哥德巴赫猜想——困扰数学家几百年的难题

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)
第三步: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,
这也就同步证明了每个大于等于6的偶数都是两个奇素数之和
即与“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Qk+2=3+qk1+qk2+2=5+qk1+qk2=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]
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双筛法的概念定义:
【双筛法】的概念定义:
首先获得<N^1/2的素数集合P,然后用集合P里的这些素数元素进行:
第一筛:从区间[1,N]上的N个自然数中,依次筛去素数 P的倍数 nP;
第二筛:再从间[N,1]上的N个自然数中,依次筛去素数 P 的倍数 nP ;
这样得到了关于N/2对称分布的剩余素数的方法。
根据素数定理,我们至少能得到:[N/(lnN)^2]个剩余素数,
即至少有[N/(lnN)^2]个哥猜数,也就是r2(N)≥[N/(lnN)^2]个哥猜数。
r2(N)≥[N/(lnN)^2]的推导:
根据双筛法及素数定理可进一步推得:r2(N)=(N/2)∏mr≥[ N/(lnN)^2 ]≥1
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}
显然N=A+B
根据埃氏筛法获得奇素数集合{Pr}:{1,3,5,…,Pr},Pr<√N,
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:将余下的互逆数列再用5双筛后得到真实剩余比m2
第3步:将余下的互逆数列再用7双筛后得到真实剩余比m3
…
依次类推到:第r步:将余下的互逆数列再用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
分析双筛法r2(N)的下限值:
第一步:先对A数列筛选,根据素数定理,
A中至少有[N/lnN ]≥1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 ,
则根据乘法原理由此推得共轭数列AB中至少有:r2(N)≥[N/(lnN)^2]≥1个奇素数
这里是逻辑分析给出的:r2(N)≥[N/(lnN)^2]
【解析】
第一步:得出真值公式:r2(N)=(N/2)*m1*m2*m3*…*mr
第二步:对真值公式进行逻辑分析得到:r2(N)≥[N/(lnN)^2]