理論 數論(4) 素數舉例

2021-07-14 22:33:35 字數 1322 閱讀 9662

假設只有有限多個素數, 比如k個, 2,3,5,7,……,pk。然後尤拉說:我們令

.設k個素數沒有乙個能整除m, 因為他們都能整除m-1, 於是必定有另乙個素數整除m,或許m本身就是個素數, 這兩種可能都與我們假設僅有2,3,5,7……,pk,這k個素數相矛盾。

定理歐幾里得數, 此序列的前面的一些數是

這些全部都是素數, 但是下面的乙個e5是1807=13*139, 而e6=3263443又是素數, 然而e7,e8……e17又是合數, 而剩下的en可能是素數也可能是合數。

但是歐幾里得數都是互素的, 也就是說:

.歐幾里得演算法用僅僅三步就告訴我們這一結論, 因為當n>m時有en mod em = 1:

.這樣一來, 我們設qj是ej的最小 素數因子, 則素數q1,q2,q3……全是不相同的。這樣是乙個無窮多個素數的序列。

我們現在來考慮歐幾里得數, 我們能否將en表示成封閉形式?

.這樣en的十進位制位數大致就是en-1的2倍。

存在常數e≈1.264,使得:

.還有乙個類似的公式

.在這裡的兩個等式不能真的看成是封閉的等式,因為常數e,p是以某種隱蔽的方式從數字en,pn中計算出來的。

到現在我們還沒有完全回答開始的問題, 一共有多少個素數,這裡確實有無窮多個, 但是有一些無限集合

更加稠密

稠密:關於稠密我們有兩個觀念

在正整數中有無窮多個正偶數和無窮多個完全平方數,但是在正常的觀念下偶數的個數是多於完全平方數的

(1). 我們比較各自的第n個數, 第n個偶數的值是2n, 而第n個完全平方數的值是n^2顯然在n>2 的情況下 2n > n^2 ;所以我們可以得到在n>4的情況下正偶數的密度是大於完全平方數的

(2).類似我們觀察不大於x的數中, 正偶數和完全平方數的個數。不大於x的數中正偶數的個數是(int)(x/2), 不大於x的數中完全平方數的個數是(int)(sqrt(x));

· 有了上文的概念我們可以近似的求解一下素數的稠密度:

事實上:第n個素數pn大約是n的自然對數的n倍,即

.對上式化簡, 可以得到近似的素數定理

.在這裡n或者x的取值只有在趨近於+∞的情況下才能得到, 所以我們可以採用乙個更加精確的界限 ..

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