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用概率论研究素数问题,得出的素数出现率:有 π(p-1)/p=(1/2)(2/3)(4/5)……(p-1)/p;
但是现在数学家的一些大师,却得出x→∞时素数发生率有 π(p-1)/p=0;
完全是与极限理论背道而驶。
讨论概率方式的素数出现率 π(1-1/p)的极限问题。
那么当 x→∞时,p→∞,此时 lim π(1-1/p)→? 又将如何呢?
我们同样依据两个无穷小量的阶的概念,来分析π(1-1/p)的极限:
π(1-1/p)=π[(p-1)/p] =π(p-1)/π(p);
在x→∞时,有 p→∞.
因此有 π(p-1)→∞与π(p)→∞ ,
它们的倒数 π[1/(p-1)]→0 、π[1/(p)]→0 则是两个无穷小量。
因此 π[1/(p)]/π[1/(p-1)] 的比值的极限,取决于两个无穷小量相互间阶的高低,也就是它们趋向于0的速度比较。
依据无穷小量的比较法则:
设u,v是两个无穷小量,即lim u=0,lim v=0,
(1)若 lim u/v =0 ,这说明分子u趋于0的速度比分母v趋于0的速度要快得多,则称为u为比v高价的无穷小量,记为u=0(v);
(2)若 lim u/v =∞ ,这说明分母v趋于0的速度比分子u趋于0的速度要快得多,则称为u为比v低价的无穷小量;
(3)若 lim u/v =a (a≠0 ),这说明分子u与分母v趋于0的速度差不多,则称为u与v 为同阶的无穷小量;
(4)若 lim u/v =1 ,这说明分子u与分母v趋于0的速度一样,则称为u与v 是等阶的无穷小量,记作u~v。
只要我们用计算机实际的计算一下,就可以得出在√x内最大素数p趋于增大的过程中, 无穷小量π[1/(p)]与π[1/(p-1)] 两者的趋于0的速度是差不多的,
实验数据摘录:
p( 2 )= 3 , 1/π(p)= .3333333 , 1/π(p-1)= .5
p( 3 )= 5 , 1/π(p)= 6.667D-02 , 1/π(p-1)= .125
p( 4 )= 7 , 1/π(p)= 9.524D-03 , 1/π(p-1)= 2.083333E-02
p( 5 )= 11 , 1/π(p)= 8.658D-04 , 1/π(p-1)= 2.083333E-03
p( 6 )= 13 , 1/π(p)= 6.660007E-05 , 1/π(p-1)= 1.736111E-04
……
p( 135 )= 761 , 1/π(p)= 1.59E-318 , 1/π(p-1)= 9.469E-318
p( 136 )= 769 , 1/π(p)= 2.07E-321 , 1/π(p-1)= 1.233E-320
p( 137 )= 773 , 1/π(p)= 0 , 1/π(p-1)= 0
(这是电脑在中精度数值运算时做的判断同时等于0 ,在高精度数值运算时同样如此)
……
p( 135 )= 761 , π[1/(p)]= 1.592007967968415D-318 , π[1/(p-1)]= 9.46898549143166D-318
p( 136 )= 769 , π[1/(p)]= 2.070135056074823D-321 , π[1/(p-1)]= 1.23269378637391D-320
p( 137 )= 773 , π[1/(p)]= 0 , π[1/(p-1)]= 0
p( 138 )= 787 , π[1/(p)]= 0 , π[1/(p-1)]= 0
因此根据无穷小的比较法则, π[1/(p)]→0的速度与 π[1/(p-1)]→0的速度是差不多的,属于同价无穷小量;
根据比较法则(3)若 lim u/v =a (a≠0 ),这说明分子u与分母v趋于0的速度差不多,则称为u与v 为同阶的无穷小量;的逆定理,
则它们的比值 π(p-1)/π(p)=c ;(c 为不等于0的常数)
因此那些跟随数学家盲目鼓吹 x→∞时,素数出现率 lim π(1-1/p)→0 的人士,只是一些指鹿为马式的应声虫,如果要他们说出 什么p时才能够得出 比值 π(p-1)/π(p)=0.01时,大多哑口无言了,更不要说得出比值 π(p-1)/π(p)=0.001的p了!
教科书上面的无穷小的比较法则基础极限理论,与某些数学家违反无穷小的比较法则的结论;在x→∞时π(1-1/p)的极限值→0 的观点是矛盾的。(见王元《谈谈素数》章节12. 素数的出现概率为零)。
那么应该相信什么,只有自己动脑子思索一下,不要迷信专家,不要盲从。
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