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不定方程x±y=2n在某范围内素数解问题

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发表于 2019-1-29 13:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
对于不定方程x±y=2n在某固定范围内解的组数问题,
它与哥德巴赫猜想一样,含有小素数因子的偶数的解组数要多,
而不含小素数因子的相对来说要少,那么这个因子如何确认呢?
在10000内总共累计解的组数为1604210,安理论值能整除3的偶数
的解组数占50%,即802105,实际为799842,没有占到一半,
这是因为对于模3来说,余1和余2的素数个数不均衡所致,
还有一个重要问题就是,对于素数3加上任何素数(除本身外)
都得到其他的偶数,而不会得到能整除3的偶数,在10000内
有奇素数1228个(包括3本身),这样有1227*2=2454组落到
余数1或2上,而只有1组3+3落到了整除3的偶数上,所以比
理论值少了2000多,还有一个问题就是,余数1,2所拥有的
素数个数不均衡,也会造成小微的偏差,这就好比(a+b)^2,
当a与b相等时,a^2,b^2,2ab,才会形成1/1/2的比例,也
就是说,这时是理论值,而如果a=105,b=95,则a^2,b^2,2ab
的比值为11025/9025/19950,基本上还是占50%,影响不大,
但是余数1,2浮动比例增大,有它们离平均数的5%,造成了10%
的偏差,这也是哈代细节上的问题,也就是说,不是在大框架
内不成立,而是在细节上有稍微的偏差,引起的主要原因有
两点,一点是素数本身参与了运算,而是对模P来说,各种余数
出现的次数不均衡,在此例中,还有一个小问题,就是样本数
也不均衡,整除3的要少一个。
偶数除3余1的有404075组,安理论值应该为401052组,多了3000
组,大概占0.75%(相对误差);
偶数除3余2的有400293组,安理论值应该为401052组,少了759
组,大概占0.19%(相对误差);由此看来绝对误差与相对误差
都比较小。所以实际数据还是支持理论值的。
对素数模3的余数统计结果(在10000内)余1的611个,余2的616
余0的一个,绝对误差5个,相对误差0.81%,这里没有形成2倍的
误差,这是因为素数3起了一定的作用。
在10240230内679473个奇素数,339663个模3余1的,模3余2的
339809个,一个模3余0,绝对误差146个,相对误差0.043%,
所以最大相对误差不超0.086%.计算结果显示,模3余0的累计
绝对误差为范围内素数个数级别,因为总数为素数个数的平方,
所以相对误差为LN(n)/n,
无100内素数因子的偶数共计1317个,共计有281037组解,平均
213.39组,最大值238,最小值168,偏差-0.2127至+0.1153,
上下偏差都很大。
只有因子3的偶数共计614个,共计有260873组解,平均424.87
是没有因子的2倍略低(1.99),最大值456,最小值384,偏差
"-0.0962至+0.0733,浮动范围明显收窄;
后边有30个偶数的统计值与公式值是完全一样的。
通过5000个样本得到数据是:偏差范围(-0.1558,+0.1960),
小于公式解的只有173个偶数,与公式解相同有30个偶数,绝大
部分的偶数,公式解要小于实际值,有4797个偶数,这是因为
在加法运算中落到前周期内的数要多于落到后周期的,而减
法中是落到前周期与后周期完全一样,只是有素数个数个值为0
也就是说,不到一半,但是很接近。
公式解累计为1504330组,这比整体公式解还少2426组,均不到
0.5个。安理论上,各个偶数的系数之和应该为n,即1000,可
系数累计为9978.53,少了21,47份,每份有150.80个,少了
3238组解,与1504330相加为1507568组,安分配值1228^2=
1507984,与实际分配1507568,还多416组。不过这种误差
应该是较小的,之所以有大的出入,是因为小素数比大素数多
造成的,5000之内有素数668个,而5000至10000之间有560个,
(668+560)^2=668^2+2*668*560+560^2,668^2肯定都落到
10000之内,560^2肯定落到10000以外,但是2*668*560的最少
一半落到10000之内(应该多于此数),如果复杂点,还可以
把后半部在2分,得到0.5,0.75,1这样三段,那数据会更准确
些,对半分时有668^2+668*560=820304组,占总体的0.5440,
实际有850832组,占总体的0.5642.
实际有1604210组,与公式解1504330,比值为1.066395,
均值上浮6.64%,所以在哈代公式中,上下界限为20%以内。
在后边的分段表中,标记红色的是落到范围内的,绿色的
最起码有一半落到范围以内。为了比较我们可以分10段,
100段,看一下即可。拿1000万内的素数做样本,如果分成100段
则落到1000万以内的有53.55%;如果分成10段,则为53.48%;
减少了0.07%,所以分段越多,越接近真实值,从这里可以
看出,扩大范围其占比是在减小,而不是增大,但是到无限大
时,会不会占到50%呢?
 楼主| 发表于 2019-1-29 13:24 | 显示全部楼层
偶数        x±y=2n
7712        199
7724        199
7892        199
8254        199
8332        199
8578        199
8902        199
9092        199
9616        199
9634        199
9836        199
9902        199
68        212
8908        212
8888        221
4888        222
7532        239
8876        239
9898        239
1022        242
6170        265
9530        265
8320        290
8800        295
8680        330
9168        398
9276        398
9852        398
9792        425
9996        510
这是30个偶数的素数解组数实际值与公式值一致的偶数。
 楼主| 发表于 2019-1-29 13:29 | 显示全部楼层
偶数        x±y=2n
9602        168
9866        177
9838        184
9974        185
9404        186
9766        186
8572        187
8552        188
9518        188
8048        189
8042        190
9952        190
8192        191
9302        191
9908        191
9488        192
5948        193
7928        193
9206        193
9304        193
9578        193
9748        193
8378        194
9994        196
8018        198
9956        198
9964        199
8942        202
8762        208
9812        209
9958        210
8834        225
9700        252
9950        254
10000        254
9830        255
9548        261
9430        271
9620        289
9800        307
9762        384
这是实际解组数负偏差超过3%的偶数
 楼主| 发表于 2019-1-29 13:36 | 显示全部楼层
偶数        x±y=2n
386        223
1346        223
1706        223
1756        223
1796        223
1966        223
2792        223
2956        223
3056        223
3194        223
3338        223
3436        223
3524        223
3628        223
3704        223
3788        223
3928        223
3964        223
3986        223
4096        223
4274        223
4282        223
4604        223
4742        223
4934        223
5186        223
5272        223
5294        223
5506        223
5552        223
5554        223
5584        223
5594        223
6488        223
7732        223
8252        223
8356        223
1174        224
1502        224
1546        224
1864        224
1874        224
2258        224
2344        224
2824        224
3208        224
3326        224
3568        224
3622        224
3676        224
3758        224
3946        224
4064        224
4504        224
4954        224
5006        224
5176        224
5342        224
5386        224
5534        224
5932        224
5944        224
6362        224
6374        224
6458        224
6514        224
6686        224
6814        224
7016        224
9104        224
694        225
2234        225
2246        225
2536        225
2986        225
3148        225
3296        225
3368        225
3442        225
3488        225
3574        225
3644        225
4192        225
4198        225
4516        225
4804        225
5116        225
5326        225
6236        225
6382        225
6742        225
7312        225
8014        225
1234        226
1304        226
1556        226
1744        226
2644        226
2858        226
2974        226
3896        226
4304        226
4822        226
4834        226
5114        226
5804        226
5872        226
7132        226
8276        226
8566        226
9946        226
134        227
2734        227
3316        227
3494        227
4016        227
4376        227
4882        227
4996        227
5392        227
6124        227
6404        227
6428        227
6502        227
2656        228
2866        228
3394        228
4286        228
5098        228
5284        228
5914        228
9664        228
764        229
2026        229
2864        229
3646        229
3656        229
5056        229
5242        229
6224        229
6784        229
7846        229
2738        230
3098        230
3814        230
5464        230
9326        230
9388        230
3044        231
3106        231
4166        231
5578        231
5884        231
1856        232
4024        232
4486        232
4754        232
5182        232
5956        232
6794        232
7138        232
7936        232
8174        232
9454        232
3418        233
5752        233
2066        234
5546        234
3884        235
4276        235
5744        235
6394        235
4366        236
5888        236
6206        237
3838        238
4454        238
6304        238
3434        239
3502        239
3706        239
5846        239
6164        239
3286        240
3358        241
5644        241
5966        241
2686        242
7582        242
7174        243
2704        244
6058        244
26        245
1462        245
5356        245
3926        246
5252        246
7874        246
8284        246
3562        247
5174        247
2794        248
3614        248
6094        248
6214        248
2354        249
4444        249
4966        249
5324        249
6644        249
6604        250
7612        250
8074        250
4264        252
4796        254
3016        255
2596        256
2884        268
5068        268
2534        269
4634        269
5026        269
5908        269
6874        269
7924        269
4564        271
6244        271
7294        271
6412        272
2716        274
3304        274
3626        277
4018        277
4816        278
2254        283
6944        286
5434        288
2270        297
3970        297
4460        297
5240        297
7090        297
7190        297
7240        297
3580        298
7730        299
4820        300
6310        300
3830        301
4580        301
4990        301
6280        301
2060        302
4040        302
2780        303
3100        308
5800        308
2950        309
4300        309
4250        320
6290        327
7930        331
3920        359
4014        446
5604        446
6444        446
7164        446
1614        447
3786        447
5004        447
2034        448
2946        448
2994        448
4086        449
5454        449
6516        449
3636        450
4164        450
4734        450
6096        450
5184        451
5886        451
3576        453
4344        453
7074        453
6024        456
2976        462
2886        502
3654        558
这是正偏差大于等于12%的偶数
 楼主| 发表于 2019-1-29 13:44 | 显示全部楼层
偶数        x±y=2n        调节值        1.32032351        比值
3034        231        1.054945055        210        1.1
3886        231        1.052991453        210        1.1
4316        242        1.104377104        220        1.1
494        253        1.155080214        230        1.1
3952        253        1.155080214        230        1.1
2254        283        1.257142857        250        1.132
5434        288        1.28342246        256        1.125
3100        308        1.379310345        275        1.12
5800        308        1.382716049        275        1.12
6970        319        1.458689459        290        1.1
6162        484        2.210153483        440        1.1
4026        495        2.259887006        450        1.1
3654        558        2.488888889        496        1.125
2640        649        2.962962963        590        1.1
这是比值为整小数的(不出现循环小数)
 楼主| 发表于 2019-1-29 13:47 | 显示全部楼层
以上各楼都是在10000范围内的情况。其它范围没有研究。
主楼提到的分布比例是指1000万内的数据。
 楼主| 发表于 2019-2-2 17:18 | 显示全部楼层
两个素数的和与两个素数的差在理论上求解组数公式是一致的
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