注:本论文已获得国家版权若引用部分请注明出处,盗用发表或出版将追究法律责任,我来为大家科普一下关于数学中的杨氏定理?下面希望有你要的答案,我们一起来看看吧!
数学中的杨氏定理
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运用路径扩展排比法对孪生素数哥德巴赫等素数猜想证明
摘要:将各相关联的素数猜想,转化为同一形式的素数猜想等式组。运用路径扩展排比法,证明求解区间必存在符合条件的素数解。依据大数分解趋利法则,可以简单地以初等数学方法给予证明。
关键词:素数猜想等式组 路径扩展排比法 大数分解趋利法则
证明:相邻平方数间必存在至少2个或多个素数
运用路径扩展排比法,证明相邻平方间,≥5的素因子,不足以组成6m 1和6m 2路径上的所有数值。故此区间必存在素数。
设大数值的正整数K与2K之间:
存在6个不同的路径:6m 0,6m 1,6m 2,6m 3,6m 4,6m 5;
本文将原本单一的数段,扩展为6个不同的路径。并对各路径中存在 ≥5 的素因子组合数进行排除比较,称之为路径扩展排比法。
分析各路径≥5的素因子组成合数的情况:
6m 2和6m 4这两个路径上,区间合共最多只能存在1个2的N次方偶合数;
6m 3这个路径上,区间内最多也只能存在1个3的N次方奇合数;
无论K取多大数值,这三个路径在K-2K的区间内,合共最多也只能存在2个上述形式的合数;
6m 0这个路径上,区间内由纯2和3组成的偶合数是有限的,并随着K值的增大,间距呈级数式递增。
故而此区间内的这四个路径中,筛除上述形式的组合数后。余下的均是由K以内,≥5的素因子与(2或3)组成的合数。K取值越大,占有率越高!
此区间内,由≥5的素因子组成的合数必然是有限的。由此显见,这些组合数大量聚集在这四个路径上,必然不能组成6m 1和6m 5上的所有数值。故当K达到一定数值后,K与2K间必存在大于K少于2K的素数!
当K取值渐大,将K与2K间的间距缩短,这六个路径的情况仍然遵循上述规律。因K是任意正整数,故K²等价于K。当达到一定大数值后,K²与(K 1)²之间,必将存在至少1个素数。当K取值达到某一更大数值后,将存在更多素数。依次类推.......
故,对于此类与之关联的素数问题,K取值越大,对求解路径存在素数的因素越有利!(本文暂称为大数分解趋利法则,有了这个重要的法则,一系列素数猜想可运用初等数学方法解决)
经公式推算,当K≥4后,相邻平方间均至少存在2个素数。同时,经实际检验:K=1,2,3时也均成立。另外也实际查验K=100以内的数值,也均成立,且区间素数呈渐增趋势!根据大数分解趋利法则,K取更大的数值也必然成立。故,此猜想得证!
公式推算,后文将详述。下文将运用路径扩展排比法和大数分解趋利法则相结合,证明孪生素数猜想和哥德巴赫猜想成立。
将多个关联的素数猜想转化为同一形式的不等式组
孪生素数表达式为:P1 2=P
若P1,P是素数,则:
P1≠2m 0,3m 0,5m 0,7m 0,11m 0.......pm 0
P≠2m 0,3m 0,5m 0,7m 0,11m 0.......pm 0
若令P受限下列条件,可得到:
孪生素数不等式组
P≠2m 0,3m 0,5m 0,7m 0,11m 0.......pm 0
P≠3m 2,5m 2,7m 2,11m 2......pm 2
相邻2K素数不等式组
P≠2m 0,3m 0,5m 0,7m 0,11m 0.......pm 0
P≠3m 2K,5m 2K,7m 2K,11m 2K......pm 2K
哥德巴赫猜想:等于或大于6的偶数N均可分解为两个素数之和
表达式为:N=P P1
将N逐一除以N平方根以下的奇素数(3,5,7,11......Pm)(大于平方根的素数必定是乘以少于平方根的数,相当于重复了,所以无须取用),并得出各自余数:
N=3m a1 5m a2 7m a3 11m a4 pm ap
更直观表达为
N=3m a1=3 3 3 3 3 3 3... a1
N=5m a2=5 5 5 5 5 5 5... a2
N=7m a3=7 7 7 7 7 7 7... a3
N=pm ap=p p p p p p p.... ap
从上面分解后逐一排列的剩余式组,可以直观地看到:若P的取值为3m a1,5m a2,7m a3,11m a4....pm ap形数,则N-P=P1后,与P对应的P1值将都是3,5,7,11....p,或它们的倍数。
反之,若P≠3m a1,5m a2,7m a3,11m a4....pm ap形数,则N-P=P1,P对应的P1值必定不是3,5,7,11....p,或它们的倍数。
若再令P≠2m 0,3m 0,5m 0,7m 0....Pm 0;则P与P1也都必不是3,5,7,11....p,或它们的倍数。其不等式表达为:
哥德巴赫猜想不等式组
P≠2m 0,3m 0,5m 0,7m 0,11m 0.......pm 0 P≠3m a1,5m a2,7m a3,11m a4......pm ap
将上面两组不等式,经整合后合为一组:
P≠2m 0≠,3m {0,a1}≠5m {0,a2}≠7m {0,a3}.......≠Pm {0,ap}
将上述不等式组转化后,可整合得到同一形式的等式组:
P=2m 1=3m {0,1,2筛去0和a1}=5m {0,1,2,3,4筛去0和a2} =7m {0,1,2,3,4,5,6筛去0和a3}...Pm {0,1,2,3...P-1筛去0和aP}。
孪生素数,2K素数,哥巴猜想等同一形式的等式组(简称素数猜想等式组)
注:
如P=2m 1=3m 1=5m {1,3,4},其组合数为1,13,19,31,43,49....
亦即表示P≠2m 0≠3m {0,2}≠5m {0,2}。13和19是5与5²之间的2个解,所以13,11|19,17各组成一对孪生素数。
本文将2m,3m,5m.....Pm称之为节点;2,3,5,7,11.....依次代表由小到大的素数;m代表倍数,不同节点可取不同的非负整数倍数。下同)
至此可见,这些关联猜想的不等式组和等式组,都是同一形式的式组。不同的是a1,a2,a3.....ap在哥德巴赫猜想中,是各节点的余数;在孪生素数猜想中都等于2,在相邻2K的素数猜想中都等于2K。
去猜想化:由各猜想转化成素数猜想等式组后,证明的重点是a1,a2.....ap取不同数值的情况下,符合条件的求解区间,是否存在猜想中所要的解的数量。这个问题得证,则与之关联的猜想成立。所以本文将主要围绕式组进行论证。去猜想化后,这将是一个初等数学方面的问题。为方便论证,下文将以X代替P。
分析完整闭环的组成特性
将2x3x5x7x11.....这类连续递增素数乘积的式,暂时称之为完整闭环。
第一层闭环是:2x3,为更直接表述,称之为闭环3;
闭环5是:2x3x5(由5个闭环3组成);
闭环7是:2x3x5x7(由7个闭环5组成);
闭环7乘以下一个素数Pm,组成闭环Pm................以此类推。
相同连续递增素数乘积的闭环,称之为同一层级闭环。它们首尾相连,形成无限重复的循环数段。多个同一层级的完整小闭环组成大一级的中闭环,多个完整的中闭环组成更大的闭环.........
计算完整闭环中剩余数f(Z)的筛留比率公式
通过下面的筛留公式,可准确无误地计算出各完整闭环内,在2m,3m, 5m.....这些节点上,筛去1个或2个数值后,剩余数的数量。并可以粗略地了解其对各猜想产生的影响。
本文将各节点要筛去的组合数简称为(N),剩余数简称为(Z)。它们的数量分别表示为:f(N),f(Z)。
各节点筛去1个或2个数值的筛留率
筛去个数 筛留率
2m {筛去1个} 1/2
3m {,筛去1个或2个} 1/3或2/3
5m {筛去1个或2个} 3/5或4/5
7m {筛去1个或2个} 5/7或6/7
Pm {筛去1个或2个} P-2/P或P-1/P
根据筛留率可准确无误地计算出各完整闭环f(Z)
各节点都筛去1个数值的f(Z):
f(Z)=(2-1)*(3-1)*(5-1)*(7-1).....*(ap-1)
2m节点筛去1个数值,其余节点筛去2个数值的f(Z):
f(Z)=(2-1)*(3-2)*(5-2)*(7-2).....*(ap-2)
其它情况,可根据筛留率,均可计算其在完整闭环内的f(Z);
从上面的过程和结果可知:
1. 在筛除条件相同的情况下,各同层级的完整闭环的f(Z),都分别是相等的。它们首尾相连,形成无限重复的循环数段(定理一)。
2. 素因子越小的节点,对筛留公式的f(Z)影响越大(定理二)。
了解闭环的这些特性,尤其是通过筛留公式,可以准确地计算出某层级完整闭环的f(Z),暂时不需要在重叠问题上作过多思考。
证明:当达到某数值后,Pm与2Pm间必存在至少2对孪生素数。
运用路径扩展排比法,将2m,3m这个两个节点的限制解除,便可扩展到6个不同的路径:6m 0,6m 1,6m 2,6m 3,6m 4,6m 5;
若Pm大于5,即筛去5m {0,2}.....Pm {0,2}。
先分析Pm-2Pm之间的奇数部分情况:
在6m 3这个路径上,如若能留下的剩余数(Z),将一定不是5m {0,2}......Pm{0,2} 所组合成的数值。所以只能由纯3数值组成,亦即3的N方数。这些数成次方式递增,后面的间距将越来越大。在Pm与2Pm之间,最多不超过1个。无论Pm的值多大,都是这样!
6m 5=(6m 3) 2,所以也会随之被筛去。这个路径上,如若能留下的剩余数(Z),也一定不是5m {0,2}......Pm{0,2} 所组合成的数值,且最大不超过1个。无论Pm的值多大,都是这样!
所以,在Pm与2Pm的区间内:6m 3和6m 5这两个路径,各自的f(Z),最多只能是1个,合共2个!
再分析偶数部分:
同理,此区间6m 2和6m 4这两个路径,也只有2的N次方数才有可能留下。因Pm与2Pm之间最多只能有1个2的N次方偶数,故这两个路径总共也不会超过1个(Z)。
6m 0这路径,因为6m 0=6m 6=(6m 4) 2,所以也只能当6m 4是2的N次方数才能留下1个(Z)!
故此区间内的这5个路径,总的f(Z)最多也只能有4个!
无论Pm取多大的数值,在Pm与2Pm之间,这5个路径的f(Z),最多不超过4个!即5m {0,2},7m {0,2},11m {0,2}.....的组合数,绝大多数都聚集在这5个路径上。根据抽屉原理,这些有限的组合数,越大比例地聚集在这5条路径上,则造成余下6m 1路径的空缺越多!
所以,当Pm达到一定数值后,在Pm与2Pm之间,6m 1这个路径的f(Z)总是优先占据多数的!也就是说,此区间内存在孪生素数是必然的!
若以大闭环平均的筛留比率(后文会补充说明)进行推算,当Pm取11时:
1/2*1/3*3/5*5/7*9/11=0.05844
设f(X)=2 2/0.058=34 求得:K=34
注:若Pm取7,因为数值过小,推算结果将出现虚高。故此猜想中取11作为最小推算值。
即:K取等于大于34的任意整数,K与2K之间必存在至少2对孪生素数。
经对实际查验,当K等于大于31后,K与2K间均存在至少2对孪生素数。并对K取10000以内的数值进行查验,全部都成立,且f(X)呈渐增趋势!根据大数分解趋利法则,N取更大的数值也必然成立。故,孪生素数猜想成立!
结论:K取等于或大于31后,K-2K间必存在2对孪生素数 。
本文将上面的推算公式简称为筛留公式。对于其它相邻2K素数,即a1....ap等于2K值,也可根据上述论证确定不同的Pm值(略)。
哥德巴赫猜想,2-2P之间必存在1个解(P为求解值N的平方根内最大素数)
哥巴猜想中的a1....ap是任意值,这跟孪生素数a1.....ap值都等于2有相同处也有不同处(简述)。
根据路径扩展排比法,将2m和3m节点解除,在Pm与2Pm之间探讨:
6m 2和6m 4,6m 3这3个路径,同样都必须是2(或3)的N次方数才有可能留下。所以这三个路径的f(Z)总共最多不会超过2个!
6m 0这条路径,也只能是纯2和3组合成的数才有可能留下,随着数值增大间距也会越来越大。
在大数值区间内,6m 1与6m 5这两个路径的f(Z)会相对比较接近平均(暂时忽略误差不计,后文会补充说明)。所以这两个路径的f(Z),也总是能优先占据此区间的多数。
与孪生素数猜想不同之处,在哥德巴赫猜想中,Pm及Pm以内的奇素因子,也可列入在实际解组中,故将其取值范围扩展至2-2Pm。
N取大于3²,最小数值10=3m 1 故X≠2m 0≠3m 0≠3m 1。在2与3²间的数值:3*3-2-1=6。
故根据筛留公式推算:
f(X)=1/2*1/3*6=1 等式组合求得的解是:5
实际的解组是:5 5=10 3 7=10。
经验算N取6=3 3,8=3 5。其中3在2与2*2之间,均符合要求。并对N取10000以内的数值进行查验,全部皆成立!且f(X)呈渐增趋势!根据大数分解趋利法则,N取更大的数值也必然成立。故,哥德巴赫猜想成立!
结论:在哥德巴赫猜想中,求解合数N的平方根内最大的素数P,在2-2P之间必存在1个解!
另外,对于N含有3素因子的情况下,估计在达到一定的大数值下,其解中必可以组成至少一对孪生素数(这个想法也可运用公式进行推算,略)。
证明:相邻平方数间必存在至少2个或多个素数
本文开篇已证明此猜想成立,故略。
根据筛留公式推算:1/2*2/3*4/5*=0.26666
设f(X)=2 2/0.2666=7.5 5²-4²-1=8 大于7.5 即K=4
经公式推算,当K≥4后,相邻平方间均至少存在2个素数。同时,经实际检验:K=1,2,3时也均成立。另外也实际查验K=100以内的数值,也均成立,且区间素数呈渐增趋势!根据大数分解趋利法则,K取更大的数值也必然成立。故,此猜想得证!
证明:K²与(K² K)之间必存在至少1个或多个素数(1除外)
证明过程跟相邻平方间存在素数猜想一致,故略。
根据筛留公式推算:1/2*2/3*4/5*=0.26666
设f(X)=1 1/0.2666=3.75 (5² 5)-5²-1=4,大于3.75 即K=5
经公式推算,当K≥5后,5²与(5² 5)间存在29这个素数。经实际查验,K=2,3,4时也均成立。另外也实际查验K=100以内的数值也均成立,且f(X)呈渐增趋势。根据大数分解趋利法则,K取更大的数值也必然成立。故,该猜想也成立!
论证:素数间的最大间距的趋向性
根据大数分解趋利法则,当P越大时,P与2P之间,6m {0,2,3,4}这4个路径,占据由P以下≥5 的素因子组合数(N)的份额越高。也就说,会造成6m 1和6m 5这两个路径的空位越多。也即大于P少于2P区间的素数数量越多!
若设一个点P2在P与2P之间,P2代表P之后的素数:根据大数分解趋利法则,P所处的层级越大,(P与P2点之间的间距)与P的比例:(P2-P)/P的比值将渐趋小。即在宏观层面上,素数间的最大间距,与素数大小成反比。
在小数值下,会因为某些特殊的情况,存在个别的例外。但在大数值下,两素数的间距比例将逐渐趋小。故而,在P与(P P的平方根内),或P与(P P的N次方根内).....只要数值足够大,以上猜想均能成立。
至此,上述猜想均证明成立!运用路径扩展排比法和大数分解趋利法则,简单明了地给出了证明的过程。
下文将以传统的方法,简单论证素数猜想等式组中,a1,a2.....ap取任意非负整数值时,pm与pm²间都至少存在1个解。若此证明成立:
则哥德巴赫,孪生素数,2K素数等众多素数猜想均成立。
附:
对于哥德巴赫猜想,因N的取值决定a1,a2,a3......ap的数值,故能证明式组中,筛去0和任意a1...ap值都成立时,也反证了N取所有大于或等于6的偶数都成立;
对于间距为任意2K的素数,若2K取大值,则Pm值也可取足够大的数值。因Pm值可以取无限大,故证明当达到此某一Pm值后,式组均有解的情况下,也能证明任意相邻2K素数无穷多。
在大数范围下,保底闭环的功能和特性。
一个大的完整闭环,是由众多中小闭环所组成。当Pm取值较大时,1-Pm²段内,必定会包含着一个或多个完整的中小闭环。随着Pm取值不断增大,其包含的闭环层级也将增大。本文将这些闭环称之为保底闭环。
以Pm取179为例,在1-179²之间,包含着一个完整的保底闭环13。若以闭环13为一个分区,即1-30030。大闭环179可分为179...*19*17个相同数值的分区。
据前文所知,各区间保底闭环13的f(Z)是相等的。小因子节点部分,相比大因子节点部分,对区间总的剩余数数量影响更大。这免去了在小因子部分重叠的烦恼,也确保小因子部分互筛后的f(Z)相同。在这个基础上,将第一区间与其它区间进行分析比较:
若假设第一区间f(Z)=0的话,将会引发179*...19*17个与之相应的区段,出现f(Z)数量下沉的情况。因大闭环总的f(Z)是恒定不变的,这必然需要某少数区间的f(Z)大幅度上升,造成第一区间与这些区间的f(Z)差距进一步扩大。
素因子越大的节点,对筛留占比的影响越趋微弱。在有了共同保底闭环的基础下,各区间最终的剩余数数量,上下浮动的幅度必然是有限的!
所以,综合上述依据。无论a1....ap取任何值,要使得某一区间的f(Z)数量,远大于第一区间的f(Z)数量,结论是不成立的!
故而,素数猜想式组在Pm与Pm²,不存在解的假设不成立!
对筛留公式取大闭环平均值进行推算的补充说明:
在第一区间,自179 ap后,各大因子的节点逐一与闭环13进行筛除时,只需要从其平方数开始筛起。但余下区间都必须从该区的始端逐一去筛。所以第一区间的f(Z)的占比率,在数理依据上,应高于大闭环平均的占比率。
故前文在各猜想中,筛留公式取大闭环的平均值推算得出的值,经实际验证均能成立,这也佐证了这一依据。并且对大于推算值后相当多的数值,逐一进行实际验证,其区间的解的f(X),随数值增大而呈渐增趋势。故筛留公式取大闭环的平均值是合理和简便的。
运用路径扩展法,可以更直观地得以证明式组必存在解。
把2m和3m的节点解除限制。从原来只能感观到单一路径的f(Z),将会扩展成6个不同路径,这6个路径分别是:6m 0,6m 1,6m 2,6m 3,6m 4,6m 5;
以a1....ap都等于2为例,列举闭环7以内,筛去5m {0,2},7m {0,2}后,各路径f(Z)的实际数值:
6m 1=1,13,19,31,43,61,73,103,109,139,151,169,181,193,199 210不断循环6m 3=3,33,39,69,81,99,111,123,129,141,153,159,171,183,201 210不断循环6m 5=11,29,41,53,59,71,83,89,101,113,131,143,173,179,209 210不断循环6m 0=6,18,24,36,48,54,66,78,96,108,138,144,174,186,204 210不断循环6m 2=8,26,38,68,74,104,116,134,146,158,164,176,188,194,206 210不断循环
6m 4=4,34,46,64,76,88,94,106,118,124,136,148,166,178,208 210不断循环
从上面的数值可以看到:这6个路径的数值都是筛去5m {0,2},7m {0,2} 后剩余的数值。从单一的路径f(Z)=15个,扩展后增加到6*15=90个。
它们各自(Z)的数值不同,但f(Z)相同。它们先后出现的次序不同,但相互呈规律性间距分布,交错增大,不断循环。
依此原理,再回顾前文的举例:原保底闭环13的单一路径f(Z)=(2-1)*(3-2)*(5-2)*(7-2)*(11-2)*(13-2)=1485个,扩展后增加到6*1485个。它们都不是5m {0,a1}....13m {0,a2} 的组合数。
各个节点,无论a..ap值是多少,{17m a与2*17m a}...{Pm ap于2Pm ap};总是以该节点的素因子为一间距,彼此互素。在第一区间内,它们必须会以乘以(1,2,3,4,5,6)(7,8,9,10,11,12)......这样的次序运算。每6次的运算中,其各自组合成的数值,总是会依次组成6个路径上的不同数值,不断增大,却又重复循环。逐一地与这6个路径的(N)重叠,将各路径的(Z)筛除!故而不用复杂的计算,便能非常直观地感知:
虽然会因起点的次序不同,各路径被筛除的f(Z)不会一致性地相等。但必不可能选择性地将任何一路径的(Z)数值都筛尽!因为若某一路径f(Z)=0,则表示其它路径的f(Z)也不会多!这样的话,相当于第一区间几乎所有的数值,都将由5m {0,a1}.....Pm {0,ap} 组成!
(在6m 1和6m 5这两个路径上,除了≥5的组合数外,则必然是素数。这也解析了前文在哥德巴赫推算中,可以暂时忽略两路径的误差因素)
很显然,在一个大数值的区间内,这必然是不可能的!随着Pm的增大,保底闭环也将随之增大,所以当Pm取大于179后,道理也是一致的!
故而,不用复杂的计算,也能从数理分析上,得以证明此区间必存在解!
附:
因Pm可以无限增大,所以只需因应2K取值的大小,Pm达到一定值后,Pm与Pm²间都必有解。故而相邻2K素数无穷多的猜想也成立。
式组各节点不仅限于筛去0,故可结合分解法求证其它非素数问题。
各节点筛去2个或多个任意值(在可行的情况下),对于连续2K素数,连续孪生素数猜想,均可代入式组给予证明成立与否。因为随着Pm的不断增大,5m,7m......等节点,也可以通过扩展路径法获得更多路径的(Z)和(N)值!扩展后可以很直观地得到证明!
附:ap取值对各猜想的解f(X)的影响(取大数分析)
经上文对路径扩展后的分析可知,各节点间的(N)和(Z)将较为均等地重叠和互筛,虽然实际上肯定不会均等一致。但对于数值越大,节点越多的闭环,会越趋向平均。其各区间的筛留率也会与完整闭环渐近。
依此,可以通过筛留公式,简便地估算出区间内剩余数的数量f(Z)。
在哥德巴赫猜想中要求解的N值,如果是3的倍数和不是3的倍数作比较,若是3的倍数,则3m这个节点只需筛去0即可,也就是乘以2/3。而非3倍数,则乘以1/3,这个节点相差一倍。同理在5m处,是{4/5与3/5},7m处是{6/7与5/7}.....
故而哥德巴赫猜想,其解的数量f(X)和比例,将受N的取值所含有的奇素数因子大小,和奇素数的数量多与少影响(若有疑问,可取相邻的N值逐一考证,N值越大越准确,此处略)(哥巴猜想估值法则)。
同理,在2K和孪生素数猜想中,在Pm与Pm²间解的数量比例,将受2k的取值所含有的奇素数因子大小,和奇素数的数量多与少影响(2K素数估值法则)。
简单举例(随机):在13与13平方之间,取2K=2,4,6进行比较:
孪生素数a1,a2,a3,a4均为2,用筛留公式估算:
f(X)=1/2*1/3*3/5*5/7*9/11*155*155≈9.06个 若乘上11/13,则f(X)≈8.12
实际:17,19|29,31|41,43|59,61|71,73|101,103|107,109|137,139|149,151 共9个(因13是被筛数,故而11,13不列入实际统计)
4生素数 即P1-P2=4, 3m {筛去0,1},5m {筛去0和4},其余节点都是筛去0和4。
f(X)=1/2*1/3*3/5*5/7*9/11*155≈9.06个 若乘上11/13,则f(X)≈8.12
实际:19,23|37,41|43,47|67,71|79,83|97,101|103,107|109,113|127,131|
163,167| 共10个
6生素数 即P1-P2=6, 3m {筛去0},5m {筛去0和1},其余节点都是筛去0和6。
f(X)=1/2*2/3*3/5*5/7*9/11*155≈18.12个 若乘上11/13,则f(X)≈16.24
实际17,23|23,29|31,37|37,43|41,47|47,53|53,59|61,67|67,73|73,79|
83,89|97,103|101,107|103,109|107,113|131,137|151,157|157,163 共18个
根据估算原理,当N取30,210...的解的比例将会更高。但若随着N值增大,那么Pm与Pm²要足够大才能具备合理性比较。
对于连续2K生素数,连续孪生素数等存在P1,P2,P3,P4....的类型猜想,可参考两大猜想的转化过程,一样可以转化为素数猜想等式组进行估值(略)
注:本文估算公式只是粗略估算,并非精准细致。当Pm取值增大,各猜想在Pm与Pm平方间的解的数量f(X),也必然会随之增大发散的(代入公式即可,略)。
特殊情况:一般情况下,因以0为起点的区域,筛去的数值组合重叠率,会高于完整闭环的平均值,故而估算结果会略少于实际结果。
但有如下特殊情况:
1. 完整闭环的数值过少,或选取的区段数值过少,导致估算值与实际值的准确率误差较大(这个没有固定值,需因应不同的猜想而定);
2. 区段的终点刚好是(准X)的真空段和密集段交界点,也会对估算的准确率产生一定影响(但随着Pm值的增大,这方面的影响随之降低);
3. 在Pm取不那么大的数值时,公式没有计算最大节点Pm的筛留占比率,可能会造成估算结果比实际结果略大。比如前面举例Pm=13,因为没有超过13²。在左边的估算公式中没有乘上11/13。但11²与13²之间的间距,占估算区间的比例较大,所以造成估算结果比实际结果略大。右边乘上11/13后,都比实际结果少。这点会随着Pm值的增大到一定值后,估算结果都会少于实际结果(这是第一区间重叠率比大闭环的平均率高的原因)。
对于哥巴猜想与孪生素数不同的情况,举实例N=32说明:
32=3m 2,5m 2。故X≠2m 0,3m {0,2},5m {0,2}。
f(X)=1/2*1/3*3/5*25≈2.5个 筛留结果分别是:13,19,31 共3个解。
实际f(X)分别是:3,13,19,29 共4个解。
1.解值13与19相对应,故而两个解组成1组解(与孪生素数不同)。
2.解值31与1相对应,但因为1不是素数,所以在实际中不列入解;
3.另外,实际中还有1组解是:3与29。但因为在等式组中筛去了(3m 0),故而(3m 2)也被筛去了。所以3和29不会出现在等式组的结果中。
综合哥德巴赫与孪生素数的特殊性:
孪生素数的Pm取值可以取无穷大,所以无需估算Pm前被筛去的部分,只估算Pm与Pm²的即可。
而哥德巴赫的解之中,在小于Pm的奇素数作为被筛数的,例如式中3这个数值,也有可能是其中一个解。所以哥巴猜想的估算范围,扩展至:2-Pm²之间更为合适。并将Pm及以内符合实际解组的素因子,列入在附加结果内。虽然这样会重复计算了,但在大数值下,(2-2Pm之间)与Pm²相比较,是微不足道的。
根据上面分析,于是N=32的估算公式和结果为:
f(X)=1/2*1/3*3/5*(31)≈3.1个 筛留结果分别是:1,13,19,31 共4个,
除去1不是素数(但公式的组合里含1,估算是没错的)。
总结:
本文通过转换得到了适用于众多素数问题的素数猜想等式组合,可以去猜想化进行数理分析。同时提出了具有扩展功能的路径扩展法,把纠缠不清的重叠路径,分解成多条独立的路径,将复杂问题清晰化。
而通过路径扩展排比法,将2和3分离出后,对各路径≥5的素因子组合得以进行排除比较,得到重要的大数分解趋利法则!排除其它路径而优待求解路径。令一些细致化的素数猜想,以初等数学的方法也得以证明成立!
叶玉田
2022-06-13
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