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本帖最后由 cuikun-186 于 2023-4-1 07:18 编辑
哥猜表法数r2(N)下限值函数是增函数
崔坤
中国青岛即墨,E-mail:cwkzq@126.com
摘要:
建立共轭互逆的等差数列A和B,根据埃氏筛法运用Pr集合里的每个独立元素分别按序对A和B数列双筛,
得到真值公式r2(N)=(N/2)∏mr,然后对其下限值估计,根据素数定理最终得到:
r2(N)=(N/2)∏mr
≥N/(lnN)^2,偶数N≥6,进而推得:哥猜表法数r2(N)下限值函数是增函数。
关键词:
共轭互逆等差数列,埃氏筛法,素数定理,表法数r2(N),素数,真实剩余比,
中图分类号:O156 ;文献标识码:A
证明:
对于共轭互逆数列A、B:偶数N=2n≥6
A:{1,3,5,7,9,……,(2n-1)}
B:{(2n-1),……,9,7,5,3,1}
显然N=1+(2n-1)=3+(2n-3)=…=(2n+1)-1
根据埃氏筛法获得奇素数集合{Pr}:
{1,3,5,…,Pr},Pr<√N
为了获得偶数N的(1+1)表法数r2(N),按照双筛法进行分步操作:
第1步:将互逆数列用3双筛后得到真实剩余比m1
第2步:将余下的互逆数列再用5双筛后得到真实剩余比m2
第3步:将余下的互逆数列再用7双筛后得到真实剩余比m3
…
依次类推到:
第r步:将余下的互逆数列再用Pr双筛后得到真实剩余比mr
这样就完成了对偶数N的求双筛法(1+1)表法数r2(N),
由于运用Pr集合中的每个元素进行的筛选都是独立的,故是独立事件,
则根据乘法原理有:
r2(N)=(N/2)*m1*m2*m3*…*mr;
即r2(N)=(N/2)∏mr
例如:70,[√70]=8,{Pr}={1,3,5,7},
3|/70:首先这35个奇数用3双筛后得到剩余13个奇数,则其真实剩余比:m1=13/35
5|70:剩余的13个奇数再用5双筛剩余10个奇数,则其真实剩余比:m2=10/13
7|70:剩余的10个奇数再用7双筛剩余10个奇数,则其真实剩余比:m3=10/10
根据真值公式得:r2(70)=(70/2)*m1*m2*m3=35*13/35*10/13*10/10=10
r2(70)=10
显见公式r2(N)=(N/2)∏mr是从微观上给出了偶数的1+1表法数r2(N)的,
那么从宏观上我们分析r2(N)=(N/2)∏mr的下限值:
双筛法本质上:
第一步:先对A数列筛选,根据素数定理,
A中至少有N/lnN≥1个奇素数,即获得素数的比例至少是1/lnN;
第二步:再对B数列进行筛选,根据素数定理,
B中也至少有N/lnN≥1个奇素数,即获得素数的比例至少是1/lnN;
那么要获得共轭数列AB中的素数对的比例至少是:(1/lnN)*(1/lnN)
则由此推得共轭数列AB中至少有:
r2(N)=(N/2)∏mr≥N*(1/lnN)*(1/lnN)=N/(lnN)^2
即:r2(N)=(N/2)∏mr
≥N/(lnN)^2,
N≥8时,取r2(N)的下限值函数f(N)=N/(lnN)^2是增函数。
证明:
对于r2(N)的下限值函数f(x)=x/(lnx)^2取导,
则:
f'(x)=[x/(lnx)^2]'
=[(lnx)^2-x*2(lnx)*(1/x)]/(lnx)^4,
=[(lnx)^2-2lnx]/(lnx)^4
=(lnx-2)/(lnx)^3
即f'(x)=(lnx-2)/(lnx)^3
当x≥8时,lnx>0,
lnx-2≥ln8-2≥2.079-2>0
也就是此时:f'(x)>0
即对于函数f(x)是严格单调增大
结论:哥猜表法数r2(N)下限值函数是增函数,如果对其取整,那么它就是不减函数。
参考文献:王元,《谈谈素数》,哈尔滨工业大学出版社,2011-3 |
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