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孪生素数,2K素数,哥德巴赫,相邻平方数猜想等统一证明

东莞叶家 84

前言:

此刻你们对“c编程验证哥德巴赫猜想任何大于6的偶数”大概比较着重,我们都需要了解一些“c编程验证哥德巴赫猜想任何大于6的偶数”的相关资讯。那么小编也在网络上汇集了一些关于“c编程验证哥德巴赫猜想任何大于6的偶数””的相关知识,希望我们能喜欢,你们快快来了解一下吧!

简述:相邻平方数间必存在至少2个或以上素数

先感谢各位关注!

因我运用特殊的分解法,和一个通用的式组,证明了孪生素数和哥德巴赫等一系列素数方面的猜想。它们之间的理据是贯通的,但整篇论文较长,所以先将这个猜想作为开篇,简述证明的重点(完整论文将有详述)。

设一整数K,在K与2K之间,运用分解法分成6条不同的路径:

它们分别是:6m+{0,1,2,3,4,5,6}

奇数部分:6m+3的路径中,除了纯3组成的数值外,必是3乘5或以上素因子组成的数值。纯3组成的数值,即3的N次方数,呈次方式递增。无论K值多大,K-2K间必最多只能存在1个!

偶数部分:6m+2和6m+4两个路径上,除了纯2组成的数值外,必是2乘5或以上素因子组成的数值。纯2组成的数值,即2的N次方数,呈次方式递增。这两条路径只能合共存在1个!

也就是说,在这3条路径上,无论K值取多大,K与2K之间,最多只能存在1个3的N次方,和1个2的N次方数,其余的都是与5或以上素因子组成的数值。

同理,6m+0这个路径上,由纯2和3组成的数值,也会呈级数式增大,越来越稀少。

所以K值越大,由5及以上素因子的组合数,将越大比例地聚集在这4条路径上。而令其出现在6m+1和6m+5这两条路径的比例就越小。5及以上的组合数是有限的,故而随着K值增大,此区间的素数也会相应增多。

将K与2K之间的间距缩短,上述6条路径的情况也是一样的。因而,当K达到一定大数值后,K的平方与(K+1)的平方间必存在至少1个素数。当K取值达到某一更大数值后,将存在更多素数(这点在整篇论文里有充分论证)。依次类推....

根据估算公式推算:1/2*2/3*4/5*=0.26666

设f(X)=2 2/0.2666=7.5 25-16-1=8,大于7.5

大于5的平方后,相邻平方数的间距逐渐增大,区段内6m+0的组合数出现的频率逐渐减少。经实际验算,1与4之间存在2和3两个素数。4与9之间存在5和7两个素数,及100的平方以内其它数值也均成立,且呈渐增情况。根据大数趋利法则,越大的区间越有利于f(X)的解。故而,该猜想成立!

注:

*推算公式在后文中会有详细论述;

*N的平方与(N的平方+N)之间必存在素数的猜想,也等价成立;

*论文其余部分,在证明哥德巴赫猜想成立的前提下。通过公式推算出:在2-2P之间必存在1个解(P为求解合数N的平方根内最大素数)

*在证明孪生素数成立的前提下,通过公式推算出:K等于或大于31后,K-2K之间必存在2对孪生素数;

*哥德巴赫猜想的解的数量比值,将与求解数值N中含的奇素因子大小和数量影响;孪生素数和相邻2K素数的解的数量比值,取决于2K的数值,同样受所含奇素因子大小和数量影响;

*连续相邻2K素数及连续孪生素数,在符合制约条件外,也存在无穷多;

如下是完整论文

2K素数孪生素数及哥德巴赫等众多素数猜想统一证明

本文非常精简。将各猜想转化为同一形式不等式组和等式组后,运用一个简易大数分解趋利法则,可以很简单直观地证明众多素数猜想成立。过程中一些简单的定理将省略,没有复杂的公式数据。若有不当处,敬请指正!

将几大素数猜想转化为同一形式的不等式组合(简称统一不等式组)

孪生素数猜想:P与P+2的素数对是否有无穷多

表达式为:P1+2=P2(P1,P2均为素数)

若P1,P2是素数,需满足:

P1≠2m+0,3m+0,5m+0,7m+0......pm+0

P2≠2m+0,3m+0,5m+0,7m+0......pm+0

若令P2同时满足下面两组不等式的条件,则P1,P2都必不是Pm及以下素因子组成的数值:

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

(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倍数,下同)

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=P1+P2

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

从上面分解后的剩余式组,我们可以非常直观地看到:若P1的取值为3m+a1,5m+a2,7m+a3,11m+a4....pm+ap形数,则N-P1=P2后,与P1对应的P2值将都是3,5,7,11....p,或它们的倍数。

倒过来,若P1≠3m+a1,5m+a2,7m+a3,11m+a4....pm+ap形数,则N-P1=P2,P1对应的P2值必定不是3,5,7,11....p,或它们的倍数。

若再令P1≠2m+0,3m+0,5m+0,7m+0,11m+0....pm+0;则P1与P2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

至此,我们可以看到这些猜想的不等式组,都是同一形式的式组。不同的是在哥德巴赫猜想中,a1,a2,a3.....ap是各节点的剩余数,在孪生素数猜想中取值都是2,在相邻2K的素数猜想中都是2K。

将上述不等式组转化后,便可整合得到相同形式的等式组合如下:(为方便阅读,本文将以X代替P)

X不等于 即X须同时等于

2m+0 2m+1

3m+{0,a1} 3m+{,筛去0和a1}

5m+{0,a2} 5m+{筛去0和a2}

7m+{0,a3} 7m+{筛去0和a3}

Pm+{0,ap} Pm+{筛去0和ap}

孪生素数,2K素数,哥巴等猜想同一形式的等式组(简称统一等式组)

X=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}。

如对这些猜想比较熟识的老师,下面部分可略过。

如:孪生素数猜想各节点都是筛去0和2。2m筛去0,剩余2m+1。3m筛去0和2,剩余3m+1。5m筛去0和2,剩余5m+{1,3,4}......X=2m+1=3m+1=5m+{1,3,4},依次组合后,得出的结果必然不是2m+0|3m+0,2|5m+0,2。它们分别是1,13,19|31,43,49|61,73,79|91,103,109......由小到大及至无限多。

其中13,19在5与5的平方之间,那这两个数就是孪生素数中的P1,P1-2=P2。13,11|19,17|就是两组孪生素数了。

当Pm节点增大到7m后,X=2m+1=3m+1=5m+{1,3,4}=7m+{1,3,4,5,6},依次组合后,它们分别是1,13,19|31,43|61,73|103,109......由小到大及至无限多。

其中49,91是7的倍数,79是(7m+2)都被筛去了。那么7与7平方间X的解有:13,19,31,43。它们都是孪生素数中的P1。

当Pm节点增大到11m后........(略)

要证明孪生素数猜想,只要能证明随着Pm取值不断增大,X在Pm与Pm的平方之间,都至少存在一个解,则猜想成立。

对于哥猜,只要能证明任意等于或大于6的偶数N(下文不再重复)的平方根内最大素数pm与pm的平方之间,都至少存在一个解,则猜想成立。

在哥德巴赫猜想中,筛去a1,a2,a3.....的具体数值,是求解偶数N除以其平方根内各奇素数所得的余数。

在孪生素数中,除2m的节点筛去0外,其余节点均筛去0和2;

在2K生素数猜想中,2K为4时,即P1=P2+4,故2m+{筛去0},3m+{筛去0,1}(因为4=3m+1,所以3m节点筛去1等同于筛去4),5m+{筛去0,4},其余都是筛去0和4.....(略)

2K为6时,即P1=P2+6,则3m+{只筛去0},5m+{筛去0,1},其余都筛去0,6;

2K为8,10,12.....如此类推(略)。

故而,若能证明统一等式组中,各节点筛去0和任意a值的情况下(2m除外,下文不再重复),x在pm与pm平方间都至少存在一个解。

则哥德巴赫,孪生素数,2K素数等众多素数猜想均成立。

附:

对于哥猜,因N的取值决定筛去a1,a2,a3......ap故而证明上式筛去0和任意a1...ap值都成立,也即反证了所有大于或等于6的偶数N都成立(哥猜);

对于孪生素数,因为Pm值可以不断取大,故而都有解的话,证明孪生素数有无穷多(孪生猜想)。

对于间距为任意2K的素数,若2K的取值非常大,则Pm值也必须相应足够大。因为Pm值可以取无穷大,故而证明当达到此Pm值后,都有解的话,也能证明任意2K生素数无穷多(2K素数猜想)。

分析完整闭环的组成特性

我们将2x3x5x7x11.....这类连续素数乘积的式,暂时称之为完整的闭环。

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.........

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f(Z)。并可以粗略地了解其对各猜想产生的影响。

本文将要筛去的素因子及其组合成的数统称为(N),剩余数为(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

根据上面的筛留率可计算出各完整闭环剩余数的数量f(Z)

都筛去1个数的剩余数的数量f(Z):

2m筛去1个,此节点剩余数的占比是1/2。

3m筛去1个,此节点剩余数的占比是2/3。

5m.......Pm,如此类推(略)

将各节点的比率相乘后,再乘以该闭环的数值,得出f(Z),如:

2X3=6 1/2*2/3*6=剩余2个

2x3x5=30 1/2*2/3*4/5*30=剩余8个

2x3x5x7=210 ...............剩余48个

2x3x5x7x11=2310 .............剩余480个

根据筛留公式,可准确无误地计算出,不同的完整闭环的f(Z)。后续更大的......略。

都筛去2个数(2m节点筛去1个)的剩余数的数量f(Z):

2m筛去1个,此节点剩余数的占比是1/2。

3m筛去2个,此节点剩余数的占比是1/3。

5m筛去2个,此节点剩余数的占比是3/5。

7m筛去2个,此节点剩余数的占比是5/7。

.......Pm,如此类推(略)

将各节点的占比率相乘后,再乘以该闭环数值,得出剩余数的数量f(Z),如:

2X3=6 1/2*1/3*6=剩余1个

2x3x5=30 1/2*2/3*3/5*30=剩余3个

2x3x5x7=210 ...............剩余15个

后续更大的......略。

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,其f(Z)和f(N)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. 同一层级的各个闭环内,截取其离该闭环起点位置相同的(A-B)数段,则各数段内的f(Z)和f(N)也分别是相等的(定理二)。

比如闭环7(2*3*5*7=210),第一个闭环截取1-100,与第二个闭环截取211-300......在不受其它大于7的素因子影响下,各自的f(Z)数量都是相等的。

3. 同理,若截取任意(A-B)数段与某一完整闭环的数值相同,在不受其它素因子影响下,则该数段的f(Z)数量与该闭环的f(Z)也是相等的(定理三)。

4. 素因子越小的节点,对筛留公式的f(Z)影响越大(定理四)。

了解闭环的这些特性,尤其是通过筛留公式,可以绝对准确地计算出某层级完整闭环的剩余数f(Z),暂时不需要在重叠问题上作过多思考。

证明:x在pm与pm平方间都至少存在一个解(以大数的理念分析)

因为证明统一式组都有符合条件的解,则与之关联的猜想成立,所以我们先放下猜想。褪去特殊的光环,统一式组只是一个普通的几率问题而已。

根据前文可知,一个大的完整闭环,是由众多中小闭环所组成的。当Pm值足够大时,1-Pm的平方段,必定会包含着一个或多个完整的中小闭环。比如Pm=101,即1-101*101之间包含4个闭环11(4*2310)。又比如Pm=179,即1-179*179=32041,之间包含着一个闭环13,即2*3*5*7*11*13=30030。

若以1-30030,30031-2*30030.....为一个分区,可将完整闭环179分为179*...19*17个分区。其总的f(Z)=(2-1)*(3-2)*(5-2)....(179-2)个

若179数值继续增大,比如181*181=32761。可将闭环13拆分为闭环11,2310*14=32340,即有14个完整闭环11。以此类推。

将第一分区跟整个大闭环进行比较:

当只筛去2m,3m....Pm后,在Pm与Pm的平方间,剩余的f(Z)就相当于是此区间的素数,这个数量是已知会随着Pm增大而增加的,且密度是高于整个闭环剩余数(Z)的平均密度。故而此区间由2,3...Pm组成的合数f(N+0)占比率,会低于整个闭环的占比率。这也是符合闭环始端区段,合数的重叠率比闭环的平均重叠率高的缘故(若有存疑,下文补充)。

而2m+0,3m+a1....179m+ap所组合成的数f(N+ap),与f(N+0)的数量是相等的。因为这两个路径都含有2m+0,此节点完全相同。其它节点方面,一个路径是3m,5m...Pm。另一个路径是3m+a1,5m+a2,Pm+ap,若a1,a2...ap都不为0的前提下,所以这两个路径组成的数量也是相同的。

即它们在第一区间内,各自的数量占比,会比闭环的平均比例少。

同时,各个节点,无论a的取值是什么,Pm+a与2Pm+a总是以Pm为一间距,而且各节点是互素的。所以第一区间(N+0)与2m+0,3m+a1....Pm+ap逐一互筛后,最后所组合成的f(N)的数量占比,理应少于大闭环f(N)的平均值。

因f(N)少于大闭环的平均值,则第一区间的f(Z)数量,必然会多于余下区间f(Z)的平均数量。故而,假设第一区间f(Z)=0,有违数理。

将第一区段跟其它与之相应的区段进行比较:

第一区间既是大闭环179的始端区段,也是其它各中小层级闭环的始端区段。

根据前文的定理,同一层级的各个闭环内,截取相同的(A-B)数段,则各数段内的f(Z)也是相等的。所以若假设第一区间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。而这些区段都是各层级闭环的始端区段,其各自相应的f(Z)数量,本应高于该闭环余下区段的平均数量。故而,假设第一区间f(Z)=0,将会引发多重违背数理的情况。

再将第一区间跟其余区间进行比较:

因为179*...19*17个与之相应的区段,出现f(Z)数下沉的情况。所以需要其余区间的f(Z)数量上升,才可以保持整个闭环的总f(Z)数量不变。总的f(Z)数量是不可改变的。这就需要某区间的f(Z)数量增多才能保持平衡。

但是,这部分区间与第一区间,都同样包含了一个同层级的闭环13。在筛去2m+0,3m+{0,a}...13m+{0,ap} 后,每一个闭环13中的剩余数数量f(Z)是恒定相等的(2-1)*(3-2)....(13-2)=1485。

第一区间自179+2后,各节点17m+{0,2}...179+{0,2},只需要从其平方数开始筛起(这解析了始端区间重叠率高的缘故)。而余下区间无论13m以上的节点位置怎么变化,17m+{0,2}...179+{0,2}都必须从该区的始端依次逐一去筛。

再结合前文定理所知,素因子越小的节点,对结果的影响越大。在筛留条件相同的情况下,有了小素因子层级闭环的保底,各区间的f(Z)数量,上下浮动的数量必然是有限的!

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!

也就是说统一式组在Pm与Pm的平方之间,f(X)的数量必不可能为0

上文是基于传统的数理分析,加上闭环保底原理,以证明各区间(N)和(Z)的数量,上下浮动性是有限的。下文将引入一个特殊的路径扩展分解方法,可以非常简单直观地证明式组的成立。

运用特殊分解法,可以非常简单直观地得以证明式组必存在解。

因大于3的素数,都集中在6m+1和6m+5这两个路径上。我们可以把2m和3m的节点解除限制。这样从原来只能感观到单一路径的剩余数(Z),将会扩展成6个不同路径的剩余数(Z),这6个路径分别是:6m+{0,1,2,3,4,5}。

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,各路径剩余数(Z)的实际数值:

奇偶数各3个,共6个不同的路径:

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。

它们各自的数值不同,但f(Z)的数量相同。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。

依此原理回顾前文,原闭环13单一路径的f(Z)=1485个,扩展后增加到6*1485个。从(Z)值也可得到各路径的(N)值。因为各个节点,无论a值是多少,Pm+a与2Pm+a...总是以Pm为一间距,各节点互素。

所以不用复杂的计算,便能直观地感知:在第一区间内,17m+(0,a)....179+{0,ap}这些节点的组合数 ,会依次与各路径的(N)重叠,将各路径的(Z)筛除。所以必不可能将闭环13内某一路径的(Z)数值都筛尽!再结合前文,这些大节点的组合数量,是比其它区域少的,故而第一区的解f(X)的数量,会高于平均数值。

至此,x在pm与pm平方间都至少存在一个解得证!

统一式组不仅限于筛去0和ap值,各节点筛去2个或多个任意值(在可行的情况下),可以结合分解法求证其它问题。

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Pm的平方间都必有解。故而相邻2K素数无穷多的猜想也成立。

对于连续2K素数,连续孪生素数猜想,均可代入统一公式给予证明成立与否。因为随着Pm的不断增大,5m,7m......等节点,也可以通过分解法获得更多路径的(Z)和(N)值!分解后可以很直观地得到证明!

有此分解法,既可对区间路径进行扩展,也可将区间细分。变得简单而直观,将对众多复杂的问题有重要帮助。本文暂称为扩展路径分解法。

附:ap取值对各猜想的解f(X)的影响(取大数分析)

经分解后可知,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Pm平方间解的数量比例,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(随机的):在13与13平方之间的孪生素数,与4,6生素数比较

孪生素数a1,a2,a3,a4均为2,用筛留公式估算(因小于13的平方,故计算几率里选13的上一个素数即可)

f(X)=135/2310*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)=135/2310*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

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若有疑问,可取其它N值逐一考证,比如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Pm的平方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,一样可以转化为本文的统一式组进行估值(略)

注:本文估算公式只是为了方便说明,并非精准细致。当Pm取值增大,各猜想在Pm与Pm平方间得出的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13的平方,在左边的计算公式中没有乘上11/13。但11*11与13*13之间的间距,占估算区间的比例较大,所以在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(这点也佐证了始端区域重叠率比大闭环平均率高的论点)。

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 式组的筛留结果分别是:13,19,31 共3个解。 实际f(X)分别是:3,13,19,29 共4个解。

1.求得X值是13与19相对应,故而两个解组成一组解(这是与孪生素数不同的)。

2.求得X值是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,实际中还有一组解是:3与29。但因为在统一式组计算中筛去了(3m+0),故而(3m+2)也被筛去了。所以3和29不会出现在式组的结果中。

综合哥德巴赫与孪生素数这些不同的特殊性:

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Pm平方间的即可。

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,扩展为:0-Pm的平方之间更为合适。并将Pm及以内符合实际解组的奇素因子,列入在附加结果内。虽然这样会重复计算了,但在大数值下,(0-2Pm之间)与Pm的平方相比较,是微不足道的(后文将分析这个重要的意义)。

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 式组的筛留结果分别是:1,13,19,31 共4个,

附加2-5之间的解:3。 除去1不是素数(但公式的组合里含1,估算是没错的)。

附:运用分解法,证明大数值下K与2K间必存在至少2组孪生素数。

根据前文所知,若将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。先以闭环7,a1....ap都等于2为例进行分析:

分解后:X=6m+1,但≠5m+{0,2},7m+{0,2} 共15个

X=6m+2,但≠5m+{0,2},7m+{0,2} 共15个

X=6m+3,但≠5m+{0,2},7m+{0,2} 共15个

X=6m+4,但≠5m+{0,2},7m+{0,2} 共15个

X=6m+5,但≠5m+{0,2},7m+{0,2} 共15个

X=6m+6,但≠5m+{0,2},7m+{0,2} 共15个

若Pm不断扩大,即筛去更大的11m,13m.....Pm。6m+5和6m+1型的数,总是以乘以1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13......的次序筛下去。

先分析Pm-3Pm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......Pm 所组成的数。所以只能由纯3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3Pm之间,最多只能存在1个。其余均由5m....Pm间的素因子组成,无论Pm的值多大,都是这样!

(6m+3)+2=6m+5,所以也会随之被筛去。它们都是由5m,7m,11m.....+2所组成的。所以此区间6m+3和6m+5各自的f(Z)数量,最多只能是1个。

这样一来,可以很直观地看到:奇数部分的三条路径,其中两条路径一下子就几乎被筛尽了。也就是说在此区段内,5m+{0,2},7m+{0,2},11m+{0,2}.....的奇数组合数,大部分都集中在这两条路径上了!于是乎,其在6m+1的路径上,产生的数量就少了。很显然,5m+{0,2}.....Pm+0的组合是有限的,不可能组成此区段内所有的奇合数。所以:

当达到一定数值的Pm与3Pm之间,6m+1型的f(X)总会是占多数!

再分析偶数部分,道理也是差不多的:

将Pm不断增大后,在Pm与2Pm之间,6m+2和6m+4这两个路径,也只有2的N次方的合数才有可能留下(因Pm与2Pm间最多只能有1个2的N次方偶数,故两个路径中仅有其一)。所以6m+0,也只能当6m+4是2的N次方组成的合数才能留下。故此区间内这3个路径,总的f(Z)最多也只能有2个!

所以无论Pm取多大数值,在Pm与2Pm之间,6m+{0,2,3,4,5}这5个路径,最多只能留下4个(Z)。即5m+{0,2},7m+{0,2},11m+{0,2}.....的组合数,绝大多数都出现在这5个路径上。根据抽屉原理,这些有限的组合数越聚集在其它5条路径上,则余下的路径空缺越多!故Pm越大,对解越有利!(本文暂称大数趋利法则,有了这最为重要的法则,结合分解法运用,将对众多素数猜想可迎刃而解!)

将K代替Pm是等价的,当达到一定数值的整数K与2K之间,6m+1型的f(X)总会是占多数!

根据筛留公式:当Pm取11时,在11与下一个素数13的平方之间,其筛留比率均可取:

1/2*1/3*3/5*5/7*9/11=0.05844

设f(X)=2 2/0.058=34 求得:K=34 即:

K取等于大于34的任意整数,K与2K之间必存在至少两对孪生素数!

经对实际查验,当K等于大于31后与1000以内,K与2K间都至少存在两组孪生素数,且呈渐增趋势。根据大数趋利法则,N取更大的数值也必然成立。

故,K取等于或大于31后,K-2K间必存在2对孪生素数

对于其它相邻2K素数,即a1....ap等于其它数值,也可根据上述论证确定不同的Pm值(略)。

引申:不限于孪生素数,对于整个统一等式组都适用。

各路径被筛后的剩余数值,都是相互呈有规律的间距排列。若某一路径在某一区段的f(Z)呈真空状态,比如6m+3,在完整闭环7,即被5m+{0,2},7m+{0,2}筛除后。其第一个剩余数是3,然后相隔30到33。39相隔30到69.....那么这些数加上70后,即73与103之内,109与139之内(不含73,103,109,139),必不存在6m+1型的f(Z)。因为70=2*5*7,是5和7的倍数,且70=6m+1。故6m+3的真空段+70,也必然是6m+1的真空段。

反过来,若某一路径的Z数值,又比如6m+3=153,159,171,183,201,其减去140(6m+2)得到的13,19,31,43,61,也必然是6m+1的(Z)值,这6个路径可以相互转换。

这里有个原则:1.真空段的做加法,可得到其它路径的真空段。但做减法,则得到的不一定是真空段。2.经筛留后的(Z)数值做减法,可得到本身或其它路径的剩余数值(Z)。但做加法,则得到的不一定能得到其它的(Z)数值(因为有可能被更大的Pm节点筛除)。做减法的一定可以得到小的(Z)(因可得到不同小的(Z),也可作为证明孪生素数无穷多的途径之一)

另外,将完整闭环转换成一个圆形,将有会有很多多边对称性,和路径间互相转换的特征........略。

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;

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),将2m和3m节点解除,2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次方才有可能留下。随着数值增大,间距呈次方式增长;6m+0这条路径也只能是纯2和3组合的数才有可能留下,间距也会越来越大。

在大数段的情况下,6m+1与6m+5这条路径的f(N)和f(Z)会相对比较接近平均(忽略误差)。所以它们f(Z)分别也总是能优先占据此区段的多数。虽然这个方面没有孪生素数那么清晰直接,但前文引入了附加值后,将在这方面给予了一定补充。

若N含有少于其最大的素数平方根以内的奇素因子,那么这些节点上将只需要筛去0,而无须筛去ap值,N的解相应也会增多。故而最坏的情况是N不含有这些素因子,那N一定是3m+1或3m+2型。

若是3m+1型,则减3m或3m+2型奇数。若是3m+2型,则减3m或3m+1型奇数。这4种情况都有可能组成解组。因为在少于其最大素数平方根内的奇素数,3m+1和3m+2型均是高密度存在。

故而加入了这个方面的补充,再结合大数趋利法则,Pm达到一定大数值后,必然存在至少1个解!

我们N取大于3的平方,最小数值10=3m+1 故X≠2m+0,3m+{0,1} ,在2

与3的平方间的数值是6。故根据筛留公式估算:

f(Z)=1/2*1/3*6=1 个解 等式组合求得的解是:5共1个

实际的解组是:5+5=10 由两个相同的解,组成1个解组。 3+7=10。其中3是附加加解组。 因取10的f(X)=1。

经验算N取小于10时也成立。取1000以内的值也成立,且呈渐增趋势,根据大数趋利法则,N取更大的数值也必然成立。

故: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,猜想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(这个想法本文没有进行推算,故存疑)。

根据大数趋利法则,众多适合法则的素数问题,均可简单求证。

证明:相邻平方数间必存在至少2个或多个素数

运用大数趋利法则也是非常简单明了的,在大数值整数K与少于2K之间:

偶数部分6m+2和6m+4两个路径上最多只能合共存在1个2的N次方(Z),奇数6m+3部分也最多只能存在1个3的N次方奇合数。6m+0这个路径上,(Z)数也只能是由纯2和3组成的偶合数。这个组合数间距也会越来越大。

当K取值渐大时,将K与2K之间的间距缩短,上述6条路径的情况也是一样的。因而,当K达到一定大数值后,K的平方与(K+1)的平方间必存在至少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.......

根据估算公式推算:1/2*2/3*4/5*=0.26666

设f(X)=2 2/0.2666=7.5 25-16-1=8,大于7.5

大于5的平方后,间距逐渐增大,区段内6m+0的组合数出现的频率逐渐减少。经验算100的平方以内的数值也均成立,且素数的数量呈渐增趋势。据大数趋利法则,更有利于f(X)的解。大区间的素数也将成上升趋势。故该猜想也成立!

证明:N的平方与N*N+N之间必存在至少1个或多个素数

根据估算公式推算:1/2*2/3*4/5*=0.26666

设f(X)=1 1/0.2666=3.75 25+(25+5)=4,大于3.75

证明过程跟相邻平方间的猜想一致(略)

经验算100的平方以内的数值也均成立,且素数的数量呈渐增趋势。根据大数趋利法则,更有利于f(X)的解。大区间的素数也将成上升趋势。故该猜想成立!

论证:素数间的最大间距的趋向性

当P越大时,这4个路径占据,由P以下素因子所组成的(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(即大于P的新素数)。

若设一个点P2在P与2P之间,P2代表P之后的素数:根据大数趋利法则,P所处的层级越大,(P与Y点之间的间距)与P的比例:(Y-P)/P的比值将渐趋小。即在宏观上层面上,素数间的最大间距,与素数的大小成反比。

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+P的平方根内,或P+P的N次方根内.....只要数值足够大,以上猜想均能成立。

至于还有哪些猜想,因阅历有限不太熟识,希望能有用得上的地方吧。

附:

本文最重要的地方并不是能证明这猜想成立,而是通过转换得到了适用于众多素数或非素数的统一等式组合。同时提出了具有扩展功能的分解法,可以将复杂而纠缠不清的重叠路径,分解成多条独立的路径。将问题清晰化。

更重要的是,结合分解法得到的大数趋利法则!排除其它路径而优待求解路径!后文部分推算的结果是编辑时随机加上去的,仅供参考。

因为Pm可以取很大的值,在适用扩展路径的分解法,和大数趋利法则的前提下的猜想,无需复杂的证明,可以直观地感知:不用很大的数值都会成立的。

因为Pm取大数值后,在求解的区段内,其它路径必然会占据更多的筛除数比例。故而在有关Pm-2Pm或Pm-3Pm间,Pm-Pm平方间之类的猜想,依据这个法则,可清晰明了地得到结论。

至此,证明统一式组a1.....ap取任意值,在Pm与Pm的平方间至少都存在一个解是成立的。这前后化了十多年的时间。编辑过程为了尽力精简,写了又改,大量数据做完又删,用了将近一年的时间才完成。

因数学在生活中的特殊性,朋友间的话题不同,只有孤独思考。衷心感谢我太太对我的包容!虽然她不懂数学也不相信我能证明。无论这篇文稿对或错,没有她的包容体谅,我不会有这么多的时间和空间思考。在编辑完的这一刻,第一时间想到的就是她对我的好!我时刻都在心怀感激!

文稿将寄发部分专业院校帮忙审阅。非常衷心感谢老师们的关注!本人学历肤浅,在专业学术面前有如井底之蛙。如有不当之处,望能指正!祝好!

东莞叶家

2020-06-13

附:以X代替P的深层意义(纠正对素数的偏见)

素数本来就是无穷多的。只因2,3,5,7....和它们组成的数相继涌现后,被筛去了与之相应的部分罢了。

所以教科书中有关素数无穷多的证明,是把因果逻辑调转了。导致我们从思维上对素数产生了虚空感:

比如在孪生素数问题上,会考虑非常大的数值下素数的间距越来越大,还有可能产生两个相邻的素数吗?其实孪生素数或其它类型的素数,本来就是无穷多存在的,并非因为某个猜想(的名气)而产生的。

所以理清这个因果逻辑,脑海的画面就截然不同了。

又比如连续等距为6的3对孪生素数,代入式组后可以知道,除了5,7|11,13|17,19外不会存在第二组这样的素数,这是肯定的。

否则,在未有确定性因素的前提下,纵使存在的几率非常微小(比如连续孪生素数,连续2K素数,梅森素数等),不应以个人情感作否定。

不知我的意见是否正确,教科书是否需要修正素数无穷多的证明方式:证明合数能否足够组成范围内1除外的所有数。

证明方法也很简单:在统一等式组中,无论Pm取多大的数值,筛去各节点+0部分,还会有大量的剩余数。那么这些剩余数要么是更大的素数,要么就是更大的素数组成的合数。

故而,由各节点的素因子组成的合数,是不足以筛去完整闭环内的所有数。所以,依然会有无穷多个更大的素数存在。

从证明的过程中,得以纠正这个因果倒乱的逻辑,意义可能不亚于解决这些猜想。

注:引用请注明出处,盗版将追究法律责任。

标签: #c编程验证哥德巴赫猜想任何大于6的偶数