Difference between revisions 51081 and 51364 on zhwikibooks广义孪生素数猜想是指是否有无穷多个素数<math>p</math>,使得<math>p+2s</math>也是素数,s=1,2,3,....。其内容包括了孪生素数猜想,表兄弟素数猜想,六素数猜想,....。 {{squote|w=50%|存在无穷多个素数''p'',与''p + 2s''都是素数。}} == 孪生素数猜想 == 参见[[孪生素数猜想]] {{squote|w=50%|存在无穷多个素数''p'',与''p + 2''都是素数。}}s=1. === 孪生素数的公式 === 利用素数的判定法则,可以得到以下的结论:“若自然数<math>q</math>与<math>q+2</math>都不能被任何不大于<math>\sqrt{q+2}</math>的素数 (contracted; show full) (3)式或者(6)式是(<math>p_{2}-2</math>);(9)式是(<math>p_{2}-1</math>).即模是素数3的时候,相差6的孪生素数公式中最小剩余只有一个,所有(<math>p_{2}-1</math>);而相差2的孪生素数和相差4的孪生素数最小剩余有两个,所以(<math>p_{2}-2</math>)。 =='''广义孪生素数猜想等价于哥德巴赫猜想'''== 如果s=1,2,3,4,....。都成立,那么广义孪生素数猜想等价哥德巴赫猜想。 这是因为<math>p</math>+(<math>p+2s</math>)= 2(<math>p+s</math>)=偶数。 ''' == 需要的定理--埃拉托斯特尼区间筛法 == 將 大于1至<math>2p_{k}</math>连续的自然数区间,依次按2,3,5,.p_{1}p_{2}p_{3}</math>...<math>p_{k-2}p_{k-1}p_{k}</math>连续的自然数按照<math>p_{k-1}p_{k}</math>为一个区间,分为<math>p_{1}p_{2}</math>...<math>p_{k-2}</math>个区间,依次按2,3,5,....順序 篩,篩K次後, 任兩個含連續自然數個數相等的區間,被篩(或末被篩)數相差不超過K。 ⏎ ⏎ 說明:本篩法與埃拉托斯特尼篩法不同,埃氏篩先用2篩,然後把2的倍數剔除掉;再用3篩,然後又把3的倍 數剔除掉;再用5篩,…。本篩法也是按照2,3,5,...順序篩,用不大於的素數去篩(不得用大於的素數去篩), 只 是已篩過的數數不馬上剔除掉,而是做上標記,等全部篩完過後再把篩過的數剔除掉。於是,有一些含有 幾個不同 素因數的數可能就要被篩幾遍,例如,“6”就要被“2”和“3”各篩一遍。 證明:根據除法算式定理:“給定正整數a和b,b≠0,存在惟一整數b和q,使a=bq+r”得知,如果 從a中篩 bm形數,a個連續自然數中,最多含有q個bm形數,r個連續自然數中,最多含有1個形數。 例如a=35,b=3。 35個連續自然數中最多含有11+1=12個3m形數。如36—70有12個3m形數,1-35 有11個3m形數。 現在設某兩個區間為A與B,含自然數的個數分別為|A|與|B|,|A|=|B|,下證明P去篩,兩個區間被 篩形數(或 未被篩數)個數相差最多不超過1,由上所述篩法,用順序素數2,3,5,..依次去篩,兩個區間每次被篩形數 (或未被篩數) 個數相差最多不超過1,故篩次兩區間被篩數(或未被篩數數)個數最多不超過個。 證法(1),設|A|=a=bq+r,則|B|=a=bq+r,即區間A和B中均至少含有q(q>1)個bm形數,又由於 r<b,故r個連續 自然數中至多有一個形數,即被篩bm形個數相差不超過1。 證法(2),假若不然,篩K次有兩個區間A與B,被篩數相差大於K,比如有K+1個,那會出現現什麼 問題呢?我們問第是個什麽數,見圖,假如與用2和3篩,如果出現了相差3個,第一個記為形,第二個記為形,問第三個(? )是什麼形式,(每一方括号表示一個自然數,)。 A:[][]...[] --------------------------- [][][][][][] B:[][]...[][2m][3m][?]-------------------[][][] 已篩過部分-------------------- 未篩過部分 如果第三個(?)是2m或3m形,顯然與除法算式定理矛盾;如果不是2m或3m形,它就不應“站在” 已篩過部分行列,無論哪種情況,假設都不成立,證畢。 '''为什么区间要大于<math>2p_{k}</math>''' 如果区间小于<math>2p_{k}</math>,并且不按照顺序筛法,就会出现其它异常。例如,我们直接用5和 7筛,区间为2×5-1=9个自然数; A区间:31,32,33,34,35,36,37,38,39;(用5和7筛,只筛掉35) B区间:13,14,15,16,17,18,19,20,21.(用5和7筛,筛掉14,15,20,21有四个)。 筛2次相差3个。如果先用2和3筛过,实际上只是相差1个(35)。B区间实际上都是已经筛过的。如果区间 加大一个自然数, 使得区间≥<math>2p_{k}</math>,上面构造就不能成立。 筛法里面有许许多多问题值得研究。 == 证明提纲 == 【1】将1至<math>p_{1}p_{2}</math>...<math>p_{k-2}p_{k-1}p_{k}</math>按(<math>p_{k-1}p_{k}</math>为一组,划分成<math>p_{1}p_{2}</math>...<math>p_{k-2}</math>个组(或区间) [1,(<math>p_{k-1}p_{k}</math>)], [(<math>p_{k-1}p_{k}</math>)+1,2(<math>p_{k-1}p_{k}</math>)], (contracted; show full)[[he:השערת המספרים הראשוניים התאומים]] [[hu:Ikerprím-sejtés]] [[it:Congettura dei numeri primi gemelli]] [[ko:쌍둥이 소수 추측]] [[pt:Conjectura dos primos gêmeos]] [[simple:Twin Prime Conjecture]] [[sv:Primtalstvillingsförmodan]] [[th:ข้อความคาดการณ์จำนวนเฉพาะคู่แฝด]] All content in the above text box is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike license Version 4 and was originally sourced from https://zh.wikibooks.org/w/index.php?diff=prev&oldid=51364.
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