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任意大偶数可以表示成两个奇质数之和

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一、 质数和质数通式

为了证明"大偶数可以表示两个质数之和"这个命题,首先就要了解质数及性质。人们根据自然数的整除性,将自然数进行了分类:1.数"1"。它是自然数启始,又是自然数的"量值"单位。2.质数,只能被"1"和自身整除,亦称作素数。3.合数,能被"1"和自身之外其他两个或多个数整除。

质数的排列虽然杂乱无章,但我们仍然从中发现了某些特别的情形,这就是孪生质数,每对孪生质数仅相差"2",中间紧挨着一个数,如:5,7;11,13;17,19;29,31;...它们紧挨着数分别为:6,12,18,30,...我们就从这些特别的情形入手,就不难发现,它们紧挨的数都是2×3的倍数,即 ,这些质数就可以用6n-1 和6n+1 来表示,我们再看不是孪生质数的质数,它们同样与6n相邻,同样可以用6n-1或6n+1 来表示。

当n为某些值时,6n-1 和6n+1 同为质数,我们将这两个质数叫孪生质数,于是我们在这里排斥3和5这对质数为孪生质数,的确,如果说3和5为孪生质数,而5和7又为孪生质数,那么3和7的关系怎样来说呢?只有排斥了3和5为孪生质数,才合乎情理,这是外话。

但并非所有的 数都为质数,由于6n±1形式的质数相乘所得的积(合数)仍然表现为6n±1的形式,但除2,3外,其他质数必定表现为 的形式,这样我们就找到了除2和3外其他质数的 "质数通式"。或者叫做"质数表达式"。

二、质数及合数在自然数中的含量

我们知道自然数中,每连续2个数就必定有一个2的倍数,每连续3个数就必定有一个3的倍数,每连续5个数就必定有一个5的倍数......而2的倍数中,又每3个中就有一个3的倍数, 每5个中就有一个5的倍数, 每7个中就有一个7的倍数.........同样3、5、7、11、13、17、19......的倍数中亦是如此。

为了方便,我们在这里将合数进行强制性分类,其方法为:将一个合数分解因子,取起中最小值那个质因数为准,我将它叫做该质因数的合数,如偶数,无论它含有多么多多么大的其他质因数,我们只把它叫做2的合数,而不叫它别的合数,同样对于3、5、7、11、13、17、19......这些质因数的合数也这样定义,我们可以计算出各种合数的含量和合数总量,同时也就计算出了质数的量。

2的合数含量

3的合数含量:

5的合数含量:

7 的合数含量:

11 的合数含量: =

...... ...... ...... ...... ...... ...... ......的合数含量:

=

的合数含量:

=

r为各质数之合数在自然数中的含量,q为质数,n为质数的序数。

当取一偶数M时,我们可以找到2、3、5、7、11、13、17、19...... 、、这些质数。

( )那么除开 内这些质数外尚有:R=

==1-R

为合数的含量,R为质数的含量。这就证明了质数的无限性。

将整个偶数量看作l,那么首先是2的合数分割去 ,余下部分将被3的合数分割去 ,余下部分依次分别分割去 这样尽管质数无穷尽,最终分割不完,尚有R为质数,可以变形为图(2)。

三、偶数分解成两数之和

将一个偶数分解成两数和的形式,偶数越大分解所得的和数对越多。如果在这些数对中找到一定数量的质数对,就达到了证明的目的。

有人验证了从6到某个相当大的偶数M ,说明猜想都成立,但并不能说证明了本命题的成立。因为当偶数再向后延续,M+2,M+4,M+6,M+8 ......你又能凭什么来说明命题同样成立呢?由于偶数的无穷无尽,列举法在这里显然是行不通的.那么我们这样才能证明呢?只有我们能证明在定义域内任意一个偶数M(6 ,+ ),将偶数分解成两数和,在这些两数和的数对中, 能够找到一对以上的质数对,那么就大功告成。

我们知道所有偶数都是2的倍数,当偶数分解两数和的数对时,有2的合数都对应2的合数(其中M对应"0"),另外3的合数,5的合数,7的合数......它们都对应了些什么数呢? 为了分析这个问题,我们先从一项特殊的偶数开始,设M= ,只要将这个偶数证明了,其他的偶数都悉数而解。

为什么说M=是一个特殊的偶数呢?因为M= 仅含一种质因数"2"。如果一个偶数还含有其他质因数q ,那么这个偶数减去所有含q 的合数,相对应的必定是一个含有q 的合数。据我们日常经验,一个偶数包含的质因数越多,合数的对应合数机会就越多,相应的质数对应质数就越多,而M=时是含质因数最少的偶数,在它分解的两数和的数对中,合数对应合数,质数对质数的机会是最少的,在这种情况之下尚能找到质数对,那么其他情况就不用多讲了,在以后的章节中还有相应的描述。设M= ,将M 开平方,得到 内的连续质数依次为: 2、3、 5、7、 11、13、17、19、 23、 29...... 。

四、质数对

2的合数全部对应合数(M 例外,对应"0")。这样2的合数对应质数量:

3的合数由于不含2的因数,所以3的合数不对应2的合数,也不对应自身的合数,1/5对应广义的5的合数,1/7对应广义7的合数,1/11对应广义的11的合数......依次类推,余下部分就会对应着质数。

这样就与质数总量有了可比性。

3的合数对应的质数量:

5的合数对应的质数量:

7的合数对应的质数量:

11的合数对应的质数量:

13的合数对应的质数量:

...... ...... ...... ...... ...... ...... ...

的合数对应的质数量:

通式为:

=

=1-

此时质数中有W=的质数对应质数。(1-W)为质数对应合数量。W为质数对应质数的量。

W为质数对应质数量,形成质数对。 ,即大偶数是两个奇质数之和成立。这样从理论上就说明了 形式的偶数对于命题是成立的!.对于其他不含 内"2"以外其他质因数的偶数同样有效,实际例子会存在一定的误差这由于取整的问题。 将整个质数当个作1, 那么它有 对应3的合数, 余下部分有 对

应5的合数, 依此类推余下部分依次分别有对应合数。最终有W的质数不会

对应合数,当然它们就对应质数,使得。

我们不难发现近似三角形ABC 与矩形CDEF 的面积关系--S ABC< SCDEF 这就用图解法说明了命题的成立。

我们既然能证明M 只含 内"2"的质因数的偶数对于命题是成立的,那么当 M含有内"2"以外的其他一个或多个质因数时,命题是否成立呢?

若偶数 M还含有了3的因数,M=

那么,2的合数全部对应2的合数,

3的合数全部对应3的合数,

W=

=

若M 含有2和 的因数,( < ),,那么,

=

同理对于M 含有 内多个质因数时,W 的值都会增大,质数对应质数的机会就增多。即:当偶数M含有 内某些质因子时,W 值的代数式中就抽去这些质因数的数项,若M含有 内所有质因数,那么W=1 ,即大于 的所有质数都对应质数,全部形成质数对。如:偶数6,30等。从上述算式和分析我们得出结论,任何大偶数M, 将它分拆成两数之和, 将有M×R×W 个质数对应质数, 使得有质数对 M×R×W个。由此可见命题完全成立。

五、验证(附表)

6以上偶数的的质数量及质数对应质数量