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发表于 2022-7-1 08:07
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本帖最后由 cuikun-186 于 2022-7-1 08:29 编辑
孪生素数有无穷多
崔 坤
中国山东青岛即墨, 266200, E-mail:cwkzq@126.com
摘要:孪生素数猜想正式由希尔伯特在 1900 年国际数学家大会的报告上的第 8 个问题中提出, 可以这样描述: 存在无穷多个素数 p,使得 p + 2 是素数,素数对(p, p + 2)称为孪生素数
关键词:孪生素数,奇素数,恒等函数
中图分类号:O156 文献标识码:A
Cui Kun
266200,Jimo, Qingdao, Shandong, China E-mail: cwkzq@126.com
There are infinitely many twin prime pairs
abstract : The twin prime conjecture was formally proposed by Hilbert in the 8th question of the report of the International Congress of Mathematicians in 1900, It can be described like this: there are infinitely many prime numbers p, such that p + 2 is a prime number, and the prime number pair (p, p + 2) is called a twin prime number
key words:Twin primes, odd primes, identity functions
证明:
引理:每个大于等于 9 的奇数都是 3+两个奇素数之和
证明: 根据 2013 年秘鲁数学家哈罗德·贺欧夫格特已经彻底地证明了的三素数定理: 每个大于等于 9 的奇数都是三个奇素数之和,每个奇素数都可以重复使用。
它用下列公式表示:Q 是每个≥9 的奇数,奇素数:q1≥3,q2≥3,q3≥3, 则 Q=q1+q2+q3
根据加法交换律结合律,不妨设:q1≥q2≥q3≥3, 则 Q-3=q1+q2+q3-3
显见:有且仅有 q3=3 时,Q-3=q1+q2, 否则,奇数 9,11,13 都是三素数定理的反例。
即每个大于等于 6 的偶数都是两个奇素数之和
推论 Q=3+q1+q2,即每个大于等于 9 的奇数都是 3+两个奇素数之和。
我们运用数学归纳法做如下证明:
给出首项为 9,公差为 2 的等差数列:Qn=7+2n:{9,11,13,15,17,.....}
Q1= 9
Q2= 11
Q3= 13
Q4= 15
.......
Qn=7+2n=3+q1+q2,(其中奇素数 q1≥q2≥3,奇数 Qn≥9,n 为正整数)
数学归纳法:
第一步:当 n=1 时 ,Q1=9 时 ,Q1=9=3+q1+q2=3+3+3 成立
第二步:假设 :n=k 时,Qk=3+qk1+qk2 成立,(奇素数:qk1≥3,qk2≥3)
第三步:当 n=k+1 时,Q(k+1)=Qk+2=3+qk1+qk2+2,
此时有且仅有 2 种情况:
A 情况:qk1+2 不为素数,或者 qk2+2 不为素数,再或者(qk1+2)与(qk2+2)同时不为素数时,
Qk+2=Q(k+1)=5+qk1+qk2 即每个大于等于 11 的奇数都是 5+两个奇素数之和,
这也就同步证明了每个大于等于 6 的偶数都是两个奇素数之和
即与“每个大于等于 9 的奇数都是 3+两个奇素数之和”是等价的
即 Qk+2=3+qk1+qk2+2=5+qk1+qk2=3+qk3+qk4,(奇素数:qk3≥3,qk4≥3)
B 情况:
(1)若 qk1+2 为 qk1 的孪生素数 P, 则:Qk+2=3+P+qk2,即每个大于等于 11 的奇数都是 3+两个奇素数之和
(2) 若 qk2+2 为 qk2 的孪生素数 P”, 则:Qk+2=3+P”+qk1,即每个大于等于 11 的奇数都是 3+两个奇素数之和
综上所述,对于任意正整数 n 命题均成立, 即:每个大于等于 9 的奇数都是 3+两个奇素数之和
结论:每个大于等于 9 的奇数都是 3+两个奇素数之和,Q=3+q1+q2, (奇素数 q1≥q2≥3,奇数 Q≥9)
孪生素数有无穷多
证明: 设奇数 Q≥9,奇素数 q1≥3,奇素数 q2≥3, 奇素数 q3≥3,奇素数 q4≥3,
则: 根据引理:当 Q≥11 时:
Q=3+q1+q2
Q=5+q3+q4,
则:q1+q2≡2+q3+q4
q1+q2≡(2+q3)+q4≡q3+(2+q4)
根据解析恒等函数的性质可知: q1=2+q3,q2=q4 或者: q2=2+q4,q1=q3
由于 Q 无穷多,故 q1=2+q3,或者 q2=2+q4 无穷多,故孪生素数有无穷多。
例如: 105=3+3+97+2=3+5+97, 【3+97+2=5+97】, (3,5)是孪生素数
105=3+11+89+2=3+13+89;【11+89+2=13+89】,(11,13)是孪生素数 105=3+17+83+2=3+19+83;【17+83+2=19+83】,(17,19)是孪生素数
105=3+29+71+2=3+31+71;【29+71+2=31+71】,(29,31)是孪生素数
105=3+41+59+2=3+43+59;【41+59+2=43+59】,(41,43)是孪生素数
105=3+47+53+2=5+47+53;
结论:孪生素数有无穷多
参考文献:
[1] Major Arcs for Goldbach's Theorem. Arxiv [Reference date 2013-12-18]
[2] Minor arcs for Goldbach's problem.Arxiv [Reference date 2013-12-18] |
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