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哥德**猜想的证明

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蔡正祥        

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发表于 2011-8-20 08:55 |只看该作者 |倒序浏览
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哥德**猜想的证明( Y1 ?$ [4 p" W+ |6 l4 [1 X
    一、质数表示式
# E  s/ J0 K) m% T& p4 \$ \9 _4 D1、质数表示式的由来
  l7 J. ]; l+ @) h: O( r$ a3 @3 M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.......
2 m1 Q$ T& @2 n( D1 `! A, ]- \% _. ^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。" @2 c) Z( l% M$ C0 p
将p=2n+1改为pn=2n+1+2n".......(1)' \* _! K2 M  W6 C4 k( W! G% 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) _4 y7 Z! l* k. G
以上说明,若两个奇质数(Pn’、Pn)之间的距离为2,即N=1,n"=0" g) M1 e/ Q; A( P* u0 l5 v3 j+ i' C3 D' x
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。: C3 t0 c. l% O
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
* [( v: d+ R! M9 M% [即N=2,n"=1将n=4.7.10代入Pn=2n+3得11.17.23,: g7 v$ j6 g; V2 i2 V
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。
1 x8 w& Z& f- g# A5 }$ ~0 f由上可以得出,n"与 N的关系,n"=N-1。
1 v3 `  {+ N4 D6 E即(1)式可以改为pn=2n+1+2(N-1)或pn=2n+2N-1......(2)0 y* J; o1 {, J/ u* n# K, Y
(2)式为奇质数表示式 2 ]. W( H& _# `" k  X
由奇质数定理1(注2)得M=Pn+n’
; J2 G; b2 j' {$ K' [6 h6 ^ 将(2)式代入上式得M=2n+2N-1+n’      Pn+Pn’=2M=4n+2N-1+2n’+2N-1* r" O! ^. `% ^( L' x7 B4 h
  因pn=2n’+2N-1  则Pn’=4n+2N-1……(3)( U9 A3 L( n# N& v2 g. j/ J
由上得Pn=2n+2N-1......(2) Pn’=4n+2N-1……(3); f6 _6 ^- z9 g& J. y7 B
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0 M0 X2 x! _* ?7 H# b  {2 R
2.证明两个质数之间的距离为0、2、4、6、8…∞即整个偶数集。 . _/ O  R4 `; k" d$ Z$ H, q- W% V: n+ \
  假设:两个质数之间距离不包含整个偶数集,如不包含2n"。+ S9 Z3 [$ g8 L- `) W
设2n"=0、2、4、6、8……∞。
3 T& d9 a* F. O8 @: `1 j6 c. j8 Q即Pn'-Pn≠2n"……(4)式中2n"=0、2、4、6、8……∞
" p: |, S% r/ b6 _根据奇质数的表示式Pn=2n+2N-1……(2)  Pn'=4n+2N-1……(3)
2 `1 ~" p6 c0 S( ?. T; v5 p, t用2n"、 4n"分别代替2n 、4n   
1 K8 x. t/ d- `, x0 t9 YPn'- Pn= 4n"+ 2N-1 -(2n"+2N-1 )   Pn'- Pn=2n"……(4)’
& ~( L% P6 R' n* D, E                    
+ {- W, R- s- n# o) L9 t其结果(4)’式与(4)式相悖,证明(4)式是错误的。6 u+ r, ?& k" }' i3 p4 I3 R6 t; o! v; [& H
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 p1 F( x" w8 f1 K3 j. f0 j1 r即Pn'- Pn=2n…(4)’'式中n=0、1、2、3、……∞
2 l5 {7 i, ~/ C/ B例如:2n"=6,2n"+1=7,4n"+1=2×6+1=13,13-7=6
0 k8 E7 l6 J/ {! O/ f, S, |2n"=40,2n"+3=43,4n"+3=2×40+3=83,83-43=40
8 s  i; y$ Y' o2n"=80,2n"+3=83,4n"+3=2×80+3=163,163-83=80  A4 {# b! \  o  ~, _
2n"=100,2n"+27=127,4n"+27=2×100+27=227,227-127=100
7 f4 m" H! }6 ~8 F" A; U* {" Z0 Z3、奇质数表示式Pn=2n+2N-1的证明
* e" v# y* ^- R% M/ ]- u8 A3 E直接证明不行,亦可用两个奇质数之和的联合式来证明
9 q1 l; m+ K6 ~9 h3 o' y1 r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。, w- e3 m: v5 H; ~/ h, L0 Z
在(1)式中设N=2,2n’+2n”=2n,即2n’,2n”为2n的偶数公由数(注1). M" @$ ]6 Y/ Z( k0 p8 T
代入(1)式得Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n……(2)
! f; M+ f0 ]  p& j在(2)式中设Pn=3代入(2)式得Pn+Pn’=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n……(3)
1 J/ |" w8 F4 P2 T  F& e又因两个奇质数之差为偶数,用2n表示,即Pn’=Pn+2n
: v  z0 u% X) ^7 D1 ~1 m9 k1 k" e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,
1 y7 [# ^1 Z5 W! f; Y( e, y即证明(1)式在N=2,2n=2n’+2n”的条件下从理论上成立8 L+ I( v' l  g
或Pn=2n’+2N-1和Pn’=2n”+2N-1在上述条件下也成立。
# ]) D# a" u8 F( d1 z从而证明了奇质数表示式Pn=2n+2N-1从理论上成立。- C0 t1 m7 k; J9 f$ o! T, y
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   . M$ A+ a: h! T8 A1 x
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……% z/ X7 F, q  C7 M
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/ {( i9 H) `. y0 s0 _" x2 p
(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)
9 r9 k! E) O$ A1 _二、证明n为自然数集时(2)式Pn+Pn’=2n’+3+2n”+3=6+2n成立,
. F2 u8 |1 G+ S% a( ]1、在(2)式中设2n’,2n”为2n的最后一对偶数公由数! C6 |3 ^, X& X. r/ b
若n为偶数时,2n/2=n,2n’=2n”=n,代入(2)式,
8 S! W# k0 p# j) D; O$ E$ {5 Y' i
, o) C. S" i7 T% i% o, S  }得(Pn+Pn’)/2=2n’+3=2n”+3=3+n……(4)
# _. `! t. I; U# j8 U6 L若n为奇数时,2n’+1=2n”-1=n8 J) C0 J! ~$ x* H1 p5 {9 R- p9 V
同理得(Pn+Pn’)/2=2n’+1+3=2n”-1+3=3+n……(4)’
% `1 A2 |2 F- q; t在(4)、(4)’式中设Pn=3得(Pn+Pn’)/2=2n’+Pn=2n”+Pn=Pn+n……(5)
$ ]8 X$ {5 c7 w, m6 O$ ](Pn+Pn’)/2=2n’+1+Pn=2n”-1+Pn=Pn+n……(5)’3 E" q" c$ l) i1 p" o
2,由奇质数定理一、二(注2)得知(Pn+Pn’)/2=M M= Pn+n
1 n% O/ r8 V! T9 k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. W& I4 y- h# F/ R+ ~
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)% r8 U3 z9 x6 c8 X, ~0 |; a
设pn=3代入得M=3+n=3+0,1,2,3,4,9 |: R) U8 |+ B2 n+ F1 q
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./ {9 V/ Z2 u" T, v+ _9 v/ h5 @
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。, p7 S5 m5 ~0 _$ g3 [! l0 Z: s% [
例  
1 n9 ]' t. V, l: x2 {n        0        1         2        3        4        5        6        60        61! C7 q# u, n! x2 N+ e! e* U$ ^
2n        0        2        4        6        8        10        12        120        122' I% V5 D1 C% H/ i
2n’        0        0        2        2        4        4        6        60        60( I4 [! N- ]2 Q) U6 \5 L7 t
2n’’        0        2        2        4        4        6        6        60        62! k1 B; k5 w& o1 d% \4 d% ~. z
M(2n’+3或n’+1+3)        3        4        5        6        7        8        9        63        64* L  {0 ?6 W" }
Pn        3        3        5        5        7        5        7        59        61# G5 Q; v, q, u4 ~" [) E" J- V+ D
Pn’        3        5        5        7        7        11        11        67        67
/ ]9 v/ i  L# F: ]: f, E4 ^9 KPn+pn’(2M)        6        8        10        12        14        16        18        126        1288 D5 |( G; |! z

) ^( M+ @! D% ~! `) }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。
( P% ~& K/ ]) v6 ?: a( |7 d又例如,2n=22222222222222222   n=11111111111111111, H  G4 }- v. S3 K; M0 H
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  
* ]$ z, v4 N  U3 [) w% n; u' N" x6 v则 Pn+Pn’=2n’+1+Pn+2n’’-1+Pn=1111111111111110+1+3+11111111111111112-1+3=22222222222222228
0 I! g3 {5 J: L% I6 g3 P* B(Pn+Pn’)/2=2n’+1+Pn=2n’’-1+Pn=Pn+n=3+n=M& y0 O, G3 K" F6 T# \
M=11111111111111111+3=111111111111111141 z4 n6 G( J6 Y' \
根据定理三,因M的左边相邻处找到Pn
- t% I6 ^, s1 B! D) j然后通过n=M-Pn 求得 n由 Pn’=M+n  求得 Pn’
! G0 y9 w; b- R* E& Q已知  M的左边相邻处找到Pn=111111111111111111   n=M-Pn=11111111111111114-11111111111111111=3
# A  [, e3 l) G9 t1 \. s/ W$ EPn’=11111111111111114+3=11111111111111117) i8 I8 k0 d8 A: k: ~" m
Pn’+Pn=111111111111111111+11111111111111117=22222222222222228- I% y/ t: p8 c0 F% G& ]

: [6 |; `! ]5 f: \' v+ |  y& b# ^* J       =2M=11111111111111114X2=22222222222222228$ Q1 b( ?* B) `* O  ^; p
三,也可以这样证明6 D. A+ X3 J; M3 W. M- S" X; d
1,        在Pn+Pn’=2n’+2N-1+2n”+2N-1……(1)式中  : ]& w( v) t, R1 [
设2n’,2n”为2n的最后一对偶数公由数
# i/ `/ N, P- d) E$ I! l" _0 q若n为偶数时,2n/2=n,2n’=2n”=n,
4 R) k% Z  `9 m* _- ?" A/ L若n为奇数时,2n’+1=2n”-1=n       
! }% m& h' u! B代入(1)式 得(Pn+Pn’)/2=2n’+2N-1=2n”+2N-1! @' b2 R) A  |
(Pn+Pn’)/2=2n’+1+2N-1=2n”-1+2N-1
$ ~* W4 f3 U. p# Q或(Pn+Pn+2n)/2=n+2N-1=n+2N-1  * A* v7 A3 i1 I* \5 i! i1 E" D
Pn+n=n+2N-1=n+2N-1  得Pn=2N-11 I# a3 D9 i' l2 ~7 [  v7 i
代入(1)式得Pn+Pn’=2n’+Pn+2n”+Pn
+ k- n! i1 }0 q/ [4 s" g" n或Pn+Pn+2n=2n’+Pn+2n”+Pn(恒等式)
; j$ V3 U/ y8 E% A- l" i/ J6 x# w9 l由上证得  Pn+Pn’=2n’+2N-1+2n”+2N-1……(1)  在理论上成立
8 T$ O' @3 K+ \0 P$ X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( w8 y  t. N/ y8 p8 @
设pn=3代入得3+n=3+0,1,2,3,4,, S& _( v: r* a$ r6 m( e  W
5,6,7……=3,4,5,6,7,8,9,10……63,64……3+(∞-a)/2,4+(∞-a)/2)[a>2(Pn+1)]# J6 y) z5 p6 c3 u5 }
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
3 h! {8 l( g* b/ P" K& F或Pn*+Pn*+1=6+2n
8 A7 ~5 M9 m3 h9 I& e% n  Q9 y2,        因两个奇质数之间的距离为偶数  用2n表示8 X  C- H" I4 Z1 f
即  Pn’=Pn+2n   得Pn’+Pn=Pn+Pn+2n……(1)        6 S& }- x6 B' U
在(1)式中   设 2n’+2n’’=2n  即  2n’    2n’’为2n的偶数公由数    1 [% _$ P" h3 a$ b
代入(1)式得   Pn’+Pn=Pn+2n’+Pn+2n’’……(2)( e6 b, |9 j" S0 ]1 l' v
设2n’    2n’’为2n的最后一对偶数公由数   
# e4 `! X1 s; a2 C0 Q) k. V若n为偶数时,2n/2=n,2n’=2n”=n
* C5 Q5 V, ~- Z" C% b' S得(Pn+Pn’)/2=2n’+Pn=2n”+Pn
7 o+ ^) {  J0 G' H7 [4 K$ f若n为奇数时,2n’+1=2n”-1=n
: v* B1 e% P& x$ z  w. L& O9 v4 U同理得(Pn+Pn’)/2=2n’+1+Pn=2n”-1+Pn
( B: G6 f5 @" p3 j$ [' w5 _即   (Pn+Pn’)/2=2n’+Pn=2n”+1+Pn……(3)2 f# v8 V+ [6 q
n为偶数2n=0,4,8,12……2 T% M" b  i6 k. l# ~3 t1 c2 M
2n的最后一对偶数公由数为0、0,2、2,4、4,6、6……
; D! y' P' Y; W% L# [6 `2n’=0,2,4,6……偶数集' O+ i) H" P9 a; Q/ ~
n为奇数  2n=2,6,10,14……
. s! |2 n$ Z2 ?' s2n的最后一对偶数公由数为 0、2,2、4,4、6,6、8……
. D2 i( ]( n* v9 T; f, o2n’+1=1,3,5,7……奇数集  
: @$ ]9 r$ ~! @, h6 P) g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
2 R9 f5 |8 n+ WPn’+Pn=2Pn+0,2,4,6,8……偶数集   
  q# p- a4 I# f7 ~7 s0 Z9 Z7 T6 N设  Pn=2  或        Pn=3
) j2 g5 ?+ x) Z0 d 代入上式得   Pn’+Pn=4+2n或Pn’+Pn=6+2n
0 |) d$ C3 D/ W0 x9 `* x# ?1 V四,奇质数定理三的证明- {' Z( ]. G0 s# y7 s" @3 q
(1)        已知M=3,4,5……大于2的自然数集n’=0,1,2,3……自然数集4 B3 a! a2 E5 y, e& d
又已知Pn’-2n=Pn    Pn’-0,2,4,6……=Pn5 N3 c4 F* B6 \. k( l$ k
Pn’-0,1,2,3……=Pn+0,1,2,3……=M+ S, Z! m- u; v: K7 s
Pn=M-0,1,2,3……  Pn’=M+0,1,2,3……
* G2 ~( J  @9 A: g2 j6 ]3 T3 ^或 Pn=M-n’    Pn’=M+n’8 ]3 g! I5 b1 g* x: N" F& I/ E2 d, h6 b
由此证明了  Pn=M-n’    Pn’=M+n’或Pn+Pn’=2M  成立
/ o  s1 E9 y9 L4 F9 N1 E5 Q(2)        实例说明  Pn=M-n’  即Pn=3,4,5,6,7,8,9,10……-0,1,2,3,4,5……# p, r' O. Q( o7 o$ Y/ r* H
                  Pn’=M+n’   Pn’=3,4,5,6,7,8,9,10……+0,1,2,3,4,5……  G* L* U/ ]5 J1 s+ J# c& h! r
得 Pn=3-0=3  Pn’=3+0=3   M=3  2M(Pn+Pn’)=63 i1 v6 c5 }, x1 J7 L& B6 E
     =4-1=3     =4+1=5    =4             =8* r& o/ j, {/ f' y% Z3 V
     =5-2=3     =5+2=7    =5             =108 [6 \( }- o5 b7 j9 S' R" n
     =6-1=5     =6+1=7    =6             =12; ]5 n, a3 F( s. r# g: ]3 D$ w
     =7-0=7     =7+0=7    =7             =14
% \. K- o6 X5 Q! B& K    =8-3=5    =8+3=11     =8            =16
+ L( Z+ ?9 `$ a% o# d% x7 U- W    =9-4=5    =9+4=12     =9            =18+ h# s- k- ?7 f: W
    =10-3=7   =10+3=13    =10           =20* u* q9 C0 f9 j0 b8 l5 W
    =11-6=5   =11+6=17    =11           =221 m0 D" @4 a; o* u+ i3 B7 b
    =12-5=7   =12+5=17    =12           =24
7 z) r! d% q; t, J! r8 C9 cPn+Pn’ =3,4,5……-0,1,2,3……+3,4,5……+0,1,2,3……
( r" ]0 _  w3 s" L7 q: h3 O      =3,4,5……+3,4,5……=2x3,4,5……=2M=6,8,12……=6+2n* h1 @$ ^& }: r" T$ U6 y' u
(3)已知M-n’=Pn  M+n’=Pn’
' t8 n) T) [! q5 e' d 或 M-0,1,2,3……=Pn    M+0,1,2,3……=Pn’  
# Y, r$ f! i, ~+ N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5 E4 [5 C% _0 X. C
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)
: f$ K' x4 G& W; a% N由此 从从实例上、理论上证明了奇质数定理三的成立。
9 l( {+ p/ R/ U* {! i0 T五、质数表示式的证明
9 \: m% T  ]: E5 r/ a  A4 `  @1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  
0 i+ D- j  s; |8 U在(2)式中2n’+3   2n”+3必须为奇质数,即Pn=2n’+3  Pn’=2n’’+3
# S7 d' h; y& r3 V$ i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) R+ s7 A; I. S0 \& t2 _
                                             =0+3+2+3=3+5
+ L5 d) }$ ~6 ^' x; Y                                             =0+3+4+3=3+7
% F, L" j9 y5 _4 ]' J' y                                             =0+3+8+3=3+11
& Y8 u8 _. F9 q# U: Y& A  K, t1 T& {# c/ [                                             =0+3+10+3=3+134 h! \! N* s, s
                                             =0+3+14+3=3+173 _$ t1 G  m0 O, |* ^
                                             =0+3+16+3=3+19
9 x. m' r. X6 _                                             =0+3+20+3=3+238 T( |1 _% c- m' m
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
& u: ^0 J; s4 ^) i/ A% g即6+3=9   12+3=15  18+3=21  22+3=25  
3 C8 T! M, S6 m* |9 d" F8 C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( c' l5 N- X$ y, a* G7 [
Pn +Pn’=2+3+4+3=5+7
# L* P, r& L" f- X1 N      =2+3+10+3=5+13) h/ [6 f6 C& X0 R  L2 o. U
      =2+3+16+3=5+19
+ l) V# o0 ^0 u      =2+3+20+3=5+23
9 k& p' t& L; [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
' p. d% \8 r1 X            =4+3+28+3=7+31
2 b' r4 }9 v1 ]/ S            =4+3+44+3=7+47- j$ I! [. C1 G4 N! o
            =4+3+50+3=7+53' S1 s# T9 i- I& z
又如n=46,61,2n=92,122它们的偶数公由数如下
4 w  X2 `( I: R* R/ C* N0,92.2,90.4,88.6,86.8,84.10,82.12,80.14,78.16,76。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)/ b+ @8 K6 N7 H
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)- X9 v) O! l( v: ]3 C8 a& m  o
它们的偶数公由数分别为24,31对。
0 M- @9 ?' }  {. w& [2n=92的有第 9,15,18对能用  即        Pn+Pm’=16+3+76+3=19+79
% ~2 Y; S1 |) J                                           =28+3+64+3=31+67
& E# S' d! D% D# d4 r* |4 n" k                                           = 34+3+58+3=37+61- C. `5 T* d8 j1 ?: ]
2n=122由第9,15,30对能用即Pn+Pn’=16+3+106+3=19+109  
$ @3 B* F" f/ ~; |: t- P+ {                                   =28+3+94+3=31+97
% h( M, L4 K6 A0 D1 [  F+ z( z7 u                                   =58+3+64+3=61+67
' X0 ~# i# p* B" ?; 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  
- i0 V% m+ S1 [0 Z, p2 m! s2n的最后一对偶数公由数 使(2)式变为(Pn+Pn’)/2=M=2n’+3=2n’’+3……(4)
6 \4 {* _( V) i, I! f                                                   =2n’+1+3=2n’’-1+3% ^- ?1 F: ?- v
                                                   =n+3( p) j- C0 k3 ?( ^
                                                   =3,4,5……
% A0 p2 z# l6 B0 T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
& W' W4 W9 [" a3 [5 f" f) b2,质数表示式的证明; _$ N! Q/ p, V5 t, r3 I( L/ h
(1)已知Pn=2n’+3  5 e; p, k" H4 Q% e' u
      Pn’=2n+6-(2n’+3)1 K. K# s4 N. q
      Pn’=2n-2n’+37 M- s$ n9 f( w$ B
又已知 Pn’=2n’+3+2n’’’8 Y. w/ J. z7 k$ t* [) Z  T3 u
2n-2n’+3=2n’+3+2n’’’    2n=4n’+2n’’’
3 S/ r3 l9 Z2 x+ |8 mPn=2n’+3   ……(1)8 S( k' B' t% H* l
Pn’=2n-2n’+3……(2)$ p3 z0 `7 }3 R  U3 K! G% A1 _( [
2n=4n’+2n’’’ ……(3)! k- i: w4 Y$ ]+ n7 Y, E
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
3 `6 U. B* W- M4 H. h8 d2n=0  2n’=0  Pn=0+3=3  Pn’=0-0+3=3           2n=0+0=0   2n’’’=0
& q) Y& }6 w" Y8 Y$ ?  =2    =0     =0+3=3    =2-0+3=5              =0+2=2      =10 Y% m0 I. G! U* V( I, j$ x6 t: K4 W
  =4    =0     =0+3=3    =4-0+3=7              =0+4=4      =2
  d( G0 S! `& I& o# K. o, S  =6    =2     =2+3=5    =6-2+3=7              =4+2=6      =1
7 t: U7 l! D. R0 V3 d  =8    =0     = 0+3=3   =8-0+3-11              =0+8=8      =4+ o1 g; T2 I' G9 E0 [
  =10   =0     =0+3=3    =10-0+3=13            =0+10=10    =5" W- {4 Q0 U0 d& y- i8 n" E
  =112  =16    =16+3=19  =112-16+3=109         =32+90=112  =459 ^2 Q/ L0 l4 T
(2)方程组' f1 Z* G8 w$ A% I
Pn=2n’+3   ……(1)
, e" i; K1 `( o2 d, x' u' jPn’=2n-2n’+3……(2)
6 W9 ^0 t; K; T, t2n=4n’+2n’’’ ……(3), x/ r2 N- R0 q  k: x0 J+ _/ [) 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
! J0 d6 _8 Z5 p- A' ^9 [; E- {2n’+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6 `7 u: S6 Z$ G  a: Y
②解方程的步骤
5 g6 P5 D, q$ a设2n=0,2,4,6……偶数集   根据2n的偶数公由数2n’  2n’’ (2n=2n’+2n’’)
/ ^' y; D* o) k# U: z9 `% u确定2n’  求Pn=2n’+3   Pn’=2n-2n’+3  根据2n=4n’+2n’’’求2n’’’=2n-4n’; L/ Z; W4 F& E
③证明方程组成立 ( V9 w" Z: y6 ^8 l" w8 j
即证明Pn=2n’+3  Pn'=2n’'+3  
* b1 s# F0 r% Z已知 Pn+Pn’=2n’+3+2n’’+3=6+2n6 G2 t7 n, y3 |# ]6 o) e$ I
又已知Pn’=2n-2n’+3  2n=2n’+2n’’  2n''=2n-2n',得2n-2n’+3=2n’'+3  6 B2 Q" v. u4 J: J
   & }( H* o3 H9 [* {9 ^: G4 {; }
2n=4n’+2n’’’=2n’+2n’+2n’’’    2n=2n’+2n’+2n’’’, K% d) j, r. }; i% k
得 2n’’=2n’+2n’’’   Pn’=2n’’+3=2n’+2n’’’+3=2n’+3+2n’’’=Pn+2n’’’=Pn+0,2,4,6……
% z, J) z2 r: S" A. ^) FPn=2n’+38 ]6 W( @/ S% u# r2 g% |
Pn’=2n’+3+2n’’’
! }& ^% [3 U& d8 h- m% {- b+ E1 n" 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……" c) q' t$ x& r6 N7 I; G4 o5 i, }# d3 r
即Pn=2n’+3成立
) Z8 D, {) _2 b* k7 vPn’=2n’+3+2n’’’6 N0 X6 o* b/ h2 r3 W5 L5 l) r( k
  =Pn+2n’’’
/ h2 U) A3 R: \2 x  =Pn+0,2,4,6……
5 N& i3 t/ F6 Y, `/ ^5 {已知Pn到Pn’的距离为0,2,4,6……
1 X5 g0 r# A, a则Pn’=2n’+3+2n’’’也成立2 Y# `; Y6 A% h
即Pn’=2n’’+3 也成立" k/ e7 y- C# m: r$ f
六,奇质数定理和公由数理论是证明猜想唯一的新方法: Y9 g( {0 P0 m  t) M
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' y" q& f* m9 O/ @
(2),由于是奇数,它们之间的差为偶数  即Pn’-Pn=2n
: P& V3 }% a& E  r) a" Q7 L(3),它们的分布是不规则的8 Y- _" h; D  M. r, e- {' q* `
由上述三个特征得到三个定理(见注2)
3 s9 I# P$ K2 {+ Q即奇质数之间的共同规律
9 p; P  V" i# ^' l. z- q2,以上证明涉及到五个问题
+ d& y. p. g% h! w 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
6 Y9 ?' c& c- H* A) ]7 H( ^ 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
$ s& O4 K# t( a③ 由最后一对公由数求得(Pn’+Pn)/2=Pn+n=M 的方法也是正确的( e6 B: i, Z% E# K; q
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2 I) F5 p3 M* r4 f2 s: a: j
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。4 P$ k6 e: e5 b+ ?9 g- V
3,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。
$ \0 s. V/ w+ h+ [/ C, o3 h鄙人城请数学界能把公由数新理论写进教材。5 [$ Y; R. ~! H1 \: i4 P  a
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
4 ?& B8 I+ i$ G" {7 L因为因素与理由意思相近或相似
* ?* N2 R( X5 D4 c# q1 ~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。
" [) v$ q2 m; x3 [2 w: ?2 O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
! G7 Z/ `& N2 ^% F* L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% E9 ?+ I# @8 E  `" c3 Q* c7 `
这里讨论的公和数和公由数是指偶数集(包括0)
4 t8 v2 i1 T$ s) g, d0 Z) [又如,6的公由数为0,6  1,5  2,4  3,3
# z  e# f/ ^' j( g4 u) N$ c5 l' M0和6,1和5,2和4,3和3的公和数为6
* J1 v  `( Q7 }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
$ w* ?7 `) t/ T6 ^5 Z+ Z( Y- N 任何偶数(包括0)都有一对以上的偶数公由数* L7 c6 S, A, `$ n4 B
   设2n’  2n’’  为2n的偶数公由数  则 2n=2n’+2n’’  或 2n’=2n-2n’’   2n’’=2n-2n’
- s9 W6 Z* A! P; {  e2n的偶数公由数可用 2n’=0+2n’  2n’’=2n-2n’ 来表示' A7 \( d& t3 Q7 z: |: ~" L" r; h
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)。# q2 g' Q' h, j3 s/ g
下面来证明定理一:8 K+ T1 z1 v- V
已知:Pn’-Pn=2n’  因两个奇质数之间的距离为偶数,可用2n’表示。
2 y& U& y- I2 k) e9 c则Pn’=Pn+2n’    将Pn+2n’=Pn’代入上式得(Pn+Pn+2n’)/2-Pn=Pn+2n’-(Pn+Pn+2n’)/26 X5 h" R5 `! H7 E1 Y5 o3 x
Pn+n’-Pn=Pn+2n’-Pn-n’   n’=n’   定理一成立
8 W. W) ?7 x! B. D% I- c$ u, t, C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)1 u. M' k$ w3 S+ G
由上得:Pn+n’=Pn’-n’=M  即M=Pn+n’  2M=Pn+n’+Pn’-n’=Pn+Pn’
1 I* `% n# y& `0 H+ W  v1 _, BM=(Pn+Pn’)/2  即M为Pn.Pn’之间的正中间数。( d  x9 n8 K/ a2 u9 \! C
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’)
% c1 c# V, `6 N+ N则Pn’.Pn之间一定存在一个正中间数M。则M-Pn=Pn’-M=n’.
4 A+ _- z- g7 G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)
! {' w3 u: e3 J. u) i得Pn’+Pn=2M.   M=Pn+n’
9 q3 ^* p; |7 R; W" p" n% H1 f3 r# C" h" L- G
pn        3        3        5        5        59        611 H6 i- F' L1 C

9 H# B) ^% F1 E- \5 r0 X( Y; XPn’        3        5        5        7        67        675 Y/ J! Y7 o0 f% f1 M. P
2n’        0        2        0        2        8        6
: h6 ]5 ]0 j3 Z8 U4 Hn’         0        1        0        1        4        3
8 s. f# d2 t& L- P. l5 P2 }' ~2 bM(Pn+n’)(pn’-n’)        3        4        5        6        63        64! E+ q/ ~3 t7 ?
2M(Pn+Pn’)        6        8        10        12        126        128
  b5 }7 q# b6 W& O! L6 G5 E; z( Q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). k3 m6 Z9 S+ F! p
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’
8 K' Z6 ?- s, g+ q5 p' p4 wPn’=M+n’  得 pn+pn’=2M4 e  Z# B& p2 H- ?& l) v
M(Pn+n’)(pn’-n’)        3        4        5        6        63        64
( l+ y! W) X. q$ s; l1 T8 }& k0 ^8 B2M(Pn+Pn’)        6        8        10        12        126        128
& z' o2 Q4 O+ v$ _& E5 x5 c2n’        0        2        0        2        8        6
- ]1 ~  l2 ]/ ^( Kn’        0        1        0        1        4        3* p9 ?+ D; Q4 b. G* |* s3 \
Pn        3        3        5        5        59        61
3 q8 J# y6 B* q& rPn’        3        5        5        7        67        677 N; a; I8 H4 S! Z: m8 A" m7 e
' Q+ S1 x, }: ?- R4 Q5 r8 Z+ j6 u
注3:在(3)*式  Pn*+Pn*+1=2n’+Pn+2n”+Pn=2Pn+2n式中
0 t8 |8 E( Z( a. a5 f% 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)’
- ?7 u* o5 M, o/ V: k  ]+ [* a# g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)
$ u& K" a% P0 y% @例  当n=0,1,2,3……自然数集时 代入上式得 2+2=0+2+0+2=4+0) l) I- A- o1 D
                                          3+3=1+2+1+2=4+2
6 e7 m) V( l' n* }                                          3+5=1+2+3+2=4+4
' p5 Z9 i$ P  x* o4 e2 r9 ?% Z                                          5+5=3+2+3+2=4+6! R: l5 G# {. {& E" k/ [
5+7=3+2+5+2=4+8
3 A# s* U% |( C7+7=5+2+5+2=4+10* G5 j8 n( T+ M( k5 o  {0 K
59+67=57+2+65+2=4+122: j2 @: t8 j" T/ {# w" ~% x
61+67=59+2+65+2=4+124; O, q4 Y& T: P: e- z3 e
…………………………; X: ?# a1 Y: g% v# s
在(2)’式中,设 2n’  2n’’为2n的最后一对奇数公由数! l" w$ L% u6 H  }: g5 [
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。
0 ]+ G* s) c' k' o" B. K% v( _1、1,1、3,3、3,3、5,5、5……61、61,61、63,……∞/2、∞/2。
) v! w6 @9 y7 L* M& c5 _( S若n为奇数时  2n’=2n’’=n
1 O* z( m/ R& \/ x/ X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, N' u7 a) H3 g" E- p
M=2+(0,1,1+1,3,3+1,5,5+1……61,61+1……∞/2)* u* F1 a$ l# K( Y% N2 D* |
=2+(0,1,2,3,4,5,6……61,62……∞/2)& ^! [9 c# P. Z6 v
=2+n=2,3,4,5,6,7,8……63,64……∞/2/ F* h1 O0 Q$ b) |  F1 C
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
* H; c" r4 |( L6 l即大于2的偶数都可以表示成两个奇质数之和。; m4 d4 f8 Y' q
笔者   蔡正祥
& Q, n# q6 B9 U, W. ]& M8 i        2011-8-6
9 n" C! C! u( J8 B0 e2 J通地址:江苏省宜兴市宜城镇环科园丝绸花园51幢306室* Z/ m3 F4 o7 F1 {
邮政编码:214206           电话:0510-87062749     18921346656  15370276856
( l/ U  I1 `" f6 w! H7 S' C6 q: b3 l籍贯:江苏 宜兴      工作单位:宜兴市张渚镇政府) N, M1 a. _0 {# e
& P" @9 _) l" p- ?3 D4 l" ]! q

- G: s- ]( m1 q0 m( `% c8 ^
; n9 r5 `' l: [( L
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