素數窒息

素數窒息

素數窒息,是指在含素數數列Sn=6a±1(a為自然數)當自然數值足夠巨大時,數列空間被前面的素數倍數充分擠壓,導致出現素數窒息局面。

歐幾里得證明素數無限存在不周延情形

歐幾里得在《幾何原本》命題IX.20章節是這樣證明的:

命題為:預先給定幾個質數,那么有比它們更多的質數。

設:a、b、c是預先給定的質數。

求證:有比a、b、c更多的質數。

令:

作最大數DE,使它被a、b、c所測盡,在DE上增加單位DF,

那么:EF要么是質數,要么不是。

首先,令其為質數。

那么:質數a、b、c和EF被發現出來,多餘質數a、b、c

再令:EF不為質數。那么它被另外的質數所測盡,令其被g所測盡。

那么需要證明:g不等於a、b、c。

那么,因為a、b、c測盡DE,於是:g也測盡DE。而它也測盡EF。

於是:g便是測盡其餘值的數,即單位DF,這是荒謬的。

所以:g不等於a、b、c,且為質數。

於是:質數a、b、c和g被發現出來。多餘預先給定的質數a、b、c。

所以:預先給定幾個質數,那么有比它們更多的質數。

用現代數學表述為:

先假設質數的個數是有限多的,用p1,p2,……,pn表示,那么必然存在一個“最大的質數”,設這個“最大的質數”為pn。

找出從1到pn之間的所有質數,把它們連乘起來,就是:

2×3×5×7×11×13×……×pn,設為N

把這個連乘積再加上1,得到一個相當大的數M:

M=2×3×5×7×11×13×……×pn+1,即M=N+1;

那么這個M是質數還是合數呢?

如果M為質數,因M要大於p1,p2,……,pn,所以它不在那些假設的全部素數的集合中。

如果M為合數,因為任何一個合數都可以分解為幾個素數的積;而N和M(N+1)的最大公約數是1,所以M不可能被p,p,……,p整除,所以該合數分解得到的素因數肯定不在假設的全部素數的集合中。

因此無論該數是素數還是合數,都意味著在假設的有限個素數之外還存在著其他素數。所以原先的假設不成立。也就是說,素數有無窮多個。

上述證明存在重大漏洞。理由:素數是有規律的和符合特定區間的。

有的數字研究論者認為,所有的自然數中的素數的分布並不遵循任何規律。並出現了“素數的頻率與一個複雜的函式密切相關”的黎曼假設。

查找素數,真無規律可循嗎?答案是否定的。

我們把自然數用 通項公式Sn=6a±1(a為自然數)進行“專門化”處理,規律便浮了出來:

1列2列3列4列5列6列
012(3)4(5)
5678910
1113
1719
2325
2931
3537
4143
4749
5355
5961
6567
7173
7779
8385
8991
9597

……

對比大家已經找到的100以內的素數,無一漏網。

2、4、6列為偶數列,根本不會出現素數。5列是3或5的倍數,不會出現素數,因而可以判定,所有的素數均在上述兩數列,並可用通項公式Sn=6a±1(a為自然數)表示,該通項公式可以命名“ 含素數通項公式”。

在含素數通項公式Sn=6a±1(a為自然數)集合中,才可能是素數,超出該集合,均為合數。

在該集合中,自然還含有不少的合數。這些合數均由素數倍數組成,正是素數窒息的“兇手”。

上述兩證明均未考慮這種情況。

在Sn=6a-1(a為自然數)數列為
{5、11、17、23、29、35、41、47、53、59、65、71、77、83、89、95、……}

在Sn=6a+1(a為自然數)數列為
{7、13、19、25、31、37、43、49、55、61、67、73、79、85、91、97、……}

在第一種歐幾里得的證明中,EF,為質數還是合數,不是單一選擇題。不能被a、b、c測盡的數DF,並不一定必須是由另一質數測盡。

如EF選擇為1,7×11×13+1=1001+1=1002,是合數,能被不少數字測盡。

如EF選擇為,2,7×11×13+2=1001+2=1003(17×19),也是合數。

2×7×11+1=155+1=156。為合數。

2×7×11+2=155+2=157。為質數。

因而,歐幾里得的EF的取值,是不可任意選擇的,而是必須符合某種條件的。

因而,其證明是不嚴整的。

第二種證明中,2×3×5×7×11×13×……×pn,設為N

因乘積中,有乘數2,無論多大,均是偶數無疑。

其偶數加1,恆定的是得數為奇數,但奇數不一定是素數。

例如:2×3×5×7×11×13+1=5610+1=5611(31×181)

因而,N+1的M,是素數還是合數,是不確定的。

用這方法來證明素數無限,也是經不起推敲的。

結論:素數的乘積加1,既可能被其他素數整除,也可能被其他合數或偶數整除。

該數隻要不落在Sn=6a±1(a為自然數)集合中,就不能奢談素數絕對會出現。因而,證明是不周延的。

素數存在遞減趨勢

1、千分位統計,

1000內為168個,

10000起點時, 10000-10999 為106個,

100000位起點時, 100000-100999 為 81個,

1000000位起點時, 1000000-1000999為75個,

10000000位起點時, 10000000-10000999為61個,

100000000位起點時, 100000000-100000999為54個,

1000000000位起點時, 1000000000-1000000999為49個,

10000000000位起點時, 10000000000-10000000999為44個,

100000000000位起點時, 100000000000-100000000999為47個,

200000000000位起點時, 200000000000-200000000999為40個,

300000000000位起點時, 300000000000-300000000999為36個,

400000000000位起點時, 400000000000-400000000999為40個,

500000000000位起點時, 500000000000-500000000999為35個,

600000000000位起點時, 600000000000-600000000999為45個,

700000000000位起點時, 700000000000-700000000999為38個,

800000000000位起點時, 800000000000-800000000999為34個,

900000000000位起點時, 900000000000-900000000999為25個,

……

2、總量統計

百萬區間:

1------ -100萬以內 ,78498個

100萬-200萬以內,70435個,

200萬-300萬以內,67883個,

300萬-400萬以內,66330個,

400萬-500萬以內,65367個,

500萬-600萬以內,64336個,

600萬-700萬以內,63799個,

700萬-800萬以內,63129個,

800萬-900萬以內,62712個,

900萬-1000萬以內,62090個,

區間遞減數為:8063、2552、1553、963、1031、537、670、417、622.

億區間:

1億以內5761455個

2億內有5317482個

3億內有5173388個

4億內有5084011個

5億內有5019541個

6億內有4968836個

7億內有4928228個

8億內有4893248個

9億內有4863036個

10億內有4838319個

區間遞減數為:443973、144094、89377、64470、50705、40608、34980、30212、24717.

……

3、直觀觀察

Sn=6a-1

5 、11、17、23、29、35、 41

47、53、59、65、 71、77、 83

89、95、 101 、107、113、119、125、

131 、137、143、 149、155、161、 167

173、179、185、 191 、197……

9999803、9999809、9999815、9999821、9999827、9999833、9999829、

9999845、9999851、9999857、 9999863、9999869、9999875、9999881、

9999887、9999893、9999899、9999905、9999911、9999917、9999923、

9999929、9999935、9999941、9999947、9999953、9999959、9999965、

9999971、9999977、9999983、9999989……

(黑體為素數)

可見,素數的比重呈現遞減稀疏趨勢。

素數有窮盡窒息時

在 Sn=6a±1(a為自然數)兩數列中,素數5以每5個數出現一次,素數7以每7個數出現一次。

將數列排入數軸,個數以7為單位劃分,則在每個區間中,5和7的倍數均會出現一次(有時重複在同一位子),因每一個素數都以倍數形式在出現後重複出現並落入以7為單元的區間,其7區間的密度將越來越大,區間7個數面臨不夠分配情形。在達到某種密集度形成 閉合周期時,其後任何出現的區間數,均會被前面的素數倍數填充,以致再無冒出機會,出現素數窒息情形。這在理論上應是成立的。

並,哥德巴赫猜想的任何一個偶數都可以為兩個素數之和,因巨大偶數找不到兩個匹配素數相加,從而使哥德巴赫猜想陷入絕境。

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