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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:6 n" |% K5 ]" \3 t
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:
5 |; Q; ~* T% L2 j' h P*(1/2)*(3/4)*(5/6)*(9/10)*(11/12)*………*(N-2)/(N-1)个。
% q: b2 i, l& d( R n5 t 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。
" S( R' `$ ?& x0 ~- v5 v( `& R 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:$ a5 o; g) y# n$ T6 d! u. [8 q' ^
当M为10时,√M≈3,素数删除因子占总素数的1:2;! [8 A# {! s Z2 t, z" E3 Q2 s+ ~
当M为100时,√M≈10,素数删除因子占总素数的2:6.5;
! _6 y6 m; H. Z; B$ ] 当M为10000时,√M≈100,素数删除因子占总素数的1:47.27;8 X0 s8 `! V+ X7 C; U# I5 ~
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。
# r0 |5 Z% F h0 g/ V3 V 那么,M内的孪生素数个数就近似于:
2 @6 \, W7 j7 k* o 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)
# Z' l0 u d$ l( ?; H O1 w =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]" b+ l# I* a+ |; m8 p
=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]
3 A3 Y; p% r% ?: y: Q =M*(1/2)*(1/3)*(3/5)*(5/7)*(9/11)*(11/13)*………*(N-2)/N。. g6 Q7 {3 z' V' I
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。, X( p. D! c1 R. C
(4)、我们在上式中增加不该增加的奇合数的删除,上式变为:
& q! N% n4 C/ ^( I& V0 g y M*(1/2)*(1/3)*(3/5)*(5/7)*(7/9)*(9/11)*(11/13)*(13/15)………*(N-2)/N! ~0 j& R' C/ `9 v1 J
=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。
% y# w( t2 i/ I ` 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:: c3 \4 u' y* e9 ?; \9 g# ?( v
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%。& D1 I: `2 _" U5 U
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;9 C5 N: _2 O7 d( |; B
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;9 j; [, \) _$ O" G+ x
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 S, o% C+ ~9 Z/ U3 z3 l+ C; t4 d. `3 I 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;* x4 C9 W2 I: Z) O$ {: v: t; ?0 o3 R
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。1 D- J8 I, E. K* N: ~$ ?- f
………………。
' c: \% R T+ W0 R 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。
3 b i* B8 x4 _ 5、相差4的孪生素数
/ e' K" c- F6 i4 e$ s( w# L( c7 R 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:3 p$ Q5 L% q3 [7 D5 F
(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。
; j7 N* g0 J+ A2 p5 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。9 t0 j. B$ O4 b7 o4 g9 Q
6、相差6的孪生素数
( c; j: m2 E, b5 Y 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:
/ n) d1 y, r2 i# U w" W3 r (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。( r; o' _% a3 z. u5 x8 H
(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。
3 s( B7 S2 S& i9 l9 D9 p$ l 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。
* k( ^$ M3 P' W! f2 t 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:
% e0 R$ g7 d2 f ^; D; d (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?& S6 u* T' t4 R- a9 c# E) Z
(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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