3 Pn’=2n-2n’+3 根据2n=4n’+2n’’’求2n’’’=2n-4n’
; ?" b. V) I% L1 R+ l③证明方程组成立
( P$ b ^; j6 C4 N$ [% I即证明Pn=2n’+3 Pn'=2n’'+3 7 ~$ J) Z9 @3 I; Q
已知 Pn+Pn’=2n’+3+2n’’+3=6+2n7 c& O( W5 O7 Y L# t
又已知Pn’=2n-2n’+3 2n=2n’+2n’’ 2n''=2n-2n',得2n-2n’+3=2n’'+3 4 k8 N) c5 z$ W; ~. m, h" c
3 E, L7 s# d: `* Z* r6 P* y( q2n=4n’+2n’’’=2n’+2n’+2n’’’ 2n=2n’+2n’+2n’’’! q. H: k# n# U
得 2n’’=2n’+2n’’’ Pn’=2n’’+3=2n’+2n’’’+3=2n’+3+2n’’’=Pn+2n’’’=Pn+0,2,4,6……
3 s Z9 K; h5 y6 sPn=2n’+36 f' h1 _0 z* v0 J5 g' S
Pn’=2n’+3+2n’’’
% n$ t$ o) q4 R$ B& A1 F 因 2n的第一个偶数是公由数2n’为0,2,4,8,10,14……除6,12,18,22,24……之外的偶数集,因6,12,18,22,24的偶数都可以分解为2,4。2,10。8,10。8,14。4,20即2n’可以避开6,12,18,22,24……1 r( i2 C' O7 y+ d
即Pn=2n’+3成立/ n$ s" J) _9 W8 \
Pn’=2n’+3+2n’’’
1 }) j" W! ~/ A4 y =Pn+2n’’’
?& p! M# {1 a =Pn+0,2,4,6……
" i G, d( D6 M3 N* ]: Y已知Pn到Pn’的距离为0,2,4,6……
) T3 Q5 j* G: A. [2 z% {$ Q+ V则Pn’=2n’+3+2n’’’也成立
+ n: K7 W, {& W即Pn’=2n’’+3 也成立
9 j2 ^6 X: X7 e: S. o5 ^3 用数字来检验质数表示式的成立
w/ m6 Q( G) t1 R已知Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n Pn=2n’+3 Pn’=2n’+3+2n’’’ 2n=4n’+2n’’’
- l( d* W/ Z- a设 n=0,1,2,3…… 2n=0,2,4,6…… . @! z% [+ ^; `4 q0 V! x
2n=0 4n’=0 2n’’’=0 2n’=0 2n’’=0 Pn=3 Pn;=3 Pn+Pn’=6
3 i+ c' ]) l4 J6 i, C+ D3 K, v =2 =0 =2 =0 =2 =3 =5 =8' [6 d& C4 ~+ {1 @5 ]- `- u
4 4 0 2 2 5 5 10
$ k3 Z# _; T) }8 P$ H 6 4 2 2 4 5 7 12) Q9 g( g$ M0 Z3 c" C
8 8 0 4 4 7 7 14
2 B( V% i8 n& M+ ]% A" t1 U! K 10 4 6 2 8 5 11 16$ |' z) P4 F/ H" m# Q) l# }) U: Y3 y: ?
12 8 4 4 8 7 11 186 Z$ I2 M6 Y. R; y- p/ @, o3 T3 }! @
14 8 6 4 10 7 13 202 f7 |( [. y, f4 C# \: u- r. ~
16 16 0 8 8 11 11 22
0 P1 k f/ v' @9 h c5 | 18 16 2 8 10 11 13 20
5 x7 D% y3 k5 w8 `1 w q" D% u 20 20 0 10 10 13 13 26
# n! y3 `; T: v3 Y% I 92 32 60 16 76 19 79 98
u* G; M& o( n' e% @' ` 92 56 36 28 64 31 67 98+ m/ [) V1 c! m. ]; W
92 68 24 34 58 37 61 98) O) P$ p" v( G' O3 O9 U
122 32 90 16 106 19 109 128
1 w( U8 D& S" d) d 122 56 66 28 94 31 97 128
/ L$ t1 F$ t) K4 H$ e 122 116 6 58 64 61 67 128
3 I+ @2 `# t# D" M; y6 Z: z 2n=22222222222222222 4n’=22222222222222220 2n’’’=2 Y" P8 o/ u! c6 l e
2n’=11111111111111110 2n’’=11111111111111112 Pn=1111111111111113 Pn’=11111111111111115 Pn+Pn’=22222222222222228+ |0 B) }( D4 K4 S# V+ {9 }
六,奇质数定理和公由数理论是证明猜想唯一的新方法( d. @5 n2 S/ \& I4 Q7 n7 `" T
1,以上证明是根据质数的特征及其规律为理论依据 即(1)质数除2外都是奇数' [: V' u, d* H0 o7 K4 I2 R! A
(2),由于是奇数,它们之间的差为偶数 即Pn’-Pn=2n
3 s4 y5 M) a2 k6 V(3),它们的分布是不规则的0 I0 \9 A) C; S; e4 I
由上述三个特征得到三个定理(见注2)% [2 c% E8 @8 s/ H
即奇质数之间的共同规律
6 N# Y& B @5 T2,以上证明涉及到五个问题9 M8 B- v4 T& z- V. g$ F3 G6 h& K
① 公由数理论。注1已经说的很清楚,是大家可以接受的数学公理,无需证明和检验8 {1 m" \* B& _; I8 H8 Y
② 最后一对偶数公由数也是存在的,大家也可以公认,无需证明
0 H9 T! L) d% I- j% z# \! g% {% g③ 由最后一对公由数求得(Pn’+Pn)/2=Pn+n=M 的方法也是正确的- Y( K; Q' j: t# e. ]' Z% A3 l9 D
④ 由2n 的最后一对公由数,求得M=3,4,5,6……或M=2,3,4,5……也是正确的
; H4 T n* n( K% U) ?5 H ⑤ 通过定理三求得2M=6,8,10,12……或2M=4,6,8,10……这个方法也是正确的。
' U& V& R4 M$ A8 g( j3,公由数是鄙人发明的新概念,新理论,正如王元所说,它是一种新型的数学模型,它与三个奇质数定理加上完整的质数表示式才能证明猜想,以上三者缺一不可,事实上没有公由数新理论,也没有质数表示式,数学界普遍认为在没有新的理论诞生之前,即使是数论专家也无法证明猜想,数学家希望催生新的理论,公由数和公和数是最基本的数学概念,犹如公因数和公倍数一样,无需证明,可视为数学公理。
2 f8 b: w7 \: L! D鄙人城请数学界能把公由数新理论写进教材。
; S: o5 w+ ^- M" y5 y3 Y注1:为了便于证明和计算,俾人提出公由数和公和数这个新概念、新理论( B# J3 {' h+ V4 d: p0 p, H
因为因素与理由意思相近或相似0 c5 Q% V4 b5 Y! U0 k
公因数与公倍数相对应,俾人将公由数与公和数相对应,前者是乘除关系,后者是加减关系。
7 \$ H6 ?' X0 [1 ]9 I# R2 E公和数和公由数定义:任何一个数(自然数包括0)都可以分解为两个数的和,这两个数的和为公和数,而这两个数为它的和的公由数+ h/ s2 j* i" j5 I' |. E: Q
如:1、2、3、4、0 可以分别分解为0、1,0、2,1、1,0、3,1、2,0、4,2、2,1、3,0、0,以上1、2、3、4、0为公和数,它们的公由数分别为0、1,0、2,1、1,0、3,1、2,0、4,2、2,1、3,0、0,特例0的公和数和公由数相等
: Z2 t$ F; Y; c/ F8 d9 y1 C这里讨论的公和数和公由数是指偶数集(包括0)
! ^/ T) h1 v9 P; a7 s, H" s/ x又如,6的公由数为0,6 1,5 2,4 3,3$ N- s* @" q* X' ]4 u3 R' i+ ]
0和6,1和5,2和4,3和3的公和数为67 D/ W, U1 a# u$ @
因,2n’ 2n’’为偶数,只能取0,6,2,4同样,8的偶数公由数为0,8 2,6 4,4以上情况是显而易见的,不必证明,可视为数学公理,以予公认: z v$ s' w3 w& J$ _1 S5 N
任何偶数(包括0)都有一对以上的偶数公由数
+ p/ w6 C. D! k$ i: q3 X0 Z1 P6 \1 F6 B 设2n’ 2n’’ 为2n的偶数公由数 则 2n=2n’+2n’’ 或 2n’=2n-2n’’ 2n’’=2n-2n’* o& S0 K$ r5 D" x& j D
2n的偶数公由数可用 2n’=0+2n’ 2n’’=2n-2n’ 来表示
7 t! F! c& B7 D' ~ X: G b! [注2 在数轴上,任何两个数或奇质数Pn.Pn’到这两个数或奇质数之和的二分之一数(Pn+Pn’)/2之间的距离相等。即(Pn+Pn’)/2-Pn=Pn’-(Pn+Pn’)/2式中Pn’>Pn(定理一)。, H# o6 j8 O+ Z6 l
下面来证明定理一:5 X; E, Q8 |7 @. S
已知:Pn’-Pn=2n’ 因两个奇质数之间的距离为偶数,可用2n’表示。; q6 q. L( D* B& M
则Pn’=Pn+2n’ 将Pn+2n’=Pn’代入上式得(Pn+Pn+2n’)/2-Pn=Pn+2n’-(Pn+Pn+2n’)/2
0 H; f$ A- V; P9 T: nPn+n’-Pn=Pn+2n’-Pn-n’ n’=n’ 定理一成立
5 r& M8 G; o2 T) ] ~即任意两个奇质数pn,pn’到这两个奇质数之和的二分之一数之间的距离相等,且=n’(奇质数定理一)
; p. y* V0 I( K由上得:Pn+n’=Pn’-n’=M 即M=Pn+n’ 2M=Pn+n’+Pn’-n’=Pn+Pn’
! ~6 X0 t0 [1 i! _# c: ~M=(Pn+Pn’)/2 即M为Pn.Pn’之间的正中间数。
% E( ]9 ^/ c' d- X! B9 g. y) L# [由上得到第二个定理:在数轴上,Pn’与Pn之差的二分之一为n’(即Pn’-Pn=2n’)
6 M# V$ ]- N1 P E则Pn’.Pn之间一定存在一个正中间数M。则M-Pn=Pn’-M=n’.
5 A) v0 L2 Z, T1 T即任何两个奇质数pn,pn’之间一定存在一个正中间数M,且M=pn+n’=pn’-n’(奇质数定理二)
! g! {; J2 a5 C' |; V8 w7 A4 C得Pn’+Pn=2M. M=Pn+n’; R( b( q N& ]8 x3 `
例 . ~" Q% a6 U9 W7 m; s/ \( ]3 k
pn 3 3 5 5 59 61+ U' I2 x& Y& s) A% v0 y
& O8 _' D9 W* T6 a5 J% ~
Pn’ 3 5 5 7 67 67
q4 x5 s% d' k1 P( p2n’ 0 2 0 2 8 6
! t' X3 z. g5 H" R# d( W& qn’ 0 1 0 1 4 3
7 X, a9 R2 P1 M1 ]! P- dM(Pn+n’)(pn’-n’) 3 4 5 6 63 64
% v9 A- B. q$ {5 }2M(Pn+Pn’) 6 8 10 12 126 1285 _; e* J! ]% A/ c
由上得 Pn=M-n’ Pn’=M+n’ 由此得到第三个定理(即定理二的逆定理). w' o# H% f3 q; c1 z9 ^
即已知M为任何两个奇质数之间的正中间数,则在M 的左边或者右边一定存在一对奇质数 pn pn’且 pn=M-n’9 f& Z4 P/ x) Q% [6 K
Pn’=M+n’ 得 pn+pn’=2M* m$ S; N% L. q, {' t8 f8 J4 Z
M(Pn+n’)(pn’-n’) 3 4 5 6 63 64
; w. h* u& [* V! [# N/ F2M(Pn+Pn’) 6 8 10 12 126 128
" ]5 t" R! E, D, n# M1 x2n’ 0 2 0 2 8 6- Z# h* c1 i( X2 r" V8 ]' r
n’ 0 1 0 1 4 3& `/ \- \% B/ G. x
Pn 3 3 5 5 59 61& A: M" l5 Z' X3 u7 H& U8 S* z
Pn’ 3 5 5 7 67 67
) p6 v' ? k- m" w$ ]! G( G+ O. Z* H, K# C. L
注3:在(3)*式 Pn*+Pn*+1=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n式中 ! S; o" s5 S1 ~. I
若 Pn=2 代入得 Pn*+Pn*+1=2n’+2+2n”+2=4+2n 或Pn+Pn’=2n’+2+2n”+2=4+2n……(2)’
$ o1 i4 W9 B& e& V/ }式中 2n=2n’+2n’’ 即 2n’ 2n’’为2n的奇数公由数 (这里0既是偶数,又是奇数)
e; h m" _* c. Y9 R& s例 当n=0,1,2,3……自然数集时 代入上式得 2+2=0+2+0+2=4+03 a8 k1 h' ~% j
3+3=1+2+1+2=4+24 z) `3 F. _- U3 f% H+ V
3+5=1+2+3+2=4+48 c" E# B- x# C" }) T0 W
5+5=3+2+3+2=4+6
5 g6 e; L: x6 b' y' C# c3 r* K5+7=3+2+5+2=4+8
7 K+ y @; u! i4 }8 _, Q7+7=5+2+5+2=4+10
, B9 a' w# [. n; n+ `8 V9 {4 j59+67=57+2+65+2=4+1222 d. d9 v" Z0 v7 j' m7 j
61+67=59+2+65+2=4+1249 [' v/ c% R- B2 C! }8 M: W$ P
…………………………
% _: v1 D6 z4 S6 E$ f& C/ ~. o在(2)’式中,设 2n’ 2n’’为2n的最后一对奇数公由数
4 \0 U0 d! i3 c* l' r- X; x8 M1 q当n=0,1,2,3,4,5……61,62……∞/2自然数集时2n的最后一对奇数公由数为0、0。
3 Z. X8 L" I7 ?6 m! {( c$ ?* a1、1,1、3,3、3,3、5,5、5……61、61,61、63,……∞/2、∞/2。9 _$ u9 ]* J2 }: }: H! @4 ]
若n为奇数时 2n’=2n’’=n
& y0 i9 k2 @% h4 C7 T若n为偶数时 2n’+1=2n’’-1=n 代入(2)’式 再根据奇质数定理 得 (Pn+Pn’)/2=2n’+2=2n’+1+2=2+n=M
, u$ t; u0 Y: d. d* }M=2+(0,1,1+1,3,3+1,5,5+1……61,61+1……∞/2)
- _+ N: e& |! x( e0 _% e( k2 @2 ~ =2+(0,1,2,3,4,5,6……61,62……∞/2)- X; u* {: q, o- X* W; U3 s* b0 F
=2+n=2,3,4,5,6,7,8……63,64……∞/2; D& v B$ \* S( V7 n7 W
再根据奇质数定理3,得Pn+Pn’=2M=2x(2,3,4,5,6,7,8……63,64……∞/2)=4,6,8,10……∞=4+2n或Pn*+Pn*+1=4+2n. F9 I, i; B! C, @
即大于2的偶数都可以表示成两个奇质数之和。* P2 P( W$ P% T1 c. v
笔者 蔡正祥( c2 S) J' A- Z+ U% M2 _8 c
2011-8-66 i1 r" e' ` n9 U/ ~/ U* I* E7 O" S
通地址:江苏省宜兴市宜城镇环科园丝绸花园51幢306室5 `9 C( {6 Z, X" F+ c9 n1 o% m
邮政编码:214206 电话:0510-87062749 18921346656 15370276856
. Z( H: _3 x! }) b籍贯:江苏 宜兴 工作单位:宜兴市张渚镇政府
. x( G* W; w+ J: t$ m
( N$ n% i" j9 ~3 F, N) N+ n
: `6 w: u. ]. _0 ^4 G+ {. c' A4 B J
|
zan
|