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发表于 2020-1-5 17:05
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因为π(x)的数据有限,我不可能计算x趋于无穷大的情况,只能相对的比较1/π(x)与已知的比1/x低阶的无穷小量1/√x的趋于0的速度。判断1/π(x)与1/x的阶是差不多的,都是比1/π(x)高阶的无穷小量,属于同阶无穷小量。
对于另外一种素数出现率:
由自然数x中不能被≤√x 的全部素数p整除的数得出的数位素数,可以得出素数出现率
p(x)=π(1-1/p);-------(式3)
式中: 2≤p≤√x ,π表示随数x变化时括号内素数p值的连乘。
这里的素数出现率 π(1-1/p)是一个近似数值,其与实际的素数出现率π(x)/x 存在一定的小偏差。这里忽略偏差问题,仅仅讨论概率方式得出的素数出现率 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:
在x→∞时,有 p→∞. .
因此有 π(p-1)→∞与π(p)→∞ ,
素数出现率 π(1-1/p)=π(p-1)/ π(p)
它们的倒数 π[1/(p-1)] 、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。
我知道王元说的: x→∞时, 素数出现率 π(1-1/p)=0. 那么是否符合无穷小量阶的概念呢?
π(1-1/p)=π[(p-1)/p] =π(p-1)/π(p);
这个两个无穷小量的比较,它们趋向于0的速度比较,是比较容易验证的:
实验数据:
数据说明:
p(n)—— 第n个素数;
p1 —— 1/π(p);
p2 —— 1/ π(p-1)
程序运行数据:
p( 2 )= 3 , p1= .1666667 , p2= .5
p( 3 )= 5 , p1= 3.333334E-02 , p2= .125
p( 4 )= 7 , p1= 4.761905E-03 , p2= 2.083333E-02
p( 5 )= 11 , p1= 4.329004E-04 , p2= 2.083333E-03
p( 6 )= 13 , p1= 3.330004E-05 , p2= 1.736111E-04
p( 7 )= 17 , p1= 1.958826E-06 , p2= 1.085069E-05
p( 8 )= 19 , p1= 1.030961E-07 , p2= 6.028164E-07
p( 9 )= 23 , p1= 4.482438E-09 , p2= 2.740074E-08
p( 10 )= 29 , p1= 1.545668E-10 , p2= 9.78598E-10
p( 11 )= 31 , p1= 4.986027E-12 , p2= 3.261993E-11
p( 12 )= 37 , p1= 1.347575E-13 , p2= 9.061092E-13
p( 13 )= 41 , p1= 3.286768E-15 , p2= 2.265273E-14
p( 14 )= 43 , p1= 7.643647E-17 , p2= 5.393507E-16
p( 15 )= 47 , p1= 1.626308E-18 , p2= 1.172501E-17
p( 16 )= 53 , p1= 3.068506E-20 , p2= 2.254811E-19
p( 17 )= 59 , p1= 5.200857E-22 , p2= 3.887604E-21
p( 18 )= 61 , p1= 8.525995E-24 , p2= 6.479341E-23
p( 19 )= 67 , p1= 1.272537E-25 , p2= 9.817183E-25
p( 20 )= 71 , p1= 1.792305E-27 , p2= 1.402455E-26
p( 21 )= 73 , p1= 2.455212E-29 , p2= 1.947854E-28
p( 22 )= 79 , p1= 3.107864E-31 , p2= 2.497248E-30
p( 23 )= 83 , p1= 3.744414E-33 , p2= 3.045425E-32
p( 24 )= 89 , p1= 4.207207E-35 , p2= 3.46071E-34
p( 25 )= 97 , p1= 4.337327E-37 , p2= 3.604906E-36
p( 26 )= 101 , p1= 4.294383E-39 , p2= 3.604906E-38
p( 27 )= 103 , p1= 4.169283E-41 , p2= 3.534215E-40
p( 28 )= 107 , p1= 3.89561E-43 , p2= 3.333689E-42
p( 29 )= 109 , p1= 4.203895E-45 , p2= 3.082857E-44
p( 30 )= 113 , p1= 0 , p2= 0
p( 31 )= 127 , p1= 0 , p2= 0
p( 32 )= 131 , p1= 0 , p2= 0
p( 33 )= 137 , p1= 0 , p2= 0
p( 34 )= 139 , p1= 0 , p2= 0
p( 35 )= 149 , p1= 0 , p2= 0
p( 36 )= 151 , p1= 0 , p2= 0
可以看到,在x趋大的过程中,两个无穷小量趋于零的速度是差不多的,因此两个无穷小量是同阶无穷小量,是符合无穷小量比较的阶的概念的。
两个无穷小量的比较的Basic 程序文本:
2 'The program can list all prine numbers & numbers in [A,B].
4 OPEN "pi(p-1).txt" FOR OUTPUT AS #8
5 PRINT "if b<10, then end ."
6 INPUT " a, b="; a, b
7 IF b < 10 THEN 98
8 k$ = TIME$
10 S = 0: s0 = 0: a1 = a: p1 = .5: p2 = 1
13 s0 = s0 + 1: S = S + 1
20 IF INT(a / 2) = a / 2 THEN a = a + 1
21 FOR j = a TO b STEP 2
38 FOR i = 2 TO b ^ (1 / 2)
40 IF INT(j / i) = j / i AND j / i > 1 THEN 70
42 NEXT i
45 p1 = p1 / j: p2 = p2 / (j - 1)
50 p0 = p0 * (j - 1) / j
60 PRINT j;
62 S = S + 1: s0 = s0 + 1
65 PRINT #8, "p("; S; ")="; j; " , p1="; p1; ","; " p2="; p2
70 NEXT j
80 PRINT TAB(0); "s="; S
88 PRINT #8, "p("; S; ")="; j; " ,p1="; p1; " ,p2="; p2, "p0= "; p0
90 S$ = TIME$
92 PRINT #8, "start time:"; k$; " ,end time :"; S$
95 GOTO 5
98 END
110 PRINT #8, "p("; S; ")="; j; " , p1="; p1; ","; " p2="; p2, "p0= "; p0
112 a1 = j + 2: s0 = 0
160 GOTO 70
如果有兴趣,可以实际验证一下。 |
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