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本帖最后由 ysr 于 2026-3-27 01:35 编辑
命题1(产生新素数的定理):设p1和p2是相邻素数,若相邻素数的差p2-p1>=2,则在p2+2与3*p2(或2*p2+1)之间必然会有新的素数产生,新的素数的间距又是大于等于2的,所以此过程是无穷的,故,只要有一对相邻素数的差为2则新的素数就会无穷无尽出现。(证明也可参见我的《数论探秘》)
证:
奇素因子p第一次出现时本身是个素数,第一次出现就是在第一个周期内,所以,各素因子的第一个周期是其占位最多的情况,而每一个素因子在其一个周期内只能占一个位置,若相邻素数的差p2-p1>=2,由于各素因子周期不同,节拍错位,在p2的第二个周期内必然有重复占位的,比如3p2就是3和p2重复占位了(比如2p2就是2和p2重复占位了),则在p2+2与3p2(或2*p2+1)之间必有一个空缺位置,就是旧素因子不能占位了,必然会产生一个新素数。这是必然的。
而新素数和p2的差是从2到该数内的理论最大值(比如小于p或者小于√p,精确的理论值目前还没有人确定)之间的某个值,所以,该间距又是大于等于2的。
因此,下一个周期就又会必然产生新的素数,过程是无穷的,所以,素数是无穷的。
随着素数p的增大理论上的某数内的最大间距是不断增长的,所以,素数会越来越稀。而一旦出现了一次理论上的某数内的最大间距,则在下一个周期内又会出现一个小的间距甚至会出现多个素数,这是必然的,所以,素数又是疏密相间的。命题1成立,证毕。
命题2(产生素数对的定理):对应项差为2(或者2m)的两个等差数列中,这两个数列还必须是素数的几率公式(比如6n+3就不行,是个合数公式),只要出现差大于等于4的相邻素因子(相邻素因子指数列中全体素因子中的相邻素数,不一定是全体素数中的相邻素数,比如数列30n+1中就没有2,3和5 这3个素数)就必然产生孪生素数对(或者差为2m的素数对)。(产生2生素数对即差为2m的素数对的充分条件也是这个,就是只要存在差大于等于4的相邻素数对就必然产生2生素数对)(证明也可参见我的《数论探秘》)
证明:
2n+1: 3,5,7,……,
2n+3: 5,7,9,……,
前面两个数列中,若相邻素数p2-p1>=4,则在p2的下一个周期由于节拍错位,必有至少一对素因子重复占位,如3p2,就是3和p2重复占位了。则比前一个周期多出一个空缺位置,就是素数对的位置(我们是成对筛选的,空白位置就是对应项都不是合数的位置,所以,空白位置就是素数对的位置),则必然产生至少一对孪生素数对,因为一个素因子最多占两个位置。为啥素数p2的下一个周期最大的必然是3p2呢?这个容易理解,因为素因子第一次出现的时候是素数,后面出现的就是其倍数,倍数是从低到高出现的,奇数数列中去掉了偶数,所以没有2倍数了,所以下一次就必然是3倍数,所以必然是3p2。3和p2必然是重复占位,就是占了同一个位置,节约了一个位置,就是产生一对孪生素数对是必然的,因为空缺位置不能被前面的素因子占位,且是对应项都不能被占位了,必然是素数对位置。这就是定理,这就是充分条件,证毕!
2n+1: 3,5,7,……
2n+2m+1:3+2m,5+2m,7+2m,……
产生差为2m的素数对的充分条件也是这个,只要相邻素因子P2-P1>=4则在P2的下一个周期就必然产生差为2m的素数对。
由于,素数越来越稀,大于等于4的相邻素数的差有无穷多,所以,孪生素数对无穷多。
有了这俩定理就可以推导和证明出来:素数有无穷多,素数差定理(差为2m的素数对都有无穷多)、哥德巴赫猜想和孪生素数猜想是成立的,而且是远远成立的!
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