试证“双生素数”有无穷多对

时间:2022-05-25 02:41:56

中图分类号:O156 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2011)11-0246-01

任何不小于3的自然数,可表示为6m,6m±1,6m±2,6m±3,m∈n*。而6m,6m±2,6m±3是含因数为2或3的合数。所以,任何不小于5的素数或不含因数3的奇合数可表示为6m±1,m∈n*的形式。当m分别取1、2、3、4、5、6时,依次得到6组数:(5、7),(11、13),(17、19),(23、25),(29、31),(35、37)。其中第1、2、3、5组均为“双生素数”,而第4、6两组均不是“双生素数”。

若令m=5k±1, k∈n*代入6m±1可得到两组数;(30k-7,30k-5)和(30k+5,30k+7)。这说明每连续5组数中必有两组数,它们都有一数含因数5,所以这两组数都不是“双生素数”。而“双生素数”只可能存在于其它3组中。

那么在[5,n]中(n为大于7的偶数),到底有多少组的数呢?可能存在“双生素数”的数组至少又有多少个呢?

因为6m±1

为了能得到一个不足值的表达式,我们不妨把最后的5组数进行舍弃(原先把不能整除的尾数q进行舍弃其中q<5即可得到一个不足值,倒不如舍弃5来得更加彻底)。于是我们就能得到一个可能存在“双生素数”组数的不足值表达式{[(n-1) /6]-5}×3/5 ②。

一般地,可令m=kpi±(pi±1)/6(其中k∈n*,pi表示第i(i3)个素数,且在(pi±1)中的正、负号是根据具体的素数来取号。如p12=37时取负号、p13=41时取正号。其目的是为了整除性。)不失一般性,令m= kpi±(pi+1)/6代入6m±1,可得到两组数(6kpi-pi-2,6kpi-pi)和(6kpi+pi,6kpi+pi+2)。它们每组数中,都有一数含因数pi,所以这两组数都不是“双生素数”。所以在[5,n]中,每连续pi组的数组,其“双生素数”只可能存在于其它pi-2组中。妨照②式,至少有{[(n-1)/6]-pi}×(pi-2)/pi ③组可能含有“双生素数”。

假定在[5,n]中,最大的“素筛子”为pk,(其中p 2k

∏ki=3(1-2pi)={[(n-1)/6]-pk}×35×57×911×……×pk-2pk>{[(n-1)/6]-pk}×3pk=[n-12pk ]3≥[pkn-12pk]-3=[n-12]-3。

因为当n趋向无穷大时,[n-12]-3也趋向无穷大,所以“双生素数”有无穷多。

参考文献

[1] 潘承洞.潘承彪合著《解析数论基础》第32章的内容.北京:科学出版社,1991年 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

上一篇:浅谈板书设计的重要性 下一篇:浅议中国绘画中的谢赫六法