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两种方法证明哥德巴赫猜想

2021-11-07 15:19 作者:老顽童崔坤  | 我要投稿

第一种:最小三素数法

每个大于等于9的奇数都是3+两个奇素数之和       

                                崔坤

中国青岛即墨,266200,E-mail:cwkzq@126.com

摘要: 数学家刘建亚在《哥德巴赫猜想与潘承洞》中说:“我们可以把这个问题反过来思考, 已知奇数N可以表成三个素数之和, 假如又能证明这三个素数中有一个非常小,譬如说第一个素数可以总取3, 那么我们也就证明了偶数的哥德巴赫猜想。”, 直到2013年才有秘鲁数学家哈罗德贺欧夫格特彻底证明了三素数定理。

关键词:三素数定理,奇素数,加法交换律结合律

中图分类号:O156     文献标识码: A

证明:

根据2013年秘鲁数学家哈罗德·贺欧夫格特已经彻底地证明了的三素数定理:

 每个大于等于9的奇数都是三个奇素数之和,每个奇素数都可以重复使用。

 它用下列公式表示:Q是每个≥9的奇数,奇素数:q1≥3,q2≥3,q3≥3,

则Q=q1+q2+q3 根据加法交换律结合律,不妨设:q1≥q2≥q3≥3,

 则Q-3=q1+q2+q3-3 显见:有且仅有q3=3时,Q-3=q1+q2,否则,奇数9,11,13都是三素数定理的反例。

 即每个大于等于6的偶数都是两个奇素数之和

推论Q=3+q1+q2,即每个大于等于9的奇数都是3+两个奇素数之和。

我们运用数学归纳法做如下证明:

给出首项为9,公差为2的等差数列:Qn=7+2n:{9,11,13,15,17,.....}

Q1= 9

Q2= 11

Q3= 13

Q4= 15

.......

Qn=7+2n=3+q1+q2,(其中奇素数q1≥q2≥3,奇数Qn≥9,n为正整数)

数学归纳法:

第一步:当n=1时 ,Q1=9 时 ,Q1=9=3+q1+q2=3+3+3成立

第二步:假设 :n=k时,Qk=3+qk1+qk2成立,奇素数:qk1≥3,qk2≥3

当n=k+1时,Q(k+1)=Qk+2=3+qk1+qk2+2,

此时有且仅有2种情况:

A情况:qk1+2不为素数或者qk2+2不为素数时,Qk+2=Q(k+1)=5+qk1+qk2

即每个大于等于11的奇数都是5+两个奇素数之和,

而这个结论与“每个大于等于9的奇数都是3+两个奇素数之和”是等价的

即3+qk1+qk2+2=3+qk3+qk4,奇素数:qk3≥3,qk4≥3

B情况:

(1)若qk1+2为qk1的孪生素数P,

则:Qk+2=3+P+qk2,即每个大于等于11的奇数都是3+两个奇素数之和

(2) 若qk2+2为qk2的孪生素数P”,

则:Qk+2=3+P”+qk1,即每个大于等于11的奇数都是3+两个奇素数之和

综上所述,对于任意正整数n命题均成立,即:每个大于等于9的奇数都是3+两个奇素数之和

结论:每个大于等于9的奇数都是3+两个奇素数之和,Q=3+q1+q2,(奇素数q1≥q2≥3,奇数Q≥9)

 

参考文献:

[1] Major Arcs for Goldbach's Theorem. Arxiv [Reference date 2013-12-18]

[2] Minor arcs for Goldbach's problem.Arxiv [Reference date 2013-12-18]

第二种:运用双筛法证明哥德巴赫猜想

《运用双筛法证明: 每个大于等于 6 的偶数都是 2 个奇素数之和》

原创作者:崔坤

中国青岛,266200,E-mail:cwkzq@126.com

摘要:根据古老的埃氏筛法推出双筛法,对所得真值公式:

r2(N)=(N/2)∏mr 进行下限值估计,

从而证明了 r2(N)≧[N/(lnN)^2],即证明了每个大于等于 6 的偶数都是 2 个奇素数之和

关键词:埃氏筛法,双筛法,素数定理,共轭数列,真实剩余比

Cuikun

Qingdao,China,266200, E-mail:cwkzq@126.com

The double screen method is used to prove that:

Every even number greater than or equal to 6 is the sum of two odd primes

Abstract: the double sieve method is derived from the ancient Ehrlich sieve method,

and the lower limit of the truth formula: r2 (N) = (N / 2) Πmr is estimated. It is

proved that r2 (N) ≥ [N / (lnN) ^ 2],

That is, it is proved that every even number greater than or equal to 6 is the sum of

two odd primes

Key words: Ehrlich sieve method, double sieve method, prime theorem, conjugate

sequence,True residual ratio

证明:

对于共轭互逆数列A、B:

A:{1,3,5,7,9,……,(N-1)}

B:{(N-1),……,9,7,5,3,1}

双筛法的步骤:

首先给出:偶数N=2n+4,建立如下互逆数列:

首项为1,末项为N-1,公差为2的等差数列A

再给出首项为N-1,末项为1,公差为-2的等差数列B

显然N=A+B

根据埃氏筛法获得奇素数集合P:

{1,3,5,…,Pr},Pr<N^1/2,

为了获得偶数N的(1+1)表法数,按照双筛法进行分步操作:

第1步:将互逆数列用3双筛后得到真实剩余比m1

第2步:将余下的互逆数列用5双筛后得到真实剩余比m2

第3步:将余下的互逆数列用7双筛后得到真实剩余比m3

依次类推到:

第r步:将余下的互逆数列用Pr双筛后得到真实剩余比mr

这样就完成了对偶数N的求双筛法(1+1)表法数,根据乘法原理有:

r2(N)=(N/2)*m1*m2*m3*…*mr

即r2(N)=(N/2)∏mr

例如:

[√70]=8,{Pr}={1,3,5,7},

3|/70,m1=13/35

5|70, m2=10/13

7|70, m3=10/10

根据真值公式得:

r2(70)

=(70/2)*m1*m2*m3

=35*13/35*10/13*10/10

=10

r2(70)=10

分析双筛法的逻辑和r2(N)下限值:

双筛法本质上第一步:先对A数列筛选,根据素数定理,A中至少有[N/lnN]个奇素数,

即此时的共轭互逆数列AB中至少有[N/lnN]个奇素数

第二步:再对B数列进行筛选,

筛子是相同的1/lnN

由此推得共轭数列AB中至少有:

r2(N)≥[N/(lnN)^2]个奇素数。

例如:70

第一步:先对A数列筛选,

A中至少有[N/lnN]=[70/ln70]=16个奇素数,

π(70)=19,

即此时的共轭互逆数列AB中至少有:

[N/lnN]=[70/ln70]=16个奇素数。

第二步:再对B数列进行筛选,筛子是相同的1/ln70,由此推得共轭数列AB中至少有:

r2(70)≥[70/(ln70)^2]=3个奇素数,

r2(70)=10

不难看出所给的数列一共有3个,

第一个是A数列,其中至少有N/lnN个奇素数;

第二个是与A共轭的B数列,其中至少有[N/lnN]个奇素数;

第三个是AB数列,其中至少有2[N/lnN]个奇素数。

结论:

r2(N)≥[N/(lnN)^2]个奇素数。

参考文献:

[1]华罗庚,《数论导引》,科学出版社,1957-07

[2]王元,《谈谈素数》,哈尔滨工业大学出版社,2011-3

[3]李文林,《数学瑰宝——历史文献精选》,科学出版社,1998 年,第 368 页


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