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孪生素数猜想证明简述

已有 9157 次阅读 2018-1-9 10:37 |个人分类:我的论文|系统分类:论文交流| 数学, 孪生素数, 数论, 级数, 数列

一:逻辑证明(最简单,但逻辑思维要求高)

根据素数新定义:从祖素数2开始,素数倍数后不连续的数即为素数。

易知素数除了2以外全是奇数,所以在奇数数轴上研究素数会有奇效。

奇数数轴:3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31......,无数对相差为2(相连)的数;

假设只有3为素数,去掉其倍数后数轴变为:3,5,7,11,13,17,19,23,25,29,31......,只少了一点,但依旧有无穷对素数相差2;

添加5为素数,去掉其倍数后数轴变为3,5,7,11,13,17,19,23,29,31......,少的更少,剩下相差为2的素数对肯定是无穷多;等等;

如此可以无穷下去,但少的越来越少,而且剩余差值为2的素数对肯定是无穷多。

所以孪生素数肯定是无穷多的。一目了然!!!
当然也很容易看出,P和P+2k的素数对也是无穷多的(波利尼亚克猜想成立)。

(参考文献:奇数轴中素数量与合数宽度的研究)

二:公式证明(难度极大)

在上述的逻辑证明中,我们若将奇数数轴设为单位1;

则3的倍数占比为:1/3

5的倍数占比为:1/5-1/15

7的倍数占比为:1/7-1/21-1/35+1/105

等等,最后可得到孪生素数在奇数中的占比(LiKe级数公式)约为:

1-1/3-(1/5-1/15)-(1/7-1/21-1/35+1/105)-(1/11-1/3*11-1/5*11-...+...)-...

=1-1/3-1/5-1/7-......-1/p+1/15+1/21+......+1/pq-1/105-1/165-......-1/pqr+...-...

=1-1/P+1/pq-1/pqr+…±∑1/P                        1

(式中所有素数为奇素数,分母为偶数个素数积时取和,为奇数时取差)

关于该新颖级数的求和不在此演示。不过它是发散的(其值应该不为0),该级数本身足以说明了孪生素数的无穷多。

(参考文献:奇数轴中素数量与合数宽度的研究)

三:等价证明

针对级数公式求解的复杂性,很多人也许看不出端倪。至此我们可以通过等价的原理加以诠释:

将整数数轴:2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,......中整数个数设为单位1;

根据素数新定义

则2的倍数占比为:1/2

3的倍数占比为:1/3-1/6

5的倍数占比为:1/5-1/10-1/15+1/30

等等,最后可得到素数在整数中的占比约为:

1-1/2-(1/3-1/6)-(1/5-1/10-1/15+1/30)-(1/7-1/2*7-1/3*7-...+…)-…

=1-1/2-1/3-1/5-......-1/p+1/6+1/10+1/15+......+1/pq-1/30-1/42-......-1/pqr+...-...

=1-1/P+1/pq-1/pqr+…±∑1/P                        2

(式中分母为偶数个素数积时取和,为奇数时取差)

公式(2)的趋势与(1)完全一致,且素数无穷多早被证明,所以孪生素数肯定是无穷多的(公式也许存瑕疵但相似性无法掩盖)

(参考文献: LiKe矩阵及其行封闭性研究)

具体思路构想及证明逻辑参见下图:

孪生素数猜想证明逻辑图




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