素数

素数,第1张

素数 素数有规律可循吗?

就目前数学的研究成果来看,我可以负责任地告诉你,没有任何规律可循,虽然自古至今,许多数学家在不懈努力地寻找,但至今仍无功而返。

就我目前智商来说,想找出素数的规律比登天还难,或许,素数压根儿就没有规律可循,人类在这方面花费精力简直就在浪费生命,倒不入埋头睡大觉图个舒服!

素数有规律可循吗?世界上任何事物都有规律,素数也不例外。

已经发现并得到证的规律有很多,例如素数具有无限性,素数除了2,3,5,7之外,相邻的素数最多只有2个,即孪生素数,尾数是1,3,7,9,型的孪生素数只可能出现在15,75,105,,,的两边。

又因为在奇数中素数和合数是矛盾的统一的关系,合数是由素数因子组成的,每个奇数之3的倍数,5 倍数,7的倍数,11的倍数,等等,是合数,素数存在于两个相邻合数之间。

所谓哥德巴赫猜想,即偶数是两素数之和,从现象上说这也体现了一种规律性,但是还没有得到理论上的证明,因此还没正式成为规律。

不能因为哥猜没有得到证明,就说素数没有规律,从而否定规律的普遍性,陷入唯心主义的不可知论。

所谓哥德巴赫猜想,就是要证明偶数都可以写成两个素数之和,即素加素。

用1+1来代表。

但是偶数也可以写成合加合和合加素,这就产生了一个问题,为什么素加素需要证明,而合加合不需要证明呢?合加合用2+2表示,难道合加合和合加素是天经地义天然成立不需要证明的吗?既然素加素的证明非常难,不是我等能问津的,那么好吧,我们且不去证明素加素,我们来证明合加合即2+2总可以吧?最小的合数(指奇数中,下同)是9,那么很显然,最小的合加合是18,也就是说,在小于18的偶数中,只有素加素和合加素,而没有合加合。

所以合加合并非天然成立,而是在一定条件下才能成立。

自然数是先有素数然后才有了合数,合数是素数因子和另一奇数和乘积。

即:S(2N+1)。

故先有素加素,然后才有合加合。

合数需要素数做因子,有素数才有合数,合数的增多,挤占了自然数的空间,素数就会减少。

但是自然数每增加一位,奇数总量增加九倍,远大于合数增加数。

所以素数是无限的,合数也是无限的。

随着合数的增多,合加合当然也随之增加, 随着合数增多,就出现了合数连续,例如:115,117,119,121,123,125,是6个合数连续。

因为在奇数数列(2N+1)中,每3个数中必有1个3的倍数,每5个数中必有1个5的倍数,每7个数中必有1个7的倍数,以此类推。

所以,6个合数连续,必然至少会有3个合加合。

所以合加合的必然性是可以证明的。

对于一个偶数,合加合,合加素,素加素之间是相互关联此长彼消的对立统一关系,三者数量之和等于该偶数中奇数总数。

例如对于偶数100,有50个奇数。

我们这样排列:表1:1, 3, 5, 7, 911,13,15,17,1921,23,25,27,2931,33,35,37,3941,43,45,47,4951,53,55,57,5961,63,65,67,6971,73,75,77,7981,83,85,87,8991,93,95,97,99这样排列可以很清楚看出,从两位数起,中间一行尾数为5的数都是合数,其两边是尾数是1,3,7,9,的奇数。

当中间的数为25+30n时,两边尾数是1,7的奇数一定是3的倍数。

为35+30n时,两边尾数是3,9,的奇数也一定是3的倍数,为45+70n时,右边尾数为9的数一定是7的倍数,以此类推,75+70n时,边上尾数7的数一定是7的倍数,95+70n时,边上尾数为1的数也是7的倍数。

同样,还可以找出11,13,17等其他素数因子倍数的位置。

而为15+30n时,两边必定没有3的倍数,因此孪生素数和四生素数只可能在这样的数两出现。

(尾数为9,1的孪生素数只可能出现在30+30n的两边)由此可知,如果偶数尾数为0时,中间一列尾数为5两位数以上的数都要组成合加合。

而偶数的尾数是2,4,6,8时,中间一列尾数为5两位数以上的数必然要和两边各列的合数数组成合加合和合加素。

以表1为例,中间一列尾数为5的数可组成4对合加合,和两边的数至少可组成3对合加合。

所以,合加合不仅可以证明其存在,而且可以证明,随着偶数加大,合加合的数量也随之增加。

对于偶数100,1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 3599 97 95 93 91 89 87 85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 6537 39 41 43 45 47 4963 61 59 57 55 53 51其中包含26个合数(因为1不算素数,且归入合数)和24个素数,其中合加合有:1 99,9 91,15 85,25 75,35 65,45 55,49 51.共7对14个数。

对于偶数200,在100个奇数中,有 54个合数,46个素数,而合加合有12对24个数。

说到现在,一直都是在证明合加合。

但是对于一个偶数来说,其中的合数的总量就那么多,除去合加合之后剩下的合数就只能组成合加素。

例如对于偶数100,26个合数减去7对14个合数,剩下的合数为26-14=12个。

这12个合数只能组成合加素,即合加素有12对。

相应的素数就剩下24-12=12个,这12个素数可组成6对素加素。

即,3+97, 11+89,17+83,29+71,41+59,47+53,对于200这个偶数,100个奇数中有55个合数,其中合加合有12对24个数,剩下31个合数组成31个合加素。

相应的,45个素数减去31剩下14个,因此素加素有7对14个素数。

请看,本来是证明合加合的,不想倒抄了素加素的后路。

这合数和素数本来就是对立的统一的关系,合加合,合加素,素加素,也是相互关联的矛盾统一体,有此必有彼,此长则彼消。

素加素不是有没有的问题,而是数量有多少的问题。

对于任意偶数,其中合数所占的比例是可以计算的,其中3的倍数9+6n,占奇数总数的1/3,5的倍数25+10n,占1/5,但要减掉与3的倍数重复的部分,即为2/15,同样7的倍数为8/105。

等等。

对于1000这个偶数来说,其中的奇合数在9和999之间,其中最小的因数是3,最大的因数是333,因此构成合数的因数只能在这一区间之内。

表2:素数因数 倍数 合数数量 3 9,15,21,... 999 1655 25,35,55,..... 995 667 49,77,91,..... 973 3711 121,143,187,.. 979 2013 169,221,247,.. 949 1617 289,323,391,.. 901 1119 361,437,551,.. 931 923 529 667 713 851 943 989 629 841 899 231 961 1合计 333由表2可见,3和倍数占奇数总数的1/3,以后5,7,11等的倍数的数量迅速递减,而31构成的合数只有1个961,即占奇数总数的1/500。

随着偶数增大,新增的合数比例也随之下降。

所以偶数中合数和素数所占的比例是趋向一个极限的。

表3:偶数 合数个数 比例 素数个数 比例100 26 52/100 24 48/100200 55 55/100 45 45/1001000 333 66.6/100 167 33.4/10010000 3773 75.44/100 1228 24.56/10050000 19868 79.4/100 5132 20.6/100由表3可见,随着偶数增大,合数的比例随之增大,但增速在减慢,并趋向极限。

素数的比例虽然在减小,也超向极限。

这两个极限大约在80%和20%附近。

但由于基数不断增大,所以素数的数量却是不断增加的。

由表1可知,合加合是必然存在的而且偶数越大,则合加合的数量就越大。

表4:偶数 合加合 合加素 素加素 奇数100 7对14个 12对24个 6对12个 50个200 12对24个 31对62个 7对14个 100个1000 111对222个 111对222个 23对56个 500个因为偶数中奇数的总量是合数和素数之和,合加合的数量是合数的数量和分布所决定,合加合的数量会随着偶数增大而增多。

因此除去合加合的数量,剩下的合数必然少于素数的数量。

虽然素的比例在在减少,但是只能趋向极限而不会消失,除去合加素,剩下素数哪怕只有1/100,由于基数很大,那也是庞大的数量。

100亿的1/100也有1亿之多。

所以素加素不是有没有,而是有多少的问题。

而且是偶数越大,素加素就越多,既然已知较小的偶数都是如此,那么未知更大的偶数更是如此。

如表五:偶数 合数比例 合加合比例 合加素比例 素数比例100 26/50 14/50 12/50 24/50200 55/100 24/100 31/100 45/1001000 333/500 222/500 111/500 167/500由表五可知,随着隅数增大,合数数量所占比例在增大,合合加的比例也在增大,因此,减去合加合后剩下的合数总是少于素数总数。

而且隅数越大,越是如此。

如果在坐标中把偶数中的素数个数,合加合,合加素和素加素的个数的连线表示出来,那么可以很清楚看出这些线都是互相发散的.哥猜是实践中发现的现象,是不是真理,素加素是不是普遍存在,为什么不能用实践去检验呢?不是说实践是检验真理的唯一标准吗?很显然,再多的实践也只是反映表面现象,若不能揭示其内在规律性,还是不能肯定哥猜一定成立,总是对下一个偶数是否成立没把握。

现在连自行车都不用骑,只是从合数入手,很容易就能揭示合数产生的规律,揭示了合加合,合加素,和素加素之间的内在关系,这样就对素加素的成立有了充分合理的解释

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