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发表于 2022-8-22 15:40
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谈谈哥猜数的下限值r2(N)≥[N/(lnN)^2]
崔 坤
中国山东青岛即墨, 266200, E-mail:cwkzq@126.com
摘要:本文是以综述的方法回顾了素数的起源与发展,把古老的埃氏筛法推广到双筛法,
运用了素数定理对哥猜表法数真值公式的下限值分析获得了r2(N)≥[N/(lnN)^2]
任何一个公式在其定义域内没有反例才是真正的共识。
关键词:素数,素数定理,埃拉托斯特尼筛法,互逆共轭等差数列,哥猜数,双筛法
1.古老的素数:
素数,又称质数,是只能被1或者自己整除的自然数。
2.埃拉托斯特尼:
公元前276年出生于昔兰尼,即现利比亚的夏哈特;公元前194年逝世于托勒密王朝的亚历山大港),希腊数学家、地理学家、历史学家、诗人、天文学家。埃拉托斯特尼的贡献主要是设计出经纬度系统,计算出地球的直径。
埃拉托斯特尼筛法:当年埃拉托斯特尼找来一张旧羊皮,在上面写出一排非零自然数n,然后:把不大于n^1/2的所有素数的倍数扣洞,留下的孤岛就是获得的n内的所有素数。
先用2去筛,即把2留下,把2的倍数剔除掉;
再用下一个质数,也就是3筛,把3留下,把3的倍数剔除掉;
接下去用下一个质数5筛,把5留下,把5的倍数剔除掉;不断重复下去......。
这样得到的:1,2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,….都是素数。
3.素数定理:是素数分布理论的中心定理,
设n≥1,以π(n)表示不超过n的素数的个数,当n→∞时,π(n)~n/lnn。
根据素数定理可知不超过n【n≥6】的素数的个数至少有[n/lnn]
4.互逆共轭等差数列:
等差数列A:1,3,5,7,9,11,…,(2n-1)
等差数列B 2n-1),(2n-3),(2n-5), …,5,3,1
偶数N=A+B大于等于6
5.哥猜数:偶数N≥6双记法下的1+1表法数个数,用r2(N)表示
6:双筛法:对于互逆共轭数列AB按照埃拉托斯特尼筛法进行双向筛选素数的方法。
7:双筛法步骤:对于共轭互逆数列A、B:
A:{1,3,5,7,9,……,(N-1)}
B:{(N-1),……,9,7,5,3,1}
显然N=A+B
根据埃氏筛法获得奇素数集合{Pr}:
{1,3,5,…,Pr},Pr<√N
为了获得偶数N的(1+1)表法数,按照双筛法进行分步操作:
第1步:将互逆数列用3双筛后得到真实剩余比m1
第2步:将余下的互逆数列再用5双筛后得到真实剩余比m2
第3步:将余下的互逆数列再用7双筛后得到真实剩余比m3
…
依次类推到:
第r步:将余下的互逆数列再用Pr双筛后得到真实剩余比mr
这样就完成了对偶数N的求双筛法(1+1)表法数,根据乘法原理有:
r2(N)=(N/2)*m1*m2*m3*…*mr
即r2(N)=(N/2)∏mr
例如:70
[√70]=8,{Pr}={1,3,5,7},
3|/70,首先这35个奇数用3双筛后得到剩余13个奇数,则其真实剩余比:m1=13/35
5|70, 剩余的13个奇数再用5双筛剩余10个奇数,则其真实剩余比:m2=10/13
7|70, 剩余的10个奇数再用7双筛剩余10个奇数,则其真实剩余比:m3=10/10
根据真值公式得:
r2(70)
=(70/2)*m1*m2*m3
=35*13/35*10/13*10/10
=10
r2(70)=10
分析双筛法r2(N)的下限值:
双筛法第一步:先对A数列筛选,根据素数定理,A中至少有[N/lnN]≥1个奇素数,
即此时的共轭互逆数列AB中至少有[N/lnN]个奇素数
第二步:再对B数列进行筛选,筛子是相同的1/lnN
则根据乘法原理由此推得共轭数列AB中至少有: [N/lnN]* 1/lnN=[N/(lnN)^2]个共轭奇素数。
例如:30
8.结论:
哥猜数的下限值r2(N)≥[N/(lnN)^2]
9.参考文献:
[1]华罗庚,《数论导引》,科学出版社,1957-07
[2]王元,《谈谈素数》,哈尔滨工业大学出版社,2011-3
[3]李文林,《数学瑰宝——历史文献精选》,科学出版社,1998年,第368页 |
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