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∏[(p-1)/p]的极限

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发表于 2022-7-6 05:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 yangchuanju 于 2022-7-6 05:42 编辑

∏[(p-1)/p]的极限
在自然数1-X范围内,有多少个素数?该区间素数发生率(几率)等于多少?
按照素数定理,在自然数X范围内,约有X/ln(X)个素数,素数几率约等于1/ln(X)。

该区间的素数几率亦可根据埃氏筛法导得其表达式约为:∏[(p-1)/p],
几率表达式中的p为2至X平方根内的最大素数p,表达式为连续素数2-p的连乘积。

愚公688先生为求出当X趋近于无穷大时连乘积∏[(p-1)/p]的极限,
将连乘积表达式转换成[1/∏p]/[1/∏(p-1)],为的是利用无穷小理论进行推导。
当X趋近于无穷大时,p亦趋近于无穷大,∏(p-1)和∏p均趋近于无穷大,1/∏(p-1)和1/∏p均趋近于无穷小,
此时∏[(p-1)/p]=[1/∏p]/[1/∏(p-1)]等于多少?即X范围内的素数几率∏[(p-1)/p]的极限是多少?

首先要声明的是,p应该从2算起,但愚公在他的一系列计算中都是从3开始的,其所计算结果为理论计算值的2倍,
这对于计算无穷大时的极限无关紧要,计算值大了一倍就是了,况且无穷小乘以2还是无穷小。
愚公计算了3-769中的135个素数的连乘积倒数[1/∏p]和[1/∏(p-1)],其值为
p( 136 )= 769, π[1/(p)]= 2.070135056074823D-321 , π[1/(p-1)]= 1.23269378637391D-320
p值再大一点,愚公的计算机作0对待;但愚公认为不管p多么大,两连乘积都不是相等的;
上述两非0连乘积相除得0.1679,于是愚公先生认定:
显然两者趋于0的速度差不多,但是 π[1/(p)]÷π[1/(p-1)]≠1,故两者是同阶无穷小量。

这里的“两者是同阶无穷小量”是对的。
然而当p趋近于无穷大时,π[1/(p)]÷π[1/(p-1)]等于或趋近于什么数值?
在这一点上,愚公错了,他始终认为π[1/(p)]÷π[1/(p-1)]等于某个固定数值,而不是趋近于无穷小即0;
改变一下计算方法可得:               
素数        ∏(p-1)/p        π[1/(p)]÷π[1/(p-1)]
2        0.5        ——
3        0.333333333        0.666666667
5        0.266666667        0.533333333
7        0.228571429        0.457142857
11        0.207792208        0.415584416
13        0.191808192        0.383616384
17        0.180525357        0.361050714
19        0.171024022        0.342048045
23        0.163588195        0.327176391
29        0.157947223        0.315894446
97        0.12031729        0.240634581
997        0.080965264        0.161930527
9973        0.060884692        0.121769385
99991        0.048752918        0.097505836
999983        0.04063821        0.08127642
9999991        0.034833775        0.069667549
数理意义        素数几率        素数几率的2倍
p无穷大极限        趋近于0        趋近于0

 楼主| 发表于 2022-7-6 05:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 yangchuanju 于 2022-7-6 05:47 编辑

【转载】愚公688贴
8、无穷小量的比较
设α(x),β(x)都是对应于某同一极限过程的无穷小量.
若lim α(x)/β(x)= c ≠0, 则α(x)与β(x)是同阶无穷小.
若 lim α(x)/β(x) =0,则 α(x)是β(x)的高阶无穷小,记为 α=ο(β);
特别 lim α(x)/β(x) = 1 ,则α(x)是β(x)是等价无穷小,记为 α~β

而判断无穷小量阶的高低的极限理论:
教科书上对于无穷小量的阶的概念做确切的叙述:(摘自《高等数学》教材28页,书号:13012.096)
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。

就是看两个比较的无穷小量趋于0的速度。
现在我们来判断π(1-1/p)的极限:
在x→∞时,p→∞,
π(1-1/p)=π[(p-1)/p[=π(p-1)/π(p);
π(p-1)→∞与π(p)→∞ ,则π[1/(p-1)]→0,π[1/(p)]→0,

那么这两个无穷小量是否是同阶无穷小量呢?
以实验数据作依据,即可得到结论:
p( 2 )= 3, π[1/(p)]= .3333333333333333 , π[1/(p-1)]= .5
p( 3 )= 5, π[1/(p)]= 6.666666666666667D-02 , π[1/(p-1)]= .125
p( 4 )= 7, π[1/(p)]= 9.523809523809523D-03 , π[1/(p-1)]= 2.083333333333333D-02
p( 5 )= 11, π[1/(p)]= 8.658008658008657D-04 , π[1/(p-1)]= 2.083333333333333D-03
……
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
显然两者趋于0的速度差不多,但是π[1/(p)]÷π[1/(p-1)]≠1,故两者是同阶无穷小量。
这是很容易用一个小程序来验证的。

就是因为世界数论界对素数发生率作了错误的结论,x→∞时素数发生率趋于0,
于是他们对一系列的问题,都无法做出正确的判断:
为什么x→∞时,素数数量趋于无穷多?π(N)→∞ ,解释不了。
偶数趋于无穷大时,歌德巴赫猜想有解吗?
因为在数论家的眼中,充分大的偶数2X的大半区[x,2X]是不该有素数,或者素数稀少的,(2X-p) 怎么是素数而能够形成素对?只能把(2X-p)表示为“殆素数”,哀叹“现有的数学方法不能解答猜想问题“,……

我就是在质疑啊!x→∞时,1/x→0是不错的,问题上怎么能够推理到 1/lnx →0 ? 1/x与1/lnx根本是不同阶的,依据上面极限理论得出的?
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发表于 2022-7-6 06:17 | 显示全部楼层
∏[(p-1)/p]=[1/∏p]/[1/∏(p-1)]等于多少?
0.5*2/3*4/5*6/7*10/11*........*0后有限个9*0后有限个9*0后有限个9*..........*最终只有一个0后无限个9的数相乘(即当P→∞时),在到达最后一个0后无限个9之前,前面的0后有限个9能当1处理吗?显然不行,所以在一个小于0.5的基础上,与有限个0后9相乘,连乘积的值必然在一直缩小,直到永远,没有尽头。
      在说把那个连乘积取倒数后,就是著名欧拉公式,当P趋于无穷大时,则其值就是自然数的倒数之和,难道自然数的倒数之和可以封顶吗?它们的值与ln(N)基本相当,上下误差不超过1,难道ln(N)的值不可以取到任意值,即便是无穷大量,取不到吗?那是一种不可能的事情。所以1/x趋近0的速度快与慢,与1/ln(x)趋于0的快与慢没有必然联系,无论后者多慢,它的极限仍就是0,而非常数(一个无穷小量)。
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发表于 2022-7-6 06:39 | 显示全部楼层
杨先生将10000分100段.....等比较,不巧,分到质数空洞怎么办?空洞那段,一个素数没有。

...

点评

将一个较小的自然数分成若干段,可能会出现某些段的素数个数少于前段素数个数,甚至没有素数;如果所选自然数足够大,分段不是太多,就表现出各段素数个数和几率逐渐减少的趋势啦!  发表于 2022-7-6 06:52
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 楼主| 发表于 2022-7-6 06:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 yangchuanju 于 2022-7-6 08:05 编辑

以10为底X的指数        几率指数的负数        素数几率
1        0.362215689         0.4342944816027
10        1.362215689         0.0434294481603
100        2.362215689         0.0043429448160
1000        3.362215689         0.0004342944816
10000        4.362215689         0.0000434294482
100000        5.362215689         0.0000043429448
1000000        6.362215689         0.0000004342945
10000000        7.362215689         0.0000000434294
100000000        8.362215689         0.0000000043429
1000000000        9.362215689         0.0000000004343
10000000000        10.362215689         0.0000000000434
……
1E+100        100.3622157        4.3429E-101
1E+200        200.3622157        4.3429E-201
1E+300        300.3622157        4.3429E-301
1E+301        301.3622157        4.3429E-302
1E+302        302.3622157        4.3429E-303
1E+303        303.3622157        4.3429E-304
1E+304        304.3622157        4.3429E-305
1E+305        305.3622157        4.3429E-306
1E+306        306.3622157        4.3429E-307
1E+307        307.3622157        4.3429E-308
1E+308        308.3622157        0
……
附注:1E+308行中的几率0,还不是真正的0,应为4.3429E-309,只是计算机系数认为它是0罢了。
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 楼主| 发表于 2022-7-6 08:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 yangchuanju 于 2022-7-6 08:24 编辑

X        X/ln(X)        X的指数        素数几率        10X素数个数/X素数个数        10X几率/X几率
10         4.342944819        1         0.434294482        ——        ——
100         21.7147241        2         0.217147241        5.0000         0.5000
1000         144.7648273        3         0.144764827        6.6667         0.6667
10000         1085.736205        4         0.10857362        7.5000         0.7500
100000         8685.889638        5         0.086858896        8.0000         0.8000
1000000         72382.41365        6         0.072382414        8.3333         0.8333
10000000         620420.6884        7         0.062042069        8.5714         0.8571
100000000         5428681.024        8         0.05428681        8.7500         0.8750
1000000000         48254942.43        9         0.048254942        8.8889         0.8889
10000000000         434294481.9        10         0.043429448        9.0000         0.9000
无穷大        低阶无穷大        更低阶无穷大        趋近于0        趋近于10        趋近于1

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发表于 2022-7-6 08:30 | 显示全部楼层
yangchuanju 发表于 2022-7-6 08:22
X        X/ln(X)        X的指数        素数几率        10X素数个数/X素数个数        10X几率/X几率
10         4.342944819        1         0.434294482        ——         ...

崔坤早已证明:r2(N^(x+1))~N*r2(N^x),那么对于N=10:

r2(10^x)/10*r2(10^(x-1)~1
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 楼主| 发表于 2022-7-6 09:08 | 显示全部楼层
X的指数        素数几率        10X素数个数/X素数个数        10X几率/X几率
9         0.048254942               
10         0.043429448        9.00000000         0.90000000
99         0.004386813               
100         0.004342945        9.90000000         0.99000000
999         0.000434729               
1000         0.000434294        9.99000000         0.99900000
9999         4.34338E-05               
10000         4.34294E-05        9.99900000         0.99990000
99999         4.34299E-06               
100000         4.34294E-06        9.99990000         0.99999000
999999         4.34295E-07               
1000000         4.34294E-07        9.99999000         0.99999900
9999999         4.34295E-08               
10000000         4.34294E-08        9.99999900         0.99999990
99999999         4.34294E-09               
100000000         4.34294E-09        9.99999990         0.99999999
999999999         4.34294E-10               
1000000000         4.34294E-10        9.99999999         1.00000000
9999999999         4.34294E-11               
10000000000         4.34294E-11        10.00000000         1.00000000
                       
10X以内素数个数与X内素数个数的比趋近于10,素数几率的比趋近于1,                       
与X趋近于无穷大时,素数个数趋近于无穷大,素数几率趋近于无穷小(0)矛盾吗?                       
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 楼主| 发表于 2022-7-6 11:49 | 显示全部楼层
cuikun-186 发表于 2022-7-6 08:30
崔坤早已证明:r2(N^(x+1))~N*r2(N^x),那么对于N=10:

r2(10^x)/10*r2(10^(x-1)~1

如果r2[N^(x+1)]~N*r2[N^x],
那么r2[N^x]~N*r2[N^(x-1)];
当N=10时,r2[10^(x+1)]~10*r2[10^x],
r2[10^x]~10*r2[10^(x-1)]。
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 楼主| 发表于 2022-7-6 12:04 | 显示全部楼层
cuikun-186 发表于 2022-7-6 08:30
崔坤早已证明:r2(N^(x+1))~N*r2(N^x),那么对于N=10:

r2(10^x)/10*r2(10^(x-1)~1

A065577
10^n哥猜数
1 2
2 6
3 28
4 127
5 810
6 5402
7 38807
8 291400
9 2274205
10 18200488
11 149091160
12 1243722370
13 10533150855
14 90350630388
15 783538341852(愚工提供)

请问崔坤先生,10^x的哥猜数约等于10^(x-1)哥猜数的10倍吗?误差有多少?

点评

崔坤先生毛估估偶数下限可以的,要求有精确度的计算则不行。所以你不能逼问误差有多少?  发表于 2022-7-6 22:15
在x趋向于无穷大时,没有误差。  发表于 2022-7-6 12:41
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