第一篇:探討“哥德巴赫猜想”的最簡捷證明(6)
探討“哥德巴赫猜想”的最簡捷證明
王若仲1徐武方2譚謨玉3彭 曉4
貴州省務川自治縣實驗學校 王若仲(王洪)貴州省務川自治縣實驗學校 徐武方 貴州省務川自治縣農業(yè)局 譚謨玉 貴州省務川中學 彭 曉
摘要:我們幾人利用閑遐之余,探究數(shù)學問題。我們在一次偶然討論中,發(fā)現(xiàn)“哥德巴 赫猜想”的最簡捷證明。
關鍵詞:哥德巴赫猜想;素數(shù);壘數(shù)
我們知道,只能被1和本身整除的正整數(shù),稱為素數(shù)。對于符號π(m)來說,它表示為不大于正整數(shù)m的全體奇素數(shù)的個數(shù)。
定義1:對于某一偶數(shù)M(M>4),設p1、p2、p3、?、pn均為小于偶數(shù)M的全體奇素數(shù),對于[π(M-p1)+π(M-p2)+π(M-p3)+?+π(M-pn)],則稱為偶數(shù)M對應的壘數(shù),簡稱為M壘數(shù),記為∑(M)。
定義2:對于均滿足某一特性或某一表達式的全體非負整數(shù)值組成的集合A,關于集合A的子集A1,A2,A3,?,Ak;任一Ai≠A(i=1,2,3,?,k),則稱集合Ai為該條件下的缺項集合。缺具體的某一項稱為缺項。
我們現(xiàn)在來分析證明“哥德巴赫猜想”的具體情形,若對于下列式子:∑(2m+2)-∑(2m)(m>2),恒有∑(2m+2)-∑(2m)≧1;則“哥德巴赫猜想”成立。
具體舉例分析如下:
對于偶數(shù)18,小于18的全體奇素數(shù)有:3,5,7,11,13,17;那么有: π(18-3)=5,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13。π(18-5)=5,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13。π(18-7)=4,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11。π(18-11)=3,對應的奇素數(shù)有:3,5,7。π(18-13)=2,對應的奇素數(shù)有:3,5。π(18-17)=0,對應的奇素數(shù)有:0個。所以∑(18)=19。
對于偶數(shù)20,小于20的全體奇素數(shù)有:3,5,7,11,13,17,19;那么有:
π(20-3)=6,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13,17。π(20-5)=5,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13。π(20-7)=5,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13。π(20-11)=3,對應的奇素數(shù)有:3,5,7。π(20-13)=3,對應的奇素數(shù)有:3,5,7。π(20-17)=1,對應的奇素數(shù)有:3。π(20-19)=0,對應的奇素數(shù)有:0個。所以∑(20)=23。
對于偶數(shù)22,小于22的全體奇素數(shù)有:3,5,7,11,13,17,19;那么有:
π(22-3)=7,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13,17,19。π(22-5)=6,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13,17。π(22-7)=5,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11,13。π(22-11)=4,對應的奇素數(shù)有:3,5,7,11。π(22-13)=3,對應的奇素數(shù)有:3,5,7。π(22-17)=2,對應的奇素數(shù)有:3,5。π(22-19)=1,對應的奇素數(shù)有:3。所以∑(22)=28。
則有∑(20)-∑(18)=4,說明偶數(shù)20能表為兩個奇素數(shù)之和。在偶數(shù)20的情形中去掉屬于偶數(shù)18的全部情形,則剩下奇素數(shù)有:3,7,13,17;且3+17=7+13=20。
則有∑(22)-∑(20)=5,說明偶數(shù)22能表為兩個奇素數(shù)之和。在偶數(shù)22的情形中去掉屬于偶數(shù)20的全部情形,則剩下奇素數(shù)有:3,5,11,17,19;且3+19=5+17=11+11=22。
對于∑(2m+2)-∑(2m)≧1,設奇素數(shù)p1、p2、p3、?、pk均為不大于偶數(shù)2m的全體奇素數(shù),那么對于下列式子:
π(2m+2-p1)-π(2m-p1),π(2m+2-p2)-π(2m-p2),π(2m+2-p3)-π(2m-p3),┇
π(2m+2-pk)-π(2m-pk);
說明上述式子中至少有一個式子大于或等于1,不妨設π(2m+2-pi)-π(2 m-pi)≧1(i=1、2、3、?、k),pk<2m;即π(2m+2-pi)所對應的全體奇素數(shù)中去掉屬于π(2m-pi)所對應的全體奇素數(shù),必剩下一個奇素數(shù)pj,使得pi+pj=2m+2;即(2m+2-pi)+ pi=2m+2。定理1:對于非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),關于集合A的子集B和C,B={a11,a12,a13,?,a1h},C={(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)},且集合B=B1∪B2∪B3∪?∪Br,Bi≠Bj(i≠j),任一集合Bj中的元素為等差數(shù)列,若存在一個數(shù)v,v=ed,e∈N,使得{a11,a12,a13,?,a1h}∪{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}={a1,a2,a3,?,a1h,?,(a1h+ed)},那么必存在一個數(shù)u,u= md,m∈N,使得 {(a11-md),(a12-md),(a13-md),?,(a1h-md)}∪{(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)}={(r-md),?,a1,a2,a3,?,a1h,(a1h+d)}。
證明:(?。⒘罴螧={a1,a2,a3,?,ak},則集合C={(ak +d+r-a1),(ak+d+r-a2),(ak+d+r-a3),?,(ak+d+r-ah)},故集合B∪{(ak+d)}包含集合C,那么{a1,a2,a3,?,ak}∪{(ak +d +r-a1),(ak+d+r-a2),(ak+d+r-a3),?,(ak+d+r-ah)}={a1,a2,a3,?,ak,(ah+d)};又ak-d=ak-1,ak-1-d= ak-2,ak-1-d= ak-3,?,a2-d= a1,則有一個數(shù)u,u= d,使得{(a1-d),(a2-d),(a3-d),?,(ah-d)}∪{(ah+d+r-a1),(ah+d+r-a2),(ah+d+r-a3),?,(ah+d+r-ah)}={(r-d),a1,a2,a3,?,ah,(ah+d)}。
(ⅱ)、令集合B={a1,a3,a5,?,a(2k-1)},則集合C={(a(2k-1)+d+r-a1),(a(2k-1)+d+r-a3),(a(2k-1)+d+r-a5),?,(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))},因為(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))= a2,(a(2k-1)+d+r-a(2k-3))= a4,(a(2k-1)+d+r-a(2k-5))= a6,?,(a(2k-1)+d+r-a3)= a(2k-2),(a(2k-1)+d+r-a1)= a(2k-1)+d。故{a1,a3,a5,?,a(2k-1)}∪{(a(2k-1)+d+r-a1),(a(2k-1)+d+r-a3),(a(2k-1)+d+r-a5),?,(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))}={a1,a2,a3,?,a(2k-2),(a(2k-1)+d)}。則有一個數(shù)u,u=2d,使得{(a1-2 d),(a3-2 d),(a5-2d),?,(a(2k-1)-2 d)}∪{(a(2k-1)+d+r-a1),(a(2k-1)+d+r-a3),(a(2k-1)+d+r-a5),?,(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))}={(r-2d),?,a1,a2,a3,?,a(2k-2),a(2k-1),(a(2k-1)+d)}。
(ⅲ)、令集合B={a1,a2,a5,a,6,a9,a,10,?,a(4k+1),a(4k+2)},則集合C={(a(4k+2)+2d+r-a1),(a(4k+2)+2d+r-a2),(a(4k+2)+2d+r-a5),(a(4k+2)+2d+r-a6),(a(4k+2)+2d+r-a9),(a(4k+2)+2d+r-a10),?,(a(4k+2)+2d+r-a(4k+1)),(a(4k+2)+2d+r-a(4k+2))},因為(a(4k+2)+2d+r-a(4k+2))= a3,(a(4k+2)+2d+r-a(4k+1))= a4,(a(4k+2)+2d+r-a(4k-2))= a7,(a(4k+2)+2d+r-a(4k-3))= a8,?,(a(4k+2)+2d+r-a2)= a(4k+2)+d,(a(4k+2)+2d+r-a1)= a(4k+2)+2d。故{a1,a2,a5,a,6,a9,a,10,?,a(4k+1),a(4k+2)}∪{(a(4k+2)+2d+r-a1),(a(4k+2)+2d+r-a2),(a(4k+2)+2d+r-a5),(a(4k+2)+2d+r-a6),(a(4k+2)+2d+r-a9),(a(4k+2)+2d+r-a10),?,(a(4k+2)+2d+r-a(4k+1)),(a(4k+2)+2d+r-a(4k+2))}={a1,a2,a3,a4,a5,a6,?,a(4k+1),a(4k+2),(a(4k+2)+d),(a(4k+2)+2d)}。則有一個數(shù)u,u=2d,使得{(a1-2 d),(a2-2 d),(a5-2d),(a6-2d),(a9-2d),(a10-2d),?,(a(4k+1)-2 d),(a(4k+2)-2 d)}∪{(a(2k-1)+d+r-a1),(a(2k-1)+d+r-a3),(a(2k-1)+d+r-a5),?,(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))}={(r-2d),?,a1,a2,a3,a4,a5,a6,?,a(4k+1),a(4k+2),(a(4k+2)+d)}。
因為對于非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),有{(ak+d+r-a1),(ak+d+r-a2),(ak+d+r-a3),?,(ak+d+r-ak)}={(a3-d),(a4-d),(a5-d),(a6-d),(a7-d),(a8-d),?,(a(k-1)-d),(ak-d),?,(ak+d)},那么{(ak+ed+r-a1),(ak+ed+r-a2),(ak+ed+r-a3),?,(ak+ed+r-ak)}={(at-ed),(a(t+1)-ed),(a(t+2)-ed),(a(t+3)-ed),(a(t+4)-ed),(a(t+5)-ed),?,(a(k-1)-ed),(ak-ed),?,(ak+ed)},t>1,t<k,t∈N。
一般地,對于任一非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),關于集合A的子集B,B={a11,a12,a13,?,a1h},集合B中的元素為等差數(shù)列,等差>d,關于集合{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h +ed+r-a13),?,(a1h +ed+r-a1h)}中的元素,則有下列三種情形之一:
(1)、(a1h+ed+r-a1h)= a1j,(a1h +ed+r-a1h-1)= a1(j+1),(a1h+ed+r-a1h-2)=a1(j+2),?,(a1h+ed+r-a11)=a1h+ed-yd。
(2)、(a1h+ed+r-a1h)>a1j,(a1h+ed+r-a1h-1)>a1(j+1),(a1h+ed+r-a1h-2)>a1(j+2),?,(a1h+ed+r-a11)>a1h+ed-yd。
(3)、(a1h+ed+r-a1h)<a1j,(a1h+ed+r-a1h-1)<a1(j+1),(a1h+ed+r-a1h-2)<a1(j+2),?,(a1h+ed+r-a11)<a1h+ed-yd。
因為集合B中的元素為等差數(shù)列,說明集合{(a1h+ed+r-a11),6(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}中的元素也是等差數(shù)列。則集合{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}={(a1t-md),(a1(t+1)-md),(a1(t+2)-md),(a1(t+3)-md),(a1(t+4)-md),(a1(t+5)-md),?,(a1(h-1)-md),(a1h-md),?,(a1h+ed-yd)},t>1,t<k,t∈N,m∈N,e∈N。
所以對于與上面(?。áⅲ?,(ⅲ)同類型的情形,同理可得相同的效果。
綜上所述,定理1成立。
定理2:對于非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),關于集合A的子集B和C,B={a11,a12,a13,?,a1h},C={(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)},且集合B=B1∪B2∪B3∪?∪Br,Bi≠Bj(i≠j),任一集合Bj中的元素為等差數(shù)列,若存在一個數(shù)u,u= md,m∈N,使得{(a11-md),(a12-md),(a13-md),?,(a1h-md)}∪{(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)}={(r-md),?,a1,a2,a3,?,a1h,(a1h+d)}。那么必存在一個數(shù)v,v=ed,e∈N,使得{a11,a12,a13,?,a1h}∪{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}={a1,a2,a3,?,a1h,?,(a1h+ed)}。
證明:(?。?、令集合B={a1,a2,a3,?,ak},則集合C={(ak +d+r-a1),(ak+d+r-a2),(ak+d+r-a3),?,(ak+d+r-ah)},因為有一個數(shù) u,u= d,使得{(a1-d),(a2-d),(a3-d),?,(ah-d)}∪{(ah+d+r-a1),(ah+d+r-a2),(ah+d+r-a3),?,(ah+d+r-ah)}={(r-d),a1,a2,a3,?,ah,(ah+d)}。又因為ak-d=ak-1,ak-1-d= ak-2,ak-1-d= ak-3,?,a2-d= a1,故有一個數(shù)u,u= d,使得{(a1-d),(a2-d),(a3-d),?,(ah-d)}∪{(ah+d+r-a1),(ah+d+r-a2),(ah+d+r-a3),?,(ah+d+r-ah)}={(r-d),a1,a2,a3,?,ah,(ah+d)}。
(ⅱ)、令集合B={a1,a3,a5,?,a(2k-1)},則集合C={(a(2k-1)+d+r-a1),(a(2k-1)+d+r-a3),(a(2k-1)+d+r-a5),?,(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))},因為有一個數(shù)u,u=2d,使得{(a1-2 d),(a3-2 d),(a5-2d),?,(a-2 d)}∪{(a+d+r-a1),(a+d+r-a3),(a+d+r-a5),?,(2k-1)(2k-1)(2k-1)(2k-1)(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))}={(r-2d),?,a1,a2,a3,?,a(2k-2),a(2k-1),(a(2k-1)+d)}。又因為(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))= a2,(a(2k-1)+d+r-a(2k-3))= a4,(a(2k-1)+d+r-a(2k-5))= a6,?,(a(2k-1)+d+r-a3)= a(2k-2),(a(2k-1)+d+r-a1)= a(2k-1)+d。故{a1,a3,a5,?,a(2k-1)}∪{(a+d+r-a1),(a(2k-1)+d+r-a3),(a(2k-1)+d+r-a5),?,(a(2k-1)+d+r-(2k-1)a(2k-1))}={a1,a2,a3,?,a(2k-2),(a(2k-1)+d)}。
(ⅲ)、令集合B={a1,a2,a5,a,6,a9,a,10,?,a(4k+1),a(4k+2)},則集合C={(a(4k+2)+2d+r-a1),(a(4k+2)+2d+r-a2),(a(4k+2)+2d+r-a5),(a(4k+2)+2d+r-a6),(a(4k+2)+2d+r-a9),(a(4k+2)+2d+r-a10),?,(a(4k+2)+2d+r-a(4k+1)),(a(4k+2)+2d+r-a(4k+2))},因為有一個數(shù)u,u=2d,使得{(a1-2 d),(a2-2 d),(a5-2d),(a6-2d),(a9-2d),(a10-2d),?,(a(4k+1)-2 d),(a(4k+2)-2 d)}∪{(a(2k-1)+d+r-a1),(a(2k-1)+d+r-a3),(a(2k-1)+d+r-a5),?,(a(2k-1)+d+r-a(2k-1))}={(r-2d),?,a1,a2,a3,a4,a5,a6,?,a(4k+1),a(4k+2),(a(4k+2)+d)}。又因為(a(4k+2)+2d+r-a(4k+2))= a3,(a(4k+2)+2d+r-a(4k+1))= a4,(a(4k+2)+2d+r-a(4k-2))= a7,(a(4k+2)+2d+r-a(4k-3))= a8,?,(a(4k+2)+2d+r-a2)= a(4k+2)+d,(a(4k+2)+2d+r-a1)= a(4k+2)+2d。故{a1,a2,a5,a,6,a9,a,10,?,a(4k+1),a(4k+2)}∪{(a(4k+2)+2d+r-a1),(a(4k+2)+2d+r-a2),(a(4k+2)+2d+r-a5),(a(4k+2)+2d+r-a6),(a(4k+2)+2d+r-a9),(a(4k+2)+2d+r-a10),?,(a(4k+2)+2d+r-a(4k+1)),(a(4k+2)+2d+r-a(4k+2))}={a1,a2,a3,a4,a5,a6,?,a(4k+1),a(4k+2),(a(4k+2)+d),(a(4k+2)+2d)}。
因為對于非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),有{(ak+d+r-a1),(ak+d+r-a2),(ak+d+r-a3),?,(ak+d+r-ak)}={(a3-d),(a4-d),(a5-d),(a6-d),(a7-d),(a8-d),?,(a(k-1)-d),(ak-d),?,(ak+d)},那么{(ak+ed+r-a1),(ak+ed+r-a2),(ak+ed+r-a3),?,(ak+ed+r-ak)}={(at-ed),(a(t+1)-ed),(a(t+2)-ed),(a(t+3)-ed),(a(t+4)-ed),(a(t+5)-ed),?,(a(k-1)-ed),(ak-ed),?,(ak+ed)},t>1,t<k,t∈N。
一般地,對于任一非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),關于集合A的子集B,B={a11,a12,a13,?,a1h},集合B中的元素為等差數(shù)列,等差>d,關于集合{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h +ed+r-a13),?,(a1h +ed+r-a1h)}中的元素,則有下列三種情形之一:
(1)、(a1h+ed+r-a1h)= a1j,(a1h +ed+r-a1h-1)= a1(j+1),(a1h+ed+r-a1h-2)=a1(j+2),?,(a1h+ed+r-a11)=a1h+ed-yd。
(2)、(a1h+ed+r-a1h)>a1j,(a1h+ed+r-a1h-1)>a1(j+1),(a1h+ed+r-a1h-2)>a1(j+2),?,(a1h+ed+r-a11)>a1h+ed-yd。
(3)、(a1h+ed+r-a1h)<a1j,(a1h+ed+r-a1h-1)<a1(j+1),(a1h+ed+r-a1h-2)<a1(j+2),?,(a1h+ed+r-a11)<a1h+ed-yd。
因為集合B中的元素為等差數(shù)列,說明集合{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}中的元素也是等差數(shù)列。則集合{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}={(a1t-md),(a1(t+1)-md),(a1(t+2)-md),(a1(t+3)-md),(a1(t+4)-md),(a1(t+5)-md),?,(a1(h-1)-md),(a1h-md),?,(a1h+ed-yd)},t>1,t<k,t∈N,m∈N,e∈N。
所以對于與上面(ⅰ),(ⅱ),(ⅲ)同類型的情形,同理可得相同的效果。
綜上所述,定理2成立。
定理3:對于非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),關于集合A的子集B和C,B={a11,a12,a13,?,a1h},C={(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)},且集合B=B1∪B2∪B3∪?∪Br,Bi≠Bj(i≠j),任一集合Bj中的元素為等差數(shù)列,若不存在一個數(shù)v,v=ed,e∈N,使 得{a11,a12,a13,?,a1h}∪{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}={a1,a2,a3,?,a1h,?,(a1h+ed)},那么也不可能存在一個數(shù)u,u= md,m∈N,使得 {(a11-md),(a12-md),(a13-md),?,(a1h-md)}∪{(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)}={(r-md),?,a1,a2,a3,?,a1h,(a1h+d)}。
證明:由定理2知,假若存在一個數(shù)u,u= md,m∈N,關于集合A的子集B和C,B={a11,a12,a13,?,a1h},C={(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)},且集合B=B1∪B2∪B3∪?∪Br,Bi≠Bj(i≠j),任一集合Bj中的元素為等差數(shù)列,使得{(a11-md),(a12-md),(a13-md),?,(a1h-md)}∪{(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)}={(r-md),?,a1,a2,a3,?,a1h,(a1h+d)}。那么必存在一個數(shù)v,v=ed,e∈N,使得{a11,a12,a13,?,a1h}∪{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}={a1,a2,a3,?,a1h,?,(a1h+ed)}。這與題設產生矛盾,故定理3成立。
定理4:對于非負整數(shù)集合A={a1,a2,a3,?,ak,?},任一ai∈N(i=1,2,3,?,k,?);a1,a2,a3,?,ak,?為等差數(shù)列,等差為d,a1=r(r≤d),關于集合A的子集B和C,B={a11,a12,a13,?,a1h},C={(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)},且集合B=B1∪B2∪B3∪?∪Br,Bi≠Bj(i≠j),任一集合Bj中的元素為等差數(shù)列,若不存在一個數(shù)u,u= md,m∈N,使得{(a11-md),(a12-md),(a13-md),?,(a1h-md)}∪{(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d +r-a1h)}={(r-md),?,a1,a2,a3,?,a1h,(a1h+d)},那么也不可能存在一個數(shù)v,v=ed,e∈N,使得{a11,a12,a13,?,a1h}∪{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed +r-a1h)}={a1,a2,a3,?,a1h,?,(a1h+ed)}。
證明:由定理1知,假定存在一個數(shù)v,v=ed,e∈N,關于集合A的子集B和C,B={a11,a12,a13,?,a1h},C={(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)},且集合B=B1∪B2∪B3∪?∪Br,Bi≠Bj(i≠j),任一集合Bj中的元素為等差數(shù)列,使得{a11,a12,a13,?,a1h}∪{(a1h+ed+r-a11),(a1h+ed+r-a12),(a1h+ed+r-a13),?,(a1h+ed+r-a1h)}={a1,a2,a3,?,a1h,?,(a1h+ed)},那么必存在一個數(shù)u,u= md,m∈N,使得 {(a11-md),(a12-md),(a13-md),?,(a1h-md)}∪{(a1h+d+r-a11),(a1h+d+r-a12),(a1h+d+r-a13),?,(a1h+d+r-a1h)}={(r-md),?,a1,a2,a3,?,a1h,(a1h+d)}。這與題設產生矛盾,故定理4成立。
哥德巴赫定理:任何一個不小于6的偶數(shù)均可表為兩個奇素數(shù)之和。
證明:對于任一偶數(shù)(2m+2),m≧2。分析(2m+2)壘數(shù)與2m壘數(shù)的差是否大于0。分析如下:
設奇素數(shù)p1、p2、p3、?、pn均為不大于偶數(shù)(2m+2)的全體奇素數(shù),(pi< pj,i<j,i、j=1、2、3、?、n),設奇素數(shù)p1、p2、p3、?、pk均為不大于偶數(shù)2m的全體奇素數(shù),(pi< pj,i<j,i、j=1、2、3、?、k)。對于(2m+2)壘數(shù)和2m壘數(shù),由定義1知,∑(2m+2)=[π(2m+2-p1)+π(2m+2-p2)+π(2m+2-p3)+?+π(2m+2-pn)],∑(2m)=[π(2m-p1)+π(2m-p2)+π(2m-p3)+?+π(2m-pk)]?,F(xiàn)在假若對偶數(shù)(2m+2),m≧2,不存在有兩個奇素數(shù)pi和pj,使得(2m+2)=pi+pj,令奇素數(shù)p1、p2、p3、?、pk均為不大于偶數(shù)2m的全體奇素數(shù),(pi< pj,i<j,i、j=1、2、3、?、k)。則必然有:
π(2m+2-p1)-π(2m-p1)=0,π(2m+2-p2)-π(2m-p2)=0,π(2m+2-p3)-π(2m-p3)=0,┇
π(2m+2-pk)-π(2m-pk)=0;
我們分析π(2m+2-p1)-π(2m-p1)=0的情形,因為假若對于充分大的偶數(shù)(2m+2),不存在有兩個奇素數(shù)pi和pj,使得pi+pj=(2m+2);則說明奇數(shù)(2m+2-p1)不可能是奇素數(shù);若奇數(shù)(2m+2-p1)是奇素數(shù),則有π(2m+2-p1)-π(2m-p1)≧1,且(2m+2-p1)+p1=(2m+2);這與假若對于充分大的偶數(shù)(2m+2),不存在有兩個奇素數(shù)pi和pj,使得pi+pj=(2m+2)產生矛盾。同理分析π(2m+2-p2)-π(2m-p2)=0,π(2m+2-p3)-π(2m-p3)=0,?,π(2m+2-pk)-π(2m-pk)=0的情形,所以就有∑(2m+2)-∑(2m)=0。假設偶數(shù)6,8,10,?,(2m)(m≧2)均可表為兩個奇素數(shù)之和。現(xiàn)在設奇合數(shù)a1、a2、a3、?、as均為不大于偶數(shù)(2m-2)的全體奇合數(shù),(ai<aj,i<j,i、j=1、2、3、?、s)。設奇合數(shù)a1、a2、a3、?、at均為不大于偶數(shù)(2m)的全體奇合數(shù),(ai<aj,i<j,i、j=1、2、3、?、t)。
則有{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{a1、a2、a3、?、as}≠{1,3,5,7,9,11,?,(2m-2-5),(2m-2-3)(2m-2-1),},根據(jù)定義2,說明集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{a1、a2、a3、?、as}有缺項。
則有{1,(2m-1),(2m-a1),(2m-a2),(2m-a3),?,(2m-at)}∪{a1、a2、a3、?、at}≠{1,3,5,7,9,11,?,(2m-5),(2m-3),(2m-1)},根據(jù)定義2,說明集合{1,(2m-1),(2m-a1),(2m-a2),(2m-a3),?,(2m-at)}∪{a1、a2、a3、?、at}有缺項。
因為集合{1,(2m-1),(2m-a1),(2m-a2),(2m-a3),?,(2m-at)}∪{a1、a2、a3、?、at}有缺項。那么集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(as-2)}也有缺項。
對于集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{a1、a2、a3、?、as}的缺項與集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(as-2)}的缺項而言,集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(as-2)}的缺項必為下列情形之一:
(1)、集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(as-2)}的缺項與集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{a1、a2、a3、?、as}的缺項相同,(2)、集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(as-2)}的缺項與集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{a1、a2、a3、?、as}的缺項相同的情形下又產生了新的缺項,(3)、集合{1,(2m-2-1),(2m-2-a1),(2m-2-a2),(2m-2-a3),?,(2m-2-as)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(as-2)}產生了新的缺項。
現(xiàn)在設奇合數(shù)a1、a2、a3、?、ah均為不大于偶數(shù)(2m+2)的全體奇合數(shù),(ai<aj,i<j,i、j=1、2、3、?、h)。根據(jù)假設對于偶數(shù)(2m+2),m≧2,不存在有兩個奇素數(shù)pi和pj,使得(2m+2)=pi+pj。則說明集合{(2m+2-a1),(2m+2-a2),(2m+2-a3),?,(2m+2-ah)}∪{a1、a2、a3、?、ah}中包含了所有的奇合數(shù)和奇素數(shù),那么必然有集合{1,(2m+2-1),(2m+2-a1),(2m+2-a2),(2m+2-a3),?,(2m+2-ah)}∪{a1、a2、a3、?、ah}={1,3,5,7,9,11,?,(2m+2-5),(2m+2-3),(2m+2-1)},由此也有集合{1,(2m-1),(2m-a1),(2m-a2),(2m-a3),?,(2m-at)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(at-2)}={1,3,5,7,9,11,?,(2m-5),(2m-3),(2m-1)}。由定理1和定理2可知,集合{1,(2m-1),(2m-a1),(2m-a2),(2m-a3),?,(2m-at)}∪{a1、a2、a3、?、at}={1,3,5,7,9,11,?,(2m-5),(2m-3),(2m-1)}。因為已知集合{1,(2m-1),(2m-a1),(2m-a2),(2m-a3),?,(2m-at)}∪{a1、a2、a3、?、at}有缺項,由上面(1)、(2)、(3)分析的情形以及定理3和定理4可知,集合{1,(2m-1),(2m-a1),(2m-a2),(2m-a3),?,(2m-at)}∪{(a1-2),(a2-2),(a3-2),?,(a3-2)}也有缺項。由此可知集合{ 1,(2m+2-1),(2m+2-a1),(2m+2-a2),(2m+2-a3),?,(2m+2-ah)}∪{a1、a2、a3、?、ah}也有缺項,即集合{ 1,(2m+2-1),(2m+2-a1),(2m+2-a2),(2m+2-a3),?,(2m+2-ah)}∪{a1、a2、a3、?、ah}中至少有一個奇素數(shù)不在該集合中,故集合{ 1,(2m+2-1),(2m+2-a1),(2m+2-a2),(2m+2-a3),?,(2m+2-ah)}∪{a1、a2、a3、?、ah}≠{1,3,5,7,9,11,?,(2m+2-5),(2m+2-3),(2m+2-1)},所以假定偶數(shù)(2m+2)不存在有兩個奇素數(shù)pi和pj,使得(2m+2)=pi+pj不能成立。由此可知,∑(2m+2)-∑(2m)≧1。
對于∑(2m+2)-∑(2m)≧1,前面已經令奇素數(shù)p1、p2、p3、?、pk均為小于偶數(shù)(2m)的全體奇素數(shù),那么對于下列式子:
π(2m+2-p1)-π(2m-p1),π(2m+2-p2)-π(2m-p2),π(2m+2-p3)-π(2m-p3),┇
π(2m+2-pk)-π(2m-pk); 說明上述式子中至少有一個式子大于或等于1,不妨設π(2m+2-pi)-π(2 m-pi)≧1(i=1、2、3、?、k),pk<2m;即π(2m+2-pi)所對應的全體奇素數(shù)中去掉屬于π(2m-pi)所對應的全體奇素數(shù),必剩下一個奇素數(shù)pj,使得pi+pj=2m+2。即(2m+2-pi)+ pi=2m+2。綜上所述,任何一個不小于6的偶數(shù)均可表為兩個奇素數(shù)之和。
參考文獻
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[2]閔嗣鶴,嚴士健,初等數(shù)論(人民教育出版社)1983年2月第6版 [3]劉玉璉,付沛仁,數(shù)學分析(高等教育出版社)1984年3月第1版 [4]閔嗣鶴 數(shù)論方法(哈爾濱工業(yè)大學出版社)2011年3月第1版 [5]潘承洞 潘承彪 簡明數(shù)論(北京大學出版社)1998年1月第1版 [6]陳景潤 數(shù)論概貌(哈爾濱工業(yè)大學出版社)2011年3月第1版
二〇一一年十一月十日
第二篇:哥德巴赫猜想證明方法
哥德巴赫猜想的證明方法
探索者:王志成人們不是說:證明哥德巴赫猜想,必須證明“充分大”的偶數(shù)有“1+1”的素數(shù)對,才能說明哥德巴赫猜想成立嗎?今天,我們就來談如何尋找“充分大”的偶數(shù)素數(shù)對的方法。
“充分大”的偶數(shù)指10的500次方,即500位數(shù)以上的偶數(shù)。因為,我沒有學過電腦,也不知道大數(shù)的電腦計算方法,所以,我只有將“充分大”的偶數(shù)素數(shù)對的尋找方法告訴大家,請電腦高手幫助進行實施。又因為,人們已經能夠尋找1000位數(shù)以上的素數(shù),對于500位數(shù)以內的素數(shù)的尋找應該不是問題,所以,“充分大”的偶數(shù)應該難不住當今的學術界。
“充分大”的偶數(shù)雖然大,我認為:我們只須要尋找一個特定的等差數(shù)列后,再取該數(shù)列的1000項到2000項,在這2000個數(shù)之內必然能夠尋找到組成偶數(shù)素數(shù)對的素數(shù)。下面,我們進行簡單的探索,從中尋找到具體方法。
我們以偶數(shù)39366為例,進行探索,按照本人的定理:在偶數(shù)內,既不能被素因子整除,也不與偶數(shù)除以素因子的余數(shù)相同的數(shù)(自然數(shù)1除外),必然能夠組成偶數(shù)的素數(shù)對。
這里所說的素因子,指小于偶數(shù)平方根的素數(shù),√39366≈198,即小于198的素數(shù)為偶數(shù)39366的素因子。
一、初步探索,1、素因子2,39366/2余0,當然,任何偶數(shù)除以2都余0,素數(shù)2把自然數(shù)分為:1+2N和2+2N,除以2余0的數(shù)和與偶數(shù)除以素因子2的余數(shù)相同的數(shù)都是2+2N數(shù)列中的數(shù),剩余1+2N數(shù)列中的數(shù)為哥德巴赫數(shù)的形成線路;
2、素因子3,39366/3余0,素數(shù)3把1+2N數(shù)列分為:1+6N,3+6N,5+6N,除以3余0的數(shù)和與偶數(shù)除以素因子3的余數(shù)相同的數(shù)都是3+6N數(shù)列中的數(shù),剩余1+6N,5+6N,兩個數(shù)列中的數(shù)為哥德巴赫數(shù)的形成線路;
3、素因子5,39366/5余1,我們對上面剩余的兩個數(shù)列任意取一個數(shù)列1+6N,取與素因子相同的項,5個項有:1,7,13,19,25。在這5個項中,必然有一個項除以5余0,必然有一個項除以素因子的余數(shù)與偶數(shù)除以素因子的余數(shù)相同,必然剩余素因子5減去2(不能被素因子整除的,為素因子減去1)個項,即5-2=3個項既不能被素因子整除,也不與偶數(shù)除以素因子的余數(shù)相同的數(shù)。剩余7,13,19,以前面的素因子乘積2*3*5為公差,組成3個哥德巴赫數(shù)的形成線路:7+30N,13+30N,19+30N。后面只取3個項,至少有一個項。
4、素因子7,39366/7余5,我們任意取7+30N的3個項有:7,37,67,這3個數(shù)中37,67,既不能被素因子整除,也不與偶數(shù)除以素因子的余數(shù)相同的數(shù)。即37+210N和67+210N兩條線路都可以,5、素因子11,39366/11余8,我們取37+210N的3個項:37,247,457,這3個數(shù),既不能被素因子整除,也不與偶數(shù)除以素因子的余數(shù)相同的數(shù)。組成3個數(shù)列:37+2310N,247+2310N,457+2310N。
7、素因子13,39366/13余2,因為,下一個公差為2*3*5*7*11*13=30030,39366/30030≈1,不能組成與素因子13相同的13個項,尋找組成偶數(shù)的素數(shù)對的素數(shù),在取最后一個公差的等差數(shù)列時,不能取與素因子相同項數(shù)時,最少必須取素因子1/2以上的項。我們取247+2310N數(shù)列在偶數(shù)1/2之內的數(shù)有:247,2557,4867,7177,9487,11797,14107,16417,18727。
從素因子13到197,雖然還有40個素因子進行刪除,但是,大家不要怕,它們的刪除率是相當?shù)偷?,所以,在這些數(shù)中必然有能夠組成偶數(shù)素數(shù)對的素數(shù)存在。
素因子13,刪除能被13整除的數(shù)247,刪除除以13與39366除以13余數(shù)相同的數(shù)14107; 素因子19,刪除除以19與39366除以19余數(shù)相同的數(shù)11797;
素因子31,刪除能被31整除的數(shù)4867;
素因子53,刪除能被53整除的數(shù)9487,刪除除以53與39366除以53余數(shù)相同的數(shù)16417;
素因子61,刪除能被61整除的數(shù)18727。
最后,剩余2557和7177兩個數(shù),必然能組成偶數(shù)39366的素數(shù)對。
探索方法
二、1、尋找等差數(shù)列的公差,令偶數(shù)為M、公差為B,我們已知該題的公差為2310,2310=2*3*5*7*11,大于11的下一個素數(shù)為13,用13/2=6.5,那么,公差的要件為: M/B>6.5,即大于7個項,主要是既要取最大的公差,又要確保不低于下一個素因子的1/2個項。我們就選擇2310為該偶數(shù)的公差。
2、尋找等差數(shù)列的首項,令首項為A,A的條件為:既不能被組成公差的素數(shù)2,3,5,7,11整除,也不與偶數(shù)除以2,3,5,7,11的余數(shù)相同,還必須在公差2310之內;
(1)、不能被2,3,5,7,11整除的數(shù)有:在2310之內,大于或等于13的素數(shù);自然數(shù)1;由大于或等于13的素因子與大于或等于13的素因子所組成的合數(shù)。為了方便起見,我們在這里取大于或等于13的素因子。
(2)、A除以2,3,5,7,11的余數(shù)不與偶數(shù)39366除以2,3,5,7,11的余數(shù)相同。因39366-13=39353,39353分別除以2,3,5,7,11不能整除,故13除以2,3,5,7,11的余數(shù)不與偶數(shù)39366除以2,3,5,7,11的余數(shù)相同,可以定為首項,得該等差數(shù)列為13+2310N。
取等差數(shù)列13在M/2的項有:13,2323,4633,6943,9253,11563,13873,16183,18493。當然,你也可以取該數(shù)列在偶數(shù)內的所有項,但是,當你全盤計算該偶數(shù)素數(shù)對時,取所有項必然形成與對稱數(shù)列的計算重復,該數(shù)列的對稱數(shù)列:因2310-13=2297,13不能被2,3,5,7,11整除,除以2,3,5,7,11的余數(shù)不與偶數(shù)39366除以2,3,5,7,11的余數(shù)相同,那么,對稱數(shù)2297也必然滿足這些條件,2297+2310N同樣是產生素數(shù)對的等差數(shù)列。
3、在上面的9上項中,去掉合數(shù):2323,4633,6943,9253,11563,4、再去掉除以后面40個素因子余數(shù)與偶數(shù)除以這40個素因子余數(shù)相同的數(shù),也就是對稱數(shù)是合數(shù)的數(shù):13,13873,16183,剩余18493必然能夠組成偶數(shù)39366的素數(shù)對。
簡單地談一下素數(shù)生成線路與哥德巴赫數(shù)的生成線路的區(qū)別:
1、素數(shù)生成線路,我們仍然以2310為公差,在2310之內不能被2,3,5,7,11整除的數(shù)有:2310*(1/2)*(2/3)*(4/5)*(6/7)*(10/11)=480個,我們可以用這480個數(shù)為首項,以2310為公差組成480個等差數(shù)列,為偶數(shù)39366內的素數(shù)生成線路。對于相鄰的偶數(shù)39364和39368來說,素數(shù)的生成線路是一樣的。
2、我們把能夠組成偶數(shù)素數(shù)對的素數(shù)稱為哥德巴赫數(shù),偶數(shù)39366的哥德巴赫數(shù)生成線路,以2310為公差,在2310之內,既不能被2,3,5,7,11整除,也不與偶數(shù)39366除以2,3,5,7,11的余數(shù)相同的數(shù)有:2310*(1/2)*(2/3)*(3/5)*(5/7)*(9/11)=270個,即偶數(shù)39366以2310為公差的哥德巴赫數(shù)生成線路為270條,在2310內的這270個數(shù)又是與2310/2=1155完全對稱的,如果全盤進行計算必然重復,故,也可以看成是270/2=135條完整的哥德巴赫數(shù)形成線路,而素數(shù)生成線路是不會重復的。
而偶數(shù)39364的哥德巴赫數(shù)生成線路,在2310之內既不能被2,3,5,7,11整除,也不與偶數(shù)除以2,3,5,7,11的余數(shù)相同的數(shù)有:2310*(1/2)*(1/3)*(3/5)*(5/7)*(9/11)=135,為135條線路,只有偶數(shù)39366的1/2。區(qū)別在于偶數(shù)39366能夠被素因子3整除,為乘以2/3,偶數(shù)39364不能夠被素因子3整除,為乘以1/3,即能夠整除的素因子X,為乘以(X-1)/X,不能夠整除的素因子Y,為乘以(Y-2)/Y,所以,偶數(shù)39366的素數(shù)對相當于偶數(shù)39364的素數(shù)對的2倍。
對于“充分大”的偶數(shù)的估算:充分大的偶數(shù)為500位數(shù),素數(shù)對個數(shù),根據(jù)《哥德巴赫猜想的初級證明法》中,當偶數(shù)大于91時,偶數(shù)的素數(shù)對個數(shù)不低于K(√M)/4,估計當偶數(shù)大于500位時,K的值為4*10的10次方,得充分大的偶數(shù)的素數(shù)對個數(shù)不低于260位數(shù),用500位數(shù)的偶數(shù)除以260位數(shù)的數(shù),得充分大的偶數(shù)平均240位數(shù)個數(shù)字中,有一個素數(shù)對的存在。如果我們直接進行尋找,相當于大海撈針。
如果,我們按照上面的方法二進行尋找,公差應為496位數(shù),估計素數(shù)2*3*5*7*?*1283為496位數(shù),從素數(shù)1289到2861之內,有素數(shù)除以素因子2,3,5,7,?,1283的余數(shù)不與偶數(shù)除以這些素因子的余數(shù)相同的數(shù)存在,存在的這個數(shù)可以作為等差數(shù)列的首項,2*3*5*7*?*1283的積作為等差數(shù)列的公差,取1289項,即1289個數(shù),在這1289個數(shù)中,應該有能夠組成500位數(shù)的偶數(shù)的1+1的素數(shù)對的素數(shù)存在。
難易度分析
尋找“充分大”偶數(shù)的一個“1+1”素數(shù)對與驗證1000位數(shù)以上的一個素數(shù)相比較,到底哪一個難度小。
人類已經能夠尋找并驗證1000位數(shù)以上的素數(shù),到底人們使用的什么辦法,我雖然不知道,但有一點可以肯定:都涉及素數(shù),如果是簡單的方法,那么,都是簡單方法;如果是笨辦法,那么,都用笨辦法。我們在這里采用笨辦法進行比較:
充分大的偶數(shù)指500位數(shù)的數(shù),與1000位數(shù)的素數(shù)相比,相差500位數(shù)。1000位數(shù)的數(shù)開平方為500位數(shù),我們以位數(shù)相差一半的數(shù)為例進行分析。
100000000與10000相差一半的位數(shù)。笨辦法是:要驗證100000000以上的一個素數(shù),假設要驗證的這個數(shù)開平方約等于10000,必須要用這個數(shù)除以10000之內的素數(shù),不能被這之內所有的素數(shù)整除,這個數(shù)才是素數(shù)。因為,10000內共有素數(shù)1229個,即必須做1229個除法題,才能得知這個數(shù)是不是素數(shù)。說個再笨一點的辦法,假設我們不知道10000之內的素數(shù),能否驗證100000000以上的這個數(shù)是不是素數(shù)呢?能,那就是用這個數(shù)除以10000內的所有數(shù),不能被這之內所有的數(shù)整除,也說明這個數(shù)是素數(shù)。(之所以說,這兩種辦法是笨辦法,當我們知道10000內的所有素數(shù)時,要尋找100000000內的所有素數(shù),不是用除法,而是用乘法,步驟最多只占第一種笨辦法的1%,詳見本人的《素數(shù)的分布》中所說的方法)。
當我們尋找偶數(shù)10000的一個素數(shù)對,須要多少個運算式?
我們知道:2*3*5*7*11=2310,10000/2310≈4,13/2=6.5,按理說應該取等差數(shù)列的7項以上,這里可以取4個項,接近應取數(shù)。我們基本上可以使用這個公差。這里的計算為5個計算式,簡稱5步;
大于11的素數(shù),從13開始,尋找等差數(shù)列的首項,我們用(10000-13)分別除以2,3,5,7,11。能被3整除,除到3為止,一個減法,兩個除法,為3步;
素數(shù)17,(10000-17)分別除以2,3,5,7,11。不能整除,可以用17為等差數(shù)列的首項,組成等差數(shù)列:17+2310N。為6步;
數(shù)列17+2310N在10000內有:17,2327,4637,6947,9257,為4步;
計算素因子,√10000=100,素因子為100之內的素數(shù),除2,3,5,7,11外,還剩13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97,為20個素因子。為1步;
用10000分別除以這20個素因子,把余數(shù)記下來。為20步;
用17分別除以這些素因子,當除到67時余數(shù)與10000除以67余數(shù)相同,為14步; 用2327分別除以這些素因子,當除到13時余數(shù)為0,為1步;
用4637分別除以這些素因子,當除到31時余數(shù)與10000除以31余數(shù)相同,為6步; 用6947分別除以這些素因子,當除到43時余數(shù)與10000除以43余數(shù)相同,為9步; 用9257分別除以這些素因子,既不能整除,也不與10000除以這些素因子的余數(shù)相同,奇數(shù)9257必然能組成偶數(shù)10000的素數(shù)對。為20步。
總計為:102步計算式。而驗證100000000以上的一個素數(shù)須要1229步計算式相比,結論為:尋找10000的一個素數(shù)對比驗證100000000以上的一個素數(shù)簡單。也就是說,尋找一個500位數(shù)偶數(shù)1+1的素數(shù)對,比驗證一個1000位數(shù)以上的素數(shù)容易。
尋找500位數(shù)偶數(shù)的素數(shù)對,因為,2*3*5*7*11*?*1283左右,其乘積為493到496位數(shù),下一個素數(shù)可能為1289左右,1289/2=644.5。才能滿足取下一個素因子的值的1/2以上個項,當然,能夠取到1289個項以上更好,更容易尋找到偶數(shù)的素數(shù)對。
敬請世界電腦高手驗證,充分大的偶數(shù)必然有1+1的素數(shù)對存在,哥德巴赫猜想必然成立。
四川省三臺縣工商局:王志成
第三篇:淺談“哥德巴赫猜想”證明方法
淺談“哥德巴赫猜想”證明方法
務川自治縣實驗學校 王若仲 貴州564300
摘要:對于“哥德巴赫猜想”,我們來探討一種證明方法,要證明任一不小于6的偶數(shù)均存在有“奇素數(shù)+奇素數(shù)”的情形,如果我們把“奇素數(shù)+奇素數(shù)”這樣的情形若能轉換到利用奇合數(shù)的情形來加以分析,也就是任意給定一個比較大的偶數(shù)2m,通過順篩和逆篩的辦法,順篩就是篩除掉集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}中的全體奇合數(shù);逆篩就是在集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}中再篩除掉偶數(shù)2m分別減去集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}中的每一個奇合數(shù)而得到的全體奇數(shù);以及篩除掉1和(2m-1)。通過這樣篩除后,如果集合中還剩下有奇數(shù),那么剩下的奇數(shù)必為奇素數(shù),并且必定只滿足“奇素數(shù)+奇素數(shù)=2m”的情形。
關鍵詞:哥德巴赫猜想;奇素數(shù);奇合數(shù);順篩;逆篩。
德國數(shù)學家哥德巴赫在1742年提出“哥德巴赫猜想”,即任何一不小于6的偶數(shù)均可表為兩個奇素數(shù)之和。歷史上研究“哥德巴赫猜想”的方法及進展。
(一)比較有名的方法大致有下面四種:
(1)篩法,(2)圓法,(3)密率法,(4)三角求和法。其中:篩法是求不超過自然數(shù)N(N>1)的所有素數(shù)的一種方法,2m=a+b,a=p1p2p3…pi,b=q1q2q3…qj,篩法的基本出發(fā)點,即加權篩法;圓法是三角和(指數(shù)和)估計方法;密率法(概率法)是函數(shù)估值法。(二)研究的進展
途徑一:殆素數(shù),即2m= a1〃a2〃a3〃…〃ai+ b1〃b2〃b3〃…〃bj。殆素數(shù)就是素因子個數(shù)不多的正整數(shù)?,F(xiàn)設N是偶數(shù),雖然現(xiàn)在不能證明N是兩個素數(shù)之和,但是可以證明它能夠寫成兩個殆素數(shù)的和,即N=A+B,其中A和B的素因子個數(shù)都不太多,譬如說素因子個數(shù)不超過10?,F(xiàn)在用“a+b”來表示如下命題:每個大偶數(shù)N都可表為A+B,其中A和B的素因子個數(shù)分別不超過a和b。顯然,哥德巴赫猜想就可以寫成“1+1”。在這一方向上的進展都是用所謂的篩法得到的。
“a+b”問題的推進
1920年,挪威的布朗證明了“9+9”。
1924年,德國的拉特馬赫證明了“7+7”。
1932年,英國的埃斯特曼證明了“6+6”。
1937年,意大利的蕾西先后證明了“5+7”, “4+9”, “3+15”和“2+366”。
1938年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃證明了“5+5”。
1940年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃證明了“4+4”。
1956年,中國的王元證明了“3+4”。稍后證明了 “3+3”和“2+3”。
1948年,匈牙利的瑞尼證明了“1+c”,其中c是一很大的自然數(shù)。
1962年,中國的潘承洞和蘇聯(lián)的巴爾巴恩證明了“1+5”,中國的王元證明了“1+4”。
1965年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃和小維諾格拉多夫,及意大利的朋比利證明了“1+3 ”。
1966年,中國的陳景潤證明了“1+2 ”。
途徑二:例外集合,即尋找使得哥德巴赫猜想不成立的那些偶數(shù)。
在數(shù)軸上取定大整數(shù)x,再從x往前看,尋找使得哥德巴赫猜想不成立的那些偶數(shù),即例外偶數(shù)。x之前所有例外偶數(shù)的個數(shù)記為E(x)。我們希望,無論x多大,x之前只有一個例外偶數(shù),那就是2,即只有2使得猜想是錯的。這樣一來,哥德巴赫猜想就等價于E(x)永遠等于1。當然,直到現(xiàn)在還不能證明E(x)=1;但是能夠證明E(x)遠比x小。在x前面的偶數(shù)個數(shù)大概是x/2;如果當x趨于無窮大時,E(x)與x的比值趨于零,那就說明這些例外偶數(shù)密度是零,即哥德巴赫猜想對于幾乎所有的偶數(shù)成立。2 這就是例外集合的思路。
維諾格拉多夫的三素數(shù)定理發(fā)表于1937年。第二年,在例外集合這一途徑上,就同時出現(xiàn)了四個證明,其中包括華羅庚先生的著名定理。
途徑三:小變量的三素數(shù)定理,即已知奇數(shù)N可以表成三個素數(shù)之和,假如又能證明這三個素數(shù)中有一個非常小,譬如說第一個素數(shù)可以總取3,那么我們也就證明了偶數(shù)的哥德巴赫猜想。
如果偶數(shù)的哥德巴赫猜想正確,那么奇數(shù)的猜想也正確。我們可以把這個問題反過來思考。已知奇數(shù)N可以表成三個素數(shù)之和,假如又能證明這三個素數(shù)中有一個非常小,譬如說第一個素數(shù)可以總取3,那么我們也就證明了偶數(shù)的哥德巴赫猜想。這個思想就促使潘承洞先生在1959年,即他25歲時,研究有一個小素變數(shù)的三素數(shù)定理。這個小素變數(shù)不超過N的θ次方。我們的目標是要證明θ可以取0,即這個小素變數(shù)有界,從而推出偶數(shù)的哥德巴赫猜想。潘承洞先生首先證明θ可取1/4。后來的很長一段時間內,這方面的工作一直沒有進展,直到1995年展?jié)淌诎雅死蠋煹亩ɡ硗七M到7/120。這個數(shù)已經比較小了,但是仍然大于0。
途徑四:幾乎哥德巴赫問題,即2m=p+q+2k。p和q均為奇素數(shù)。
1953年,林尼克發(fā)表了一篇長達70頁的論文。在文中,他率先研究了幾乎哥德巴赫問題,證明了,存在一個固定的非負整數(shù)k,使得任何大偶數(shù)都能寫成兩個素數(shù)與k個2的方冪之和。這個定理,看起來好像丑化了哥德巴赫猜想,實際上它是非常深刻的。我們注意,能寫成k個2的方冪之和的整數(shù)構成一個非常稀疏的集合;事實上,對任意取定的x,x前面這種整數(shù)的個數(shù)不會超過 3 log x的k次方。因此,林尼克定理指出,雖然我們還不能證明哥德巴赫猜想,但是我們能在整數(shù)集合中找到一個非常稀疏的子集,每次從這個稀疏子集里面拿一個元素貼到這兩個素數(shù)的表達式中去,這個表達式就成立。這里的k用來衡量幾乎哥德巴赫問題向哥德巴赫猜想逼近的程度,數(shù)值較小的k表示更好的逼近度。顯然,如果k等于0,幾乎哥德巴赫問題中2的方冪就不再出現(xiàn),從而,林尼克的定理就是哥德巴赫猜想。
林尼克1953年的論文并沒有具體定出k的可容許數(shù)值,此后四十多年間,人們還是不知道一個多大的k才能使林尼克定理成立。但是按照林尼克的論證,這個k應該很大。其中有個結果必須提到,即李紅澤、王天澤獨立地得到k=2000。目前最好的結果k=13是英國數(shù)學家希思-布朗(D.R.Heath-Brown)和德國數(shù)學家普赫塔(Puchta)合作取得的,這是一個很大的突破。
數(shù)學家們經過上面四個途徑的不斷探索求證,仍然沒有徹底解決哥德巴赫問題。
現(xiàn)在我們介紹探討求證“哥德巴赫猜想”的另一種新方法,我在前人篩法的基礎上作出了進一步的改進,定義了“順篩”和“逆篩”這兩個基本概念。就是任意給定一個比較大的偶數(shù)2m,通過順篩和逆篩的辦法來達到目的。順篩就是篩除掉集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}中的全體奇合數(shù);逆篩就是在集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}中再篩除掉偶數(shù)2m分別減去集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}中的每一個奇合數(shù)而得到的全體奇數(shù);如果我們設奇素數(shù)p1,p2,p3,?,pt均為不大于√2m的全體奇素數(shù)(pi< pj,i<j,i、j=1,2,3,?,t),t∈N。對于“2m=奇數(shù)+奇數(shù)”(m≥3)來說,就只有下面幾種情形:(1)2m=奇合數(shù)+奇合數(shù),(2)2m=奇合數(shù)+奇素數(shù),(3)2m=奇素數(shù)+奇素數(shù),(4)2m=1+奇合數(shù),(5)2m=1+奇素數(shù)。
我們的目的就是要篩除掉(1)和(2)以及(4)或(5)情形中的所有奇數(shù)(因為對于偶數(shù)2m,(4)和(5)的情形不可能同時成立)。但是下面這兩種情形我們不必分析討論: ①偶數(shù)2m=p+p,p為奇素數(shù);
②集合{(2m-p1),(2m-p2),(2m-p3),…,(2m-pt)}中至少有一 個奇數(shù)為奇素數(shù)。假若(2m-p2)為奇素數(shù),那么2m=(2m-p2)+p2。所以①和②這兩種情形,偶數(shù)2m已經可表為“奇素數(shù)+奇素數(shù)”。如果我們能夠明確的判定在任意設定的集合{1,3,5,7,9,…,(2m-1)}中,通過順篩篩除掉集合{1,3,5,7,9,…,(2m-1)}中的全體奇合數(shù),通過逆篩篩除掉偶數(shù)2m分別減去集合{1,3,5,7,9,…,(2m-1)}中的每一個奇合數(shù)而得到的全體奇數(shù);以及篩除掉1和(2m-1)。集合{1,3,5,7,9,…,(2m-1)}通過這樣篩除后,如果集合中還剩下有奇數(shù),那么剩下的奇數(shù)必為奇素數(shù),并且必定只滿足“奇素數(shù)+奇素數(shù)=2m”的情形。
下面我們舉實例闡述這種解決“哥德巴赫猜想”新的基本思想方法。首先我們回顧一下2000多年前埃拉托斯特尼篩法,埃拉托斯特尼篩法可以用來尋找一定范圍內的素數(shù)(比如說m這個數(shù),m這個數(shù) 不是太大):操作的程序是先將第一個數(shù)2留下,將它的倍數(shù)全部劃掉;再將剩余數(shù)中最小的3留下,將它的倍數(shù)全部劃掉;繼續(xù)將剩余數(shù)中最小的5留下,將它的倍數(shù)全部劃掉,┅,如此直到沒有可劃的數(shù)為止。例如在100內進行這樣的操作,可得素數(shù)2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97。我們暫且把前人的這種篩法稱為埃拉托斯特尼順篩,簡稱順篩。就是通過順篩,能夠把某個很大的偶數(shù)M范圍內的素數(shù)全部篩出來,也未必好確定不大于偶數(shù)M的所有偶數(shù)均可表為兩個奇素數(shù)之和。順篩實際上就是篩出偶數(shù)M范圍內的所有偶數(shù)(除2外)和所有奇合數(shù)。如果我們在順篩的基礎上,再配合另外一種篩法,我們暫且把這種篩法稱為埃拉托斯特尼逆篩,簡稱逆篩。逆篩就是篩除掉偶數(shù)2m分別減集合{1,3,5,7,9,…,(2m-1)}中的每一個奇合數(shù)而得到的全體奇數(shù);對于偶數(shù)M范圍內的所有正整數(shù),通過順篩和逆篩配合篩出后,一定能夠判定偶數(shù)M是否可表為兩個奇素數(shù)之和。
我們以偶數(shù)100為例來闡述,因為“哥德巴赫猜想”針對的是奇素數(shù),而奇素數(shù)是從奇數(shù)中分離出來的概念,所以我們就排出偶數(shù)的情形,只考慮奇數(shù)的情形。
對于偶數(shù)100以內的全體奇數(shù),首先進行順篩:
(1)篩出3的倍數(shù),可得集合A1={1,3,5,7,11,13,17,19,23,25,29,31,35,37,41,43,47,49,53,55,59,61,65,67,71,73,77,79,83,85,89,91,95,97}。(2)在集合A1中篩出5的倍數(shù),可得集合A2={1,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,49,53,59,61,67,71,73,77,79,83,89,91,97}。
(3)在集合A2中篩出7的倍數(shù),可得集合A3={1,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97}。
偶數(shù)100以內的全體奇數(shù),經過順篩后,可以得出下面這樣的結論:滿足“奇合數(shù)+奇合數(shù)=100”中的全體奇合數(shù),滿足“奇合數(shù)+奇素數(shù)=100”中的全體奇合數(shù),滿足“1+奇合數(shù)=100”中的奇合數(shù),全部被篩除。
又因為區(qū)間[√100,100]以內的任一奇合數(shù)均能被奇素數(shù)3,5,7中的某一個奇素數(shù)整除,這種情形擴展開來的一般情形完全可以證明。
其次進行逆篩:
(4)在集合A3中篩出集合{(100-9),(100-15),(100-21),(100-27),(100-33),(100-39),(100-45),(100-51),(100-57),(100-63),(100-69),(100-75),(100-81),(100-87),(100-93),(100-99)}={91,85,79,73,67,61,55,49,43,37,31,25,19,13,7,1 }中的奇數(shù),可得集合A4={3,5,11,17,23,29,41,47,53,59,71,83,89,97}。
(5)在集合A4中篩出集合{(100-21),(100-35),(100-49),(100-63),(100-77),(100-91)}={79,65,51,37,23,9}中的 奇數(shù),可得集合A5={3,5,11,17,29,41,47,53,59,71,83,89,97}。
(6)因為100含有奇素數(shù)因子5,所以奇素數(shù)5要直接篩出。最后得到集合A6={3,11,17,29,41,47,53,59,71,83,89,97}。
所以再經過逆篩后,我們可以得出這樣的結論:滿足“奇合數(shù)+奇素數(shù)=100”中的全體奇素數(shù),滿足“1+奇素數(shù)=100”中的奇素數(shù),全部被篩除。
顯然可得到偶數(shù)100=3+97=11+89=17+83=29+71=41+59=47+53。雖然我們前面闡述了利用順篩和逆篩配合篩法的妙處。但是對于很大很大的偶數(shù)2m,這種配合篩法的技術難度仍然相當大,怎樣克服這個技術性難題呢?下面我們再闡述解決這個技術性難題的基本思想方法。
我們還是以偶數(shù)100為例來闡述解決這個技術難題巧妙的基本思想方法:
對于偶數(shù)100以內的全體奇數(shù)組成的集合A,那么集合A={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,37,39,41,43,45,47,49,51,53,55,57,59,61,63,65,67,69,71,73,75,77,79,81,83,85,87,89,91,93,95,97,99},集合A中元素的總個數(shù)為50個。
因為區(qū)間[√100,100]以內的任一奇合數(shù)均能被奇素數(shù)3,5,7中的某一個奇素數(shù)整除,對于偶數(shù)100,我們只需用奇素數(shù)3,5,7來設定一些集合就能達到目的了。設集合A1={9,15,21,27,33,39,45,51,57,63,69,75,81,87,93,99},集合A1′={(100-9),(100-15),(100-21),(100-27),(100-33),(100-39),(100-45),(100-51),(100-57),(100-63),(100-69),(100-75),(100-81),(100-87),(100-93),(100-99)}={91,85,79,73,67,61,55,49,43,37,31,25,19,13,7,1 },集合A2={15,25,35,45,55,65,75,85,95},集合A2′={(100-15),(100-25),(100-35),(100-45),(100-55),(100-65),(100-75),(100-85),(100-95)}={85,75,65,55,45,35,25,15,5},集合A3={21,35,49,63,77,91},集合A3′={(100-21),(100-35),(100-49),(100-63),(100-77),(100-91)}={79,65,51,37,23,9}。
(1)因為偶數(shù)100含有奇素數(shù)因子5,所以我們只需考慮集合B=A2∪A2′={5,15,55,35,45,55,65,75,85,95}的情形。又因為偶數(shù)100不含有奇素數(shù)因子3和7,所以集合A1和A1′無公共元素,集合A3和A3′無公共元素。
(2)集合A1∩B={15,45,75},集合A1′∩B={25,55,85},集合A1∩A3={21,63},集合A1′∩A3={49,91},集合A1∩A3′={9,51},集合A1′∩A3′={37,79},集合A3∩B={35},集合A3′∩B={65},集合A1∩A3∩B=ф,集合A1′∩A3∩B=ф,集合A1∩A3′∩B=ф,集合A1′∩A3′∩B=ф。
(3)有了上面(1)和(2)的準備工作,我們下面就開始從集合中元素的數(shù)量著手,展開闡述解決這個技術性難題的基本思想方 法。
(4)因為集合A中元素的總個數(shù)為50個,在集合A中篩除集合A1和A1′中的元素,可以轉換到從集合中元素的數(shù)量來著手,即得50-16-16=18(個)(集合A1和A1′中元素的總個數(shù)均為16個)。
(5)再在集合A中篩除集合B中的元素,轉換到從集合中元素的數(shù)量著手,即得50-16-16-10+3+3=14(個),因為在50-16-16-10中集合A1∩B={15,45,75}中元素的總個數(shù)多減了一次,所以要加上3;又因為在50-16-16-10中集合A1′∩B={25,55,85}中元素的總個數(shù)多減了一次,所以要再加上3。
(6)再在集合A中篩除A3和A3′中的元素,轉換到從集合中元素的數(shù)量著手,即得50-16-16-10+3+3-6-6+2+2+2+2+1+1=12(個),因為在50-16-16-10+3+3-6-6中集合A1∩A3={21,63}中元素的總個數(shù),集合A1′∩A3={49,91}中元素的總個數(shù),集合A1∩A3′={9,51}中元素的總個數(shù),集合A1′∩A3′={37,79}中元素的總個數(shù),集合A3∩B={35}中元素的總個數(shù),集合A3′∩B={65}中元素的總個數(shù),均被多減了一次,所以要加上4個2和2個1。
(7)從前面這個實例,我們不難得出這樣一個結論:對于偶數(shù)M,利用順篩和逆篩配合篩,再轉換到利用集合中元素的數(shù)量來處理,就容易處理多了。當然對于很大很大的偶數(shù)2m,也是肯定容易處理多了,這就是解決技術性難題的基本思想方法。
因為集合A1∪{3}與集合A1′∪{(100-3)}中元素的個數(shù)相等,并且均約等于50÷3個;集合B中元素的個數(shù)等于50÷5個;集合 A3∪{7}與集合A3′∪{(100-7)}中元素的個數(shù)相等,并且均約等于50÷7個;以偶數(shù)100為例各種算法驗證如下:
算法一:50-16-16-10+3+3-6-6+2+2+2+2+1+1=12(個)。算法二:50-50÷3×2-50÷5+50÷15×2-50÷7×2+50÷21×4+ 50÷35×2-50÷105×4≈50-33.3333333-10+6.6666667-14.2857143 +9.52380952+2.85714286-1.9047619≈69.0476191-59.5238095≈9.5238096≈9(個)。
算法三:50-50÷3×2-50÷5+50÷15×2-50÷7×2+50÷21×4+50÷35×2-50÷105×4=50×(1-2÷3)-(50÷5)(1-2÷3)+(50÷7)×2(1-2÷3)+50÷35×2(1-2÷3)=50×(1-2÷3)(1-1÷5)-(50÷7)×2(1-2÷3)(1-1÷5)=50×(1-2÷3)(1-1÷5)(1-2÷7)=50×(1÷3)(4÷5)(5÷7)≈9>50÷7>7(個)。
對于第三種驗算方法,關于偶數(shù)100,說明通過順篩和逆篩配合篩后,被篩除的集合中至少還有7個奇數(shù)未被篩除,就是把1和99再篩除還計算在內,被篩除的集合中至少還有5個奇數(shù)未被篩除,剩下的奇數(shù)必然只能滿足“奇素數(shù)+奇素數(shù)=100”的情形,這就說明偶數(shù)100能表為兩個奇素數(shù)之和。
現(xiàn)在我們開始闡述解決“哥德巴赫猜想”的基本思想方法:(1)為了解決無窮的情形,我們必須從極限這一基本點著手,解決了極限成立的情形,其它情形顯然成立。
(2)因為偶數(shù)2m=1+(2m-1)=3+(2m-3)=5+(2m-5)=7+(2m-7)=?=(2m-7)+7=(2m-5)+5=(2m-3)+3=(2m-1)+1。對于“偶數(shù)2m=奇數(shù)+奇數(shù)”來說,只有下面幾種情形: ①偶數(shù)2m=奇合數(shù)+奇合數(shù),②偶數(shù)2m=奇合數(shù)+奇素數(shù),③偶數(shù)2m=奇素數(shù)+奇素數(shù),④偶數(shù)2m=1+奇合數(shù),⑤偶數(shù)2m=1+奇素數(shù)。
(3)極限的情形無外孚是對于一個非常大的偶數(shù)2m,設奇素數(shù)p1,p2,p3,?,pt均為不大于√2m的全體奇素數(shù)(pi< pj,i<j,i、j=1,2,3,?,t),t∈N;并且假設偶數(shù)2m均不含有奇素數(shù)因子p1,p2,p3,?,pt,集合{(2m-p1),(2m-p2),(2m-p3),?,(2m-pt)}中的奇數(shù)均為奇合數(shù);這就保證了集合{(2m-p1),(2m-p2),(2m-p3),?,(2m-pt)}中的奇數(shù)只能是前面(2)中“偶數(shù)2m=奇合數(shù)+奇素數(shù)”的情形。
(4)設置集合A={1,3,5,7,9,?,(2m-3),(2m-1)},又 設置集合A1={ p1,3p1,5p1,7p1,9p1,?,(2m1-1)p1},集合A1′={(2m-p1),(2m-3p1),(2m-5p1),(2m-7p1),(2m-9p1),(2m-11p1),?,[2m-(2m1-1)p1]},集合A2={p2,3p2,5p2,7p2,9p2,?,(2m2-1)p2},集合A2′={(2m-p2),(2m-3p2),(2m-5p2),(2m-7p2),(2m-9p2),(2m-11p2),?,[2m-(2m2-1)p2]},集合A3={p3,3p3,5p3,7p3,9p3,?,(2m3-1)p3},集合A3′={(2m-p3),(2m-3p3),(2m-5p3),(2m-7p3),(2m-9p3),(2m-11p3),?,[2m-(2m3-1)p3]},?,集合At={pt,3pt,5pt,7pt,9pt,?,(2mt-1)pt},集合At′={(2m-pt),(2m-3pt),(2m-5pt),(2m-7pt),(2m-9pt),(2m-11pt),?,[2m-(2mt-1)pt]};其中奇數(shù)(2m1-1)p1為該表達形式下不大于奇數(shù)(2m-1)的最大奇數(shù),奇數(shù)(2m2-1)p2為該表達形式下不大于奇數(shù)(2m-1)的最大奇數(shù),奇數(shù)(2m3-1)p3為該表達形式下不大于奇數(shù)(2m-1)的最大奇數(shù),?,奇數(shù)(2mt-1-1)pt-1為該表達形式下不大于奇數(shù)(2m-1)的最大奇數(shù),奇數(shù)(2mt-1)pt為該表達形式下不大于奇數(shù)(2m-1)的最大奇數(shù)。
(5)我們令集合B=集合A1∪A1′∪A2∪A2′∪A3∪A3′∪?∪At∪At′∪{1,(2m-1)},只要我們在集合A={1,3,5,7,9,?,(2m-3),(2m-1)}中篩除了屬于集合B中的全體奇數(shù),即集合A與集合B的差集C中如果完全篩除了①和②以及④或⑤中這樣的所有奇數(shù),即滿足上面(2)中“偶數(shù)2m=奇合數(shù)+奇合數(shù)”,偶數(shù)2m=奇合數(shù)+奇素數(shù),偶數(shù)2m=1+奇合數(shù)或者偶數(shù)2m=1+奇素數(shù)的全體奇數(shù),只要能證明集合A與集合B的差集C中還有奇數(shù)就達到目的了;也就是說集合C中的奇數(shù)只能滿足上面(2)中“偶數(shù)2m=奇素數(shù)+奇素數(shù)”的情形。
(6)為了證明集合C中還有奇數(shù),我們還應一步一步著手: 〈1〉在集合A中篩除屬于集合A1和集合A1′中的奇數(shù),得到集合B1;
〈2〉在集合B1中篩除屬于集合A2和集合A2′中的奇數(shù),得到集合B2;
〈3〉在集合B2中篩除屬于集合A3和集合A3′中的奇數(shù),得到集合B3;
┇ 〈t-1〉在集合Bt-2中篩除屬于集合At-1和集合At-1′中的奇數(shù),得到集合Bt-1;
〈t〉在集合Bt-1中篩除屬于集合At和集合At′中的奇數(shù),得到集合Bt。
如果我們把(6)的這種篩除方法再轉換一下方式,即利用集合A1,A1′,A2,A2′,A3,A3′,?,At,At′中元素的數(shù)量來加以分析探討,可能會得到意想不到的形情。由此我們再分析如下:
(7)對于正實數(shù)x,如果我們設置符號【x】表示為不大于x的最大正整數(shù)。設集合{1,3,5,7,9,?,(2m-3),(2m-1)}中元素的總個數(shù)為W;我們用【W÷p1】表示集合{p1,3p1,5p1,7p1,9p1,?,(2m1-1)p1}中全體奇數(shù)的總個數(shù),【W÷p1′】表示集合{(2m-p1),(2m-3p1),(2m-5p1),(2m-7p1),(2m-9p1),(2m-11p1),?,[2m-(2m1-1)p1]} 中全體奇數(shù)的總個數(shù),【W÷p2】表示集合{p2,3p2,5p2,7p2,9p2,?,(2m2-1)p2}中全體奇數(shù)的總個數(shù),【W÷p2′】表示集合{(2m-p2),(2m-3p2),(2m-5p2),(2m-7p2),(2m-9p2),(2m-11p2),?,[2m-(2m2-1)p2]} 中全體奇數(shù)的總個數(shù),【W÷(p2p1)】表示集合{p1,3p1,5p1,7p1,9p1,?,(2m1-1)p1}∩{p2,3p2,5p2,7p2,9p2,?,(2m2-1)p2}中全體奇數(shù)的總個數(shù),【W÷(p2p1′)】表示集合{(2m-p1),(2m-3p1),(2m-5p1),(2m-7p1),(2m-9p1),(2m-11p1),?,[2m-(2m1-1)p1]}∩{p2,3p2,5p2,7p2,9p2,?,(2m2-1)p2}中全體奇數(shù)的總個數(shù),【W÷(p2′p1)】表示集合{p1,3p1,5p1,7p1,9p1,?,(2m1-1)p1}∩{(2m-p2),(2m-3p2),(2m-5p2),(2m-7p2),(2m-9p2),(2m-11p2),?,[2m-(2m2-1)p2]} 中全體奇數(shù)的總個數(shù),【W÷(p2′p1′)】表示集合{(2m-p1),(2m-3p1),(2m-5p1),(2m-7p1),(2m-9p1),(2m-11p1),?,[2m-(2m1-1)p1]}∩{(2m-p2),(2m-3p2),(2m-5p2),(2m-7p2),(2m-9p2),(2m-11p2),?,[2m-(2m2-1)p2]} 中全體奇數(shù)的總個數(shù),?,【W÷(pt′pt-1′?p3′p2′p1′)】表示集合{(2m-p1),(2m-3p1),(2m-5p1),(2m-7p1),(2m-9p1),(2m-11p1),?,[2m-(2m1-1)p1]}∩{(2m-p2),(2m-3p2),(2m-5p2),(2m-7p2),(2m-9p2),(2m-11p2),?,[2m-(2m2-1)p2]}∩{(2m-p3),(2m-3p3),(2m-5p3),(2m-7p3),(2m-9p3),(2m-11p3),?,[2m-(2m3-1)p3]}∩?∩{(2m-pt),(2m-3pt),(2m-5pt),(2m-7pt),(2m-9pt),(2m-11pt),?,[2m-(2mt-1)pt]} 中全體奇數(shù)的總個數(shù)。
為了達到篩除的最大極限,我們假定偶數(shù)2m中均不含有奇素數(shù)因子p1,p2,p3,?,pt;并且把奇數(shù)p1,(2m-p1),p2,(2m-p2),p3,(2m-p3),?,pt,(2m-pt)等等均看作要篩除;就是在集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}中篩除屬于集合{p1,3p1,5p1,7p1,9p1,?,(2m1-1)p1}中的全體奇數(shù),篩除屬于集合(2m-p1),(2m-3p1),(2m-5p1),(2m-7p1),(2m-9p1),(2m-11p1),?,[2m-(2m1-1)p1]} 中的全體奇數(shù),篩除屬于集合{p2,3p2,5p2,7p2,9p2,?,(2m2-1)p2}中的全體奇數(shù),篩除屬于集合{(2m-p2),(2m-3p2),(2m-5p2),(2m-7p2),(2m-9p2),(2m-11p2),?,[2m-(2m2-1)p2]}中的全體奇數(shù),篩除屬于集合{p3,3p3,5p3,7p3,9p3,?,(2m3-1)p3}中的全體奇數(shù)篩除屬于集合{(2m-p3),(2m-3p3),(2m-5p3),(2m-7p3),(2m-9p3),(2m-11p3),?,[2m-(2m3-1)p3]}中的全體奇數(shù),?,篩除屬于集合{pt,3pt,5pt,7pt,9pt,?,(2mt-1)pt}中的全體奇數(shù),篩除屬于集合{(2m-pt),(2m-3pt),(2m-5pt),(2m-7pt),(2m-9pt),(2m-11pt),?,[2m-(2mt-1)pt]}中的全體奇數(shù)。
那么集合{1,3,5,7,9,?,(2m-1)}經過上面這樣篩除后集合中最終剩下奇數(shù)的總個數(shù)可以轉化為下面這種計算形式:
Y=W-【W÷p1】-【W÷p1′】-【W÷p2】-【W÷p2′】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1′)】+【W÷(p2′p1)】+【W÷(p2′p1′)】-【W÷p3】-【W÷p3′】+【W÷(p3p1)】+【W÷(p3p1′)】+【W÷(p3p2)】+【W÷(p3p2′)】+【W÷(p3′p1)】+【W÷(p3′p1′)】+【W÷(p3′p2)】+【W÷(p3′p2′)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1′)】-【W÷(p3p2′p1)】-【W÷(p3p2′p1′)】-【W÷(p3′p2p1)】-【W÷(p3′p2p1′)】-【W÷(p3′p2′p1)】-【W÷(p3′p2′p1′)】-【W÷p4】-【W÷p4′】+?-【W÷pt】-【W÷pt′】+?+(-1)t【W÷(pt′pt-1′?p3′p2′p1′)】。
只要我們能證明【W÷(p2p1)】=【W÷(p2p1′)】=【W÷(p2′p1)】=【W÷(p2′p1′)】;【W÷(p3p2p1)】=【W÷(p3p2p1′)】= 【W÷(p3p2′p1)】=【W÷(p3′p2p1)】=【W÷(p3p2′p1′)】=【W÷(p3′p2p1′)】=【W÷(p3′p2′p1)】=【W÷(p3′p2′p1′)】;?;【W÷(ptpt-1?p3p2p1)】=【W÷(ptpt-1?p3p2p1′)】=【W÷(ptpt-1?p3p2′p1)】=【W÷(ptpt-1?p3′p2p1)】=?=【W÷(pt′pt-1′?p3′p2′p1′)】。那么就有
Y= W-【W÷p1】-【W÷p1′】-【W÷p2】-【W÷p2′】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1′)】+【W÷(p2′p1)】+【W÷(p2′p1′)】-【W÷p3】-【W÷p3′】+ 【W÷(p3p1)】+【W÷(p3p1′)】 +【W÷(p3p2)】+【W÷(p3p2′)】+【W÷(p3′p1)】+【W÷(p3′p1′)】+ 【W÷(p3′p2)】+【W÷(p3′p2′)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1′)】-【W÷(p3p2′p1)】-【W÷(p3p2′p1′)】-【W÷(p3′p2p1)】-【W÷(p3′p2p1′)】-【W÷(p3′p2′p1)】-【W÷(p3′p2′p1′)】-【W÷p4】-【W÷p4′】+?-【W÷pt】-【W÷pt′】+?+(-1)t【W÷(pt′pt-1′?p3′p2′p1′)】=W-【W÷p1】-【W÷p1】-【W÷p2】-【W÷p2】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1)】-【W÷p3】-【W÷p3】+【 W÷(p3p1)】+【W÷(p3p1)】+【 W÷(p3p2)】+【W÷(p3p2)】+【W÷(p3p1)】+【W÷(p3p1)】+【W÷(p3p2)】+【W÷(p3p2)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【 W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷p4】-【W÷p4】+?-【W÷pt】-【W÷pt】+?+(-1)t【W÷(ptpt-1?p3p2p1)】。
如果我們又能證明【W÷(p2p1)】≈W÷(p2p1);【W÷(p3p1)】≈W÷(p3p1);【W÷(p2p3)】≈W÷(p2p3);【W÷(p3p2p1)】≈W÷(p3p2p1′);?;【W÷(ptpt-1?p3p2p1)】≈W÷(ptpt-1?p3p2p1)。并且又能證明Y=W-【W÷p1】-【W÷p1′】-【W÷p2】-【W÷p2′】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1′)】+【W÷(p2′p1)】+【W÷(p2′p1′)】-【W÷p3】-【W÷p3′】+【W÷(p3p1)】+【W÷(p3p1′)】+【W÷(p3p2)】+【W÷(p3p2′)】+【W÷(p3′p1)】+【W÷(p3′p1′)】+【W÷(p3′p2)】+【W÷(p3′p2′)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1′)】-【W÷(p3p2′p1)】-【W÷(p3p2′p1′)】-【W÷(p3′p2p1)】-【W÷(p3′p2p1′)】-【W÷(p3′p2′p1)】-【W÷(p3′p2′p1′)】-【W÷p4】-【W÷p4′】+?-【W÷pt】-【W÷pt′】+?+(-1)t【W÷(pt′ pt-1′?p3′p2′p1′)】=W-【W÷p1】-【W÷p1】-【W÷p2】-【W÷p2】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1)】+【W÷(p2p1)】-【W÷p3】-【W÷p3】+【 W÷(p3p1)】+【W÷(p3p1)】+【 W÷(p3p2)】+【W÷(p3p2)】+【W÷(p3p1)】+【W÷(p3p1)】+【W÷(p3p2)】+【W÷(p3p2)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【 W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷(p3p2p1)】-【W÷p4】-【W÷p4】+?-【W÷pt】-【W÷pt】+?+(-1)t【W÷(ptpt-1?p3p2p1)】>W-W÷p1-W÷p1-W÷p2-W÷p2+W÷(p2p1)+W÷(p2p1)+W÷(p2p1)+W÷(p2p1)-W÷p3-W÷p3+ W÷(p3p1)+W÷(p3p1)+W÷(p3p2)+W÷(p3p2)+W÷(p3p1)+W÷(p3p1)+W÷(p3p2)+W÷(p3p2)-W÷(p3p2p1)-W÷(p3p2p1)-W÷(p3p2p1)-W÷(p3p2p1)-W÷(p3p2p1)-W÷(p3p2p1)-W÷(p3p2p1)
t-W÷(p3p2p1)-W÷p4-W÷p4+?-W÷pt-W÷pt+?+(-1)W÷(ptpt-1?p3p2p1)=W(1-2÷p1)(1-2÷p2)(1-2÷p3)?(1-2÷pt-1)(1-2÷pt)。
然而Yt′=【W(1-d1÷p1)(1-d2÷p2)(1-d3÷p3)?(1-di-1÷pi-1)(1-di÷pi)(1-di+1÷pi+1)?(1-dt-1÷pt-1)(1-dt÷pt)】≥【W(1-2÷p1)(1-2÷p2)(1-2÷p3)?(1-2÷pi-1)(1-2÷pi)(1-2÷pi+1)?(1-2÷pt-1)(1-2÷pt)】=【W(1-2÷3)(1-2÷5)(1-2÷7)(1-2÷9)(1-2÷11)?[1-2÷(pi-2)](1-2÷pi)[1-2÷(pi+2)]?[1-2÷(pt-2)](1-2÷pt)】>>【m÷pt】,其中di=1或2,(i=1,2,3,?,t)。當偶數(shù)2m中含有奇素數(shù)因子pi時,那么di取值為1;當偶數(shù)2m中不含有奇素數(shù)因子pi時,那么di取值為2;因為pt<√2m,所以當m相當大時,m÷pt的值比3要大很多很多。說明集合中余下得有奇數(shù),并且 余下的奇數(shù)必定為奇素數(shù),并且只滿足“2m=奇素數(shù)+奇素數(shù)”的情形。
如若是,則“哥德巴赫猜想”就解決了。
參考文獻
[1]戎士奎,十章數(shù)論(貴州教育出版社)1994年9月第1版
[2]閔嗣鶴,嚴士健,初等數(shù)論(人民教育出版社)1983年2月第6版 [3]劉玉璉,付沛仁,數(shù)學分析(高等教育出版社)1984年3月第1版
[4]王文才,施桂芬,數(shù)學小辭典(科學技術文藝出版社)1983年2月第1版
二〇一四年十月十九日
第四篇:哥德巴赫猜想的證明
《哥德巴赫猜想的嚴謹定性證明》 作者姓名:崔坤
作者單位:即墨市瑞達包裝輔料廠 E-mail:cwkzq@126.com 關鍵詞:CK表格,陳氏定理,瑞尼定理,哥德巴赫猜想 哥德巴赫猜想:哥德巴赫1742年給歐拉的信中哥德巴赫提出了以下猜想:
任一大于2的偶數(shù)都可寫成兩個質數(shù)之和。
由于近代數(shù)學規(guī)定1不是素數(shù),那么除2以外所有的素數(shù)都是奇素數(shù),據(jù)此哥猜等價:
定理A:每個≥6的偶數(shù)都是2個奇素數(shù)之和。推論B: 每個≥9的奇數(shù)O都是3個奇素數(shù)之和;
證明:首先我們設計一個表格---CK表格:
第一頁 在這個表格中通項N=An=2n+4,它是有2層等差數(shù)列構成的閉合系統(tǒng),即上層是:首項為3,公差為2,末項是奇數(shù)(2n+1)的遞增等差數(shù)列。
下層是:首項為奇數(shù)(2n+1),公差為-2,末項是3的遞減等差數(shù)列。
由于偶數(shù)是無限的,故這個表格是個無限的,由此組成的系統(tǒng)就是一個非閉合系統(tǒng)。表中D(N)表示奇素數(shù)對的個數(shù),H(N)表示奇合數(shù)對的個數(shù),M(N)表示奇素數(shù)與奇合數(shù)成對的個數(shù)。不超過2n+1的奇素數(shù)個數(shù)為 π(2n+1)-1有CK表格可知:D(N)= π(2n+1)-1-M(N)根據(jù)CK表格、陳氏定理1+
1、瑞尼定理1+2,第一層篩得:
N1=P1+H1,偶數(shù)N1≥12,奇素數(shù)P1≥3,奇數(shù)H1≥9,即: N1=P1+H1=P1+P3=P5+H3,篩得:N1=P1+P3,其中奇素數(shù)P1≥3,奇素數(shù)P3≥3,奇素數(shù)P5≥3,奇合數(shù)H3≥9 偶數(shù)N1的最小值是3+3=6,故每個N1≥6的偶數(shù)都是2個奇素數(shù)之和 故命題得證
同理:第二層篩得:
N2=P2+H2,偶數(shù)N2≥12,奇素數(shù)P2≥3,奇數(shù)H2≥9,第二頁 即:
N2=P2+H2=P2+P4=P6+H4,篩得:N2=P2+P4,其中奇素數(shù)P2≥3,奇素數(shù)P4≥3,奇素數(shù)P6≥3,奇合數(shù)H4≥9 偶數(shù)N2的最小值是3+3=6,故每個N2≥6的偶數(shù)都是2個奇素數(shù)之和 故命題得證
第三層篩得: N3=N1+N2, N4=H3+H4 則N3=P5+P6+ H3+H4= P5+P6+ N4 那么N3-N4=P5+P6 設N=N3-N4, 則N=P5+P6,其中奇素數(shù)P5≥3,奇素數(shù)P6≥3 故每個N1≥6的偶數(shù)都是2個奇素數(shù)之和 故命題得證 綜上所述:
故定理A得證:每個≥6的偶數(shù)都是2個奇素數(shù)之和。
第三頁
推論B: 每一個大于等于9的奇數(shù)O都可以表示成三個奇素數(shù)之和。簡言:O=P1+P2+P3 證明:設P1、P2、P3均為≥3的奇素數(shù),那么根據(jù)定理A可知:P3+N=P3+P1+P2, 因為P3為≥3,N≥6,所以奇數(shù)O=(P3+N)≥9,即奇數(shù)O=P1+P2+P3 故:每一個大于等于9的奇數(shù)O都可以表示成三個奇素數(shù)之和。
簡言:O=P1+P2+P3,故推論B得證 至此我們成功的證明了哥德巴赫猜想。作者:崔坤
即墨市瑞達包裝輔料廠 2016-09-14-14-38
第四頁
第五篇:哥德巴赫猜想的證明
猜想1 每個不小于6的偶數(shù)都可以表示為兩個奇素數(shù)之和
猜想2.每個不小于9的奇數(shù)都可以表示為三個奇素數(shù)之和。
證明:
設:m為整數(shù)且≥3;a,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,為整數(shù)且≥1
∵m為整數(shù)且≥3
∴2m為偶數(shù)且≥6
尾數(shù)為1且<121的和數(shù)為:21,51.,81,91,111 共5個
尾數(shù)為1且≥121的和數(shù)可表示為:
①(10a+1)*(10b+1),2m>121
②(10a1+3)*(10b1+7),2m>221
③(10a2+9)*(10b2+9),2m>361
尾數(shù)為3且<143的和數(shù)為:33,63,93,123,133 共5個
尾數(shù)為3且≥143的和數(shù)可表示為:
④(10a3+1)*(10b3+3),2m>143
⑤(10a4+7)*(10b4+9),2m>323
大于0且尾數(shù)為5的整數(shù)除了5,其余皆為和數(shù)
尾數(shù)為7且<187的和數(shù)為:27,,57,77,,87,117,147,177 共7個
尾數(shù)為7且≥187的和數(shù)可表示為:
⑥(10a5+1)*(10b5+7),2m>187
⑦(10a6+3)*(10b6+9),2m>247
尾數(shù)為9且<169的和數(shù)為:9,39,49,69,99,119,129,159 共8個
尾數(shù)為9且≥169的和數(shù)可表示為:
⑧(10a7+1)*(10b7+9),2m>209
⑨(10a8+3)*(10b8+3),2m>169
⑩(10a9+7)*(10b9+7),2m>289
∵a,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,為整數(shù)且≥1
令代數(shù)式①,②,③,……,⑩分別小于2m
則 ab,a1b1,a2b2,……,a9b9分別可以表示:當代數(shù)式①,②,③,……,⑩分別<2m 時,代數(shù)式①,②,③,……,⑩可以表示的數(shù)的個數(shù)
又∵大于等于3且小于2m的奇數(shù)可以求出為 m-1個 ∴ab可表示代數(shù)式①所能表示的數(shù)的個數(shù)與大于于3且小于2m的奇數(shù)的個數(shù)的m?1
比
(10a+1)*(10b+1)<2mab<2m?10a?10b?1100
ab2m?10a?10b?1 ∵12m?10a?10b?1存在極大值 50100(m?1) ∴ab1的極大值為 m?150 m?1個 50∴大于等于3且小于2m的奇數(shù)中,代數(shù)式①能表示的數(shù)最多為 同理可求得,大于等于3且小于2m的奇數(shù)中,代數(shù)式①,②,③,……,⑩能表示的數(shù)最多都為m?1個 50 ∴大于等于3且小于2m的奇數(shù)中,尾數(shù)為1的和數(shù)最多為3(m?1)+5個 50 2(m?1)大于等于3且小于2m的奇數(shù)中,尾數(shù)為3的和數(shù)最多為+5個 50 m?1大于等于3且小于2m的奇數(shù)中,尾數(shù)為5的和數(shù)最多為-1個 5 2(m?1)大于等于3且小于2m的奇數(shù)中,尾數(shù)為7的和數(shù)最多為+7個 50 3(m?1)大于等于3且小于2m的奇數(shù)中,尾數(shù)為9的和數(shù)最多為+8個 50 設p1,p2為正奇數(shù) 則 當m為奇數(shù)時滿足p1+p2=2m的p1,p2共有 ∵當2m≥502時 [m?1-1組 2m?13(m?1)2(m?1)m?12(m?1)-1]-[+5]-[ +5]-[-1]-[ +7] 25050550 3(m?1)-[ +8] 的極小值≥1 50 即,當2m≥502且m為奇數(shù)時至少有1 組p1,p2使猜想1成立 ∴當2m≥502且m為奇數(shù)時猜想1成立 當m為偶數(shù)時滿足p1+p2=2m的p1,p2共有 ∵當2m≥512時 [m-1組 2m3(m?1)2(m?1)m?12(m?1)-1]-[+5]-[ +5]-[-1]-[ +7] 25050550 3(m?1)-[ +8] 的極小值≥1 50 即,當2m≥512且m為奇數(shù)時至少有1 組p1,p2使猜想1成立 ∴當2m≥512且m為偶數(shù)時猜想1成立 ∴當2m≥512時 猜想1成立 當2m≤512時,利用窮舉法,證得,猜想1成立 ∴綜上所述,猜想1成立 ∵大于等于9的偶數(shù)可以表示為 3+大于等于6的偶數(shù) 又∵猜想1成立 ∴猜想2成立 通過總結證明過程可以得出:質數(shù)的個數(shù)與和數(shù)個數(shù)的比值無限接近1:9