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哥德巴赫猜想与孪生素数问题 倪则均2015年9月12日(2014年7月24日投火花被压至今)

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发表于 2015-9-12 15:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
1,规则欧拉群里的加法运算。
Φpn#规则欧拉群是一个乘法交换群,可以有规则地逐级不断地进行纵向扩张。Φpn#规则欧拉群里的元素的数量,为欧拉函数φ(pn#)=(p1-1)(p2-1)(p3-1)…(pn-1),其中p1=2,p2=3,p3=5,……,这是一个积性函数。然而,Φpn#规则欧拉群里的全体元素,对于加法运算来说,尽管不能还是成群,但是却是另有其重要性质。
Φpn#规则欧拉群里的全体元素,它们两两结对相加的和,为Hpn#规则合数环里的全体的偶数。反过来则是,Hpn#规则合数环里的每一个偶数,全都可以分拆成为两个欧拉数之和。一般来说,一个构造子群的阶数越高,其中的偶元素就越少,然而它们的每一个偶元素,所表示为两个欧拉数之和的形式却是越多。
例如,Hpn#规则合数环里的最高n阶构造子群为pn#Φpn#,其中就只有一个元素pn#,这个元素pn#,却能表示为φ(pn#)/2种,两个欧拉数之和的形式。再如,Hpn#规则合数环里的1阶构造子群2Φpn#,其中的偶元素的数量,就与Φpn#规则欧拉群里的元素的数量相等,同为欧拉函数φ(pn#)。
2Φpn#构造子群里的元素2φi,我们不妨称之为偶欧拉数,每一个偶欧拉数都可以表示为f(2φi)=(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-2)/2种,不同的两个欧拉数相加的形式。当然,其中必定有一组是两个相同的欧拉数相加。其实,Φpn#规则欧拉群里的每一个欧拉数,都可以作为2Φpn#构造子群里的(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-2)个偶欧拉数的,一个符合两个欧拉数相加形式中的一个加数。下面不妨通过一个实例,予以更为具体的说明,Φ30欧拉群里的8个元素,它们的加法方阵为:

显而易见,在H30规则环里,其2Φ30={2,4,8,14,16,22,26,28}构造子群里的八个偶欧拉数,全都可以表示成2组2个欧拉数之和,其中必定都有1组,是2个相同欧拉数之和。同样的道理,2阶构造子群6Φ30={6,12,18,24}里的4个元素,全都可以表示成3组2个欧拉数之和。2阶构造子群10Φ30={10,20}里的2个元素,全都可以表示成2组2个欧拉数之和。3阶构造子群30Φ30={30}里的1个元素,则可以表示成4组2个欧拉数之和。
2=1+1=13+19,4=17+17=11+23,8=19+19=1+7,14=7+7=1+13,16=23+23=17+29,22=11+11=23+29,26=13+13=7+19,28=29+29=11=17;
6=7+29=13+23=17+19,12=1+11=13+29=19+23,18=1+17=7+11=19+29,24=1+23=7+17=11+13;
10=11+29=17+23,20=1+19=7+13;30=1+29=7+23=11+19=13+17。
2,破解哥德巴赫猜想。
1742年,德国数学爱好者哥德巴赫,向当时西方顶尖的数学大师欧拉请教:(1)任意一个不小于6的偶数,都可以表示为两个奇素数之和;(2)任意一个不小于9的奇数,都可以表示为三个奇素数之和。由于问题(2)可以包含在问题(1)之中,所以哥德巴赫的两个猜想,实际上只有一个(1)。
一个数学权威无法解答一个民科的普通的提问,实在应该属于一件最平常不过的事情。然而,这个问题竟然被隐藏了整整28年,直到1770年,才被华林在他的《代数沉思录》上,给披露了出来,此事到是显得有些很不平常了。这似乎在人为的制造了一种神秘感,让人错误的认为这个问题一定很难很难。
其实,对于哥德巴赫的提问,只要对于素数的分布规律能够有所认识,就应该是不难予以解答的。然而,认识素数分布规律的光明大道,却被高斯的“素数定理”给堵死了,哈代等人更是将问题搅得让人望而生畏。由于笔者已经通过规则合数环,突破了“素数定理”的封锁,成功给出了素数的分布公式,因此,我们仍然可以通过这条捷径来,解答哥德巴赫的问题。
由于我们已经在上面,对于Hpn#规则合数环里的各类偶数阶构造子群的特性规律,作了一些深入研究,因此大家应该不难理解,在[pn-1^2,pn^2]区间范围之内,必定会存在着许多个,2Φpn#构造子群里的偶欧拉数2φ≡〈0,φ2,φ3,…,φn〉。我们只要证明这些偶欧拉数,全都可以表示为两个奇素数之和就可以了,完全没有必要对于各类偶数阶构造子群的情况,全都一一予以证明。
如果我们用g(2φ)表示,小于2φ并且不与2φ有任何同余的素数的数量,那么这些素数必定可以两两结对使得它们的和为2φ。下面计算g(2φ)的公式(B),与计算素数分布数量的公式(A)有些相似。若是2φ≡〈0,φ2,φ3,…,φn〉的各个分量φi都不为1,那么1就会被误认为是一个符合要求条件的素数,必须予以去除。然而,去除一个误认为是一个符合要求条件的1,还必须再去除与1相加其和为2φ的真正的素数。
g(2φ)=2φ(p1-1)(p2-1)(p3-1)…(pn-1)/p1p2p3…pn           (B)
许多民间的数学爱好者,也都给出过类似于上面的计算公式,但是他们全都没有解释清楚,这个公式的真正的数学含意。其实,笔者早在二十多年前,就已经得到了这个公式,然而,直到最近才是真正的领悟它的数学含意。这个公式(B),实际上反映了正反两个方向上的双重筛分结果。正向筛分是从始数1开始的,由小到大的筛分,得到的正是素数分布公式(A)。反向筛分是从偶欧拉数2φ开始的,由大到小的筛分,得到的是不与2φ≡〈0,φ2,φ3,…,φn〉同余的数。不管是先作正向筛分,还是先作反向筛分,两次筛分的结果必定都是公式(B)。这个公式(B),可以象公式(A)那样,分拆成为下面的两式之差。
g(2φ)=2φ(p1-1)(p2-1)(p3-1)…(pn-1)/p1p2p3…pn
=[2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-1-2)/p1p2p3…pn-1]
-[2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-1-2)/p1p2p3…pn-1pn]
其实,不管是对于正向筛分,还是对于反向筛分来说,它们的每一次的逐级扩张,全都只是各去除一个数。通过实算我们知道当pn≥43,上面的减式开始变得大于2了,这就是说,此后的计算结果都会小于客观实际存在的,由此可知所有的大于41^2的偶数,全都可以表示成为两个奇素数之和。对于小于41^2的偶数,也决不是说没有客观实际存在,因为不管是在作正向筛分时,还是在作反向筛分时,我们都会筛去一些符合条件的基本素数的。例如对于8来说,我们正向筛去了3,反向筛去了5,岂不是筛去了8=3+5。
3,证明孪生素数无限。
对于Hpn#规则合数环里的全体元素,如果我们第一次仍然采用从始数1开始的,由小到大的正向筛分。第二次还是采用从偶数2开始的,由小到大的正向筛分。那么这样的两次双重筛分的结果,得到的是Hpn#规则合数环里的,对于各个分环模数,都不与2同余的数的集合。这就是说,在这个集合的元素的同余式组里,其中的各个分量既不为0,也不为2。
显然,这个集合只是Φpn#规则欧拉群里的一个子集,由于1必定是其中的一个元素,因此会有独特的一组1+1=2,而其它的所有元素都是两两结对之和为2+pn#。这个集合里的元素的数量为:L(pn#)=(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-2),其中小于pn^2的元素,除了一个1之外,都是对于各个分环模数,全都不与2同余的素数。这些素数减2后必定仍是素数,所以它们都是孪生素数里的大数,其数量公式为:
L(pn^2)=[(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-2)pn^2]/p1p2p3…pn              (C)
其实,对于上面的第二次的筛分,如果采用从偶数pn# -2开始的,由大到小的反向筛分。那么这样的两次双重筛分的结果,得到的是Hpn#规则合数环里的,对于各个分环模数,都不与-2同余的数的集合。其中小于pn2的元素的数量,仍然可以运用公式(C)计算,它们是对于各个分环模数,全都不与-2同余的素数。这些素数加2后必定仍是素数,所以它们都是孪生素数里的小数。由于公式(C)的计算结果,都是小于客观的实际存在,因此孪生素数的数量是无限的。最后必须说明的是,Hpn#规则合数环里的筛分,可以从任何一个元素开始作正向筛分,和反向筛分的。因为其中元素的大小排列,是可以从任何一个元素开始的。

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发表于 2015-9-12 17:36 | 显示全部楼层
审这篇文章不至于一年多吧。
发表于 2015-9-12 17:39 | 显示全部楼层
素数分布数量的公式(A)是?
发表于 2015-9-17 08:55 | 显示全部楼层
g(2φ)=2φ(p1-1)(p2-1)(p3-1)…(pn-1)/p1p2p3…pn           (B)

正文中公式(B),从上下文推断应为:
g(2φ)=2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-2)/p1p2p3…pn

g(2φ)=2φ(p1-1)(p2-1)(p3-1)…(pn-1)/p1p2p3…pn
=[2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-1-2)/p1p2p3…pn-1]
-[2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-1-2)/p1p2p3…pn-1pn]

应为:
g(2φ)=2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-2)/p1p2p3…pn
=[2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-1-2)/p1p2p3…pn-1]
-2[2φ(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-1-2)/p1p2p3…pn-1pn]

公式(B)其实就是双筛法:正反一次筛。
但是,公式(B)也是错的,原因同公式(A)。

发表于 2015-9-17 08:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 discover 于 2015-9-17 09:02 编辑

L(pn^2)=[(p1-1)(p2-2)(p3-2)…(pn-2)pn^2]/p1p2p3…pn           (C)

公式(c)也是错的,原因同公式(B)。
发表于 2015-9-17 09:05 | 显示全部楼层
S(x)=n-1+2×4×6×…(pn-1)x/2×3×5×…pn         (A)

公式(A)是错的,其实就是比例法。
发表于 2016-7-16 23:50 | 显示全部楼层
公式(B)是错的!

g(2m) 即为 π(2m)。 但当2m趋于无穷大时,按(B)公式,则g(2m)趋于0.
看看华罗庚的《数论导引》就知道了。
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