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【摘要】R(n)表不大于n的孪生素数个数,且有R(n)~n2∏1-2pk,pk∈不大于n的所有奇素数.
【关键词】孙子定理;逐步淘汰原则;黎曼ζ函数;对数函数
1历史背景
1949年法国人波林那克提出孪生素数猜想.即相差为2的两个素数是否有无限多组,有没有最大的孪生素数.
2证明思路
一些国内外数学家认为孪生素数的分布与素数的分布很相似,下面简单介绍一下素数的分布(数论导引).
命ω(x,r)表不大于x且不为前r个素数2,3,5,…,Pr(Pr≤x)所整除的整数个数时,
ω(x,r)=x2-∑1 ω(x,r)~x2-∑x2Pi+∑x2PiPj……
=x21-∑1Pi+∑1PiPj-……
=x2∏1-1Pr≥x21lnx=xlnx.
以上结论还可以理解为ω(x,r)为不大于n的所有整数的个数中减去所有满足x≡0(mod Pr)的整数后剩余的整数个数.
3孪生素数的分布
我们有x为不大于n的整数,且有前r个素数:2,3,…,Pr(Pr≤n).
定理 当x±1(mod Pr)时,则x+1,x-1同为素数,并且是孪生素数.
证明 当且仅当
x1(mod Pr)x-1(mod Pr)x-10(mod Pr)x+10(modPr)x+1,x-1同为素数,并且是孪生素数.
命N(x±1,r)表不大于n,且减去其中所有满足有x≡±1(mod Pr)的整数后余下的整数个数.
现在我们先给出结果:
N(x±1,r)=n2-∑2≤k1≤rn2pk1•2+ ∑2≤k1 ~n2-∑2n2pk1+∑22n2pk1pk2-…+ (-1)s∑2sn2pk1…pks-…
=n21-∑2n2pk1+∑222pk1pk2-…+ (-1)s∑2s2pk1…pks-…
=n2∏1-2pk.
N(x±1,r)=n2-∑2≤k1≤rn2pk1•2+ ∑2≤k1 推论1 当x≡0(mod 2)时,则不超过n时,x有n2个解.
证 不大于n的偶数有n2个.
推论2 当x≡0(mod 2),x≡±1(mod Pk1),……x≡±1(mod Pks),在不大于n时,则x有n2Pk1…Pks•2s个解.(Pk1,…,Pks属于不大于n的任意奇素数,且Pk1
【关键词】孙子定理;逐步淘汰原则;黎曼ζ函数;对数函数
1历史背景
1949年法国人波林那克提出孪生素数猜想.即相差为2的两个素数是否有无限多组,有没有最大的孪生素数.
2证明思路
一些国内外数学家认为孪生素数的分布与素数的分布很相似,下面简单介绍一下素数的分布(数论导引).
命ω(x,r)表不大于x且不为前r个素数2,3,5,…,Pr(Pr≤x)所整除的整数个数时,
ω(x,r)=x2-∑1 ω(x,r)~x2-∑x2Pi+∑x2PiPj……
=x21-∑1Pi+∑1PiPj-……
=x2∏1-1Pr≥x21lnx=xlnx.
以上结论还可以理解为ω(x,r)为不大于n的所有整数的个数中减去所有满足x≡0(mod Pr)的整数后剩余的整数个数.
3孪生素数的分布
我们有x为不大于n的整数,且有前r个素数:2,3,…,Pr(Pr≤n).
定理 当x±1(mod Pr)时,则x+1,x-1同为素数,并且是孪生素数.
证明 当且仅当
x1(mod Pr)x-1(mod Pr)x-10(mod Pr)x+10(modPr)x+1,x-1同为素数,并且是孪生素数.
命N(x±1,r)表不大于n,且减去其中所有满足有x≡±1(mod Pr)的整数后余下的整数个数.
现在我们先给出结果:
N(x±1,r)=n2-∑2≤k1≤rn2pk1•2+ ∑2≤k1
=n21-∑2n2pk1+∑222pk1pk2-…+ (-1)s∑2s2pk1…pks-…
=n2∏1-2pk.
N(x±1,r)=n2-∑2≤k1≤rn2pk1•2+ ∑2≤k1
证 不大于n的偶数有n2个.
推论2 当x≡0(mod 2),x≡±1(mod Pk1),……x≡±1(mod Pks),在不大于n时,则x有n2Pk1…Pks•2s个解.(Pk1,…,Pks属于不大于n的任意奇素数,且Pk1
证 ∵2,Pk1,…,Pks两两互素,由孙子定理,得
∴x≡M2α2C2+MPk1αPk1CPk1+…+MPksαPksCPks(mod 2•Pk1…Pks).
又 ∵CPk1,CPk2,…,CPks=1,-1都有两个值,
∴在0
4关于R(n)的进一步推论
推论1 ∏1-2Pk>∏1-1Pk2∏1-1P2k.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文