从150~250一共有几个数?其中有几个奇数?几个偶数

如题所述

摘要:
用全新的递升算法,证明了素数分成八族,计算出相连素数的分布概率。
证明了素数尾数以1、7、1、3、7、9、3、9为循环节,作不完整的无限循环。计算出在数域无穷大情况下,相邻素数尾数的分布概率。
提出了计算孪生素数、四生素数的一般公式,修正了六素数的定义,给出了包含素数间距,产生K-素数组类型的源头偶数链。
提出了证明孪生素数猜想的新思路。
相连素数、素数尾数、概率、权重、间距、比例。
相连素数的尾数

2016年,美国斯坦福大学的莱姆克奥利弗和索朗达拉拉哈恩考察前4000亿个素数,公布了令人震撼的重大发现。
后一个素数的尾数,会尽量避免与前数相同。
例如,个位为7的素数,更容易跟着个位为9、3或者1的素数,而不是尾数同样为7的素数。
如果素数是完全随机的,后数的尾数就应该与前数无关,1、3、7、9的分布概率均为25%。
大范围的数据检测表明,素数以1、3、7、9四个数字结尾的总体几率大致相同。但出现的顺序却有所“偏好”, 还很不一致。
例如,尾数为3的素数之后,更容易出现尾数为9的素数,而不是1或者7。
为了书写方便,我创造了几个新的符号。
n-m,指尾数为n的素数之后,接尾数为m的素数。P﹙n-m﹚,指尾数为n的素数之后,接尾数为m的素数所占比例。
斯坦福大学统计了前一亿个素数,得到了相邻素数尾数的分布概率,如下:
1-1,P=4.425%;1-3,P=7.598%;1-7,P=7.758%;1-9,P=5.218%。将它们换算成后续素数中各尾数所占的比例,则是:
P﹙1-1﹚=17.7%
P﹙1-3﹚=30.4%
P﹙1-7﹚=31%
P﹙1-9﹚=20.9%
3-1,5.910%;3-3,4.167%;3-7,7.172%;3-9,7.753%,换算是:
P﹙3-1﹚=23.6%
P﹙3-3﹚=16.7%
P﹙3-7﹚=28.7%
P﹙3-9﹚=31%
7-1,6.396%;7-3,6.832%;7-7,4.169%;7-9,7.605%,换算是:
P(7-1﹚=26.6%
P﹙7-3﹚=27.3%
P﹙7-7﹚=16.7%
P﹙7-9﹚=30.4%
9-1,8.268%;9-3,6.405%;9-7,5.903%;9-9,4.420%,换算是:
P﹙9-1﹚=33.1%
P﹙9-3﹚=25.6%
P﹙9-7﹚=23.6%
P﹙9-9﹚=17.7%
数据清晰显示,相邻素数尾数相同的概率远远低于25%。
一般认为,沿着数轴前进会由小往大遇到尾数为1、3、7、9的奇数,所以相邻素数的尾数不容易重复。
但这无法解释概率偏差的程度,也无法解释那些“偏好”。
例如,P﹙3-9﹚=31%,说明以3结尾的素数,后面更容易出现以9结尾的素数,而不是7或者1。
P﹙9-1﹚=33.1%,说明以9结尾的素数,后续素数有将近三分之一以1结尾。
这种反直觉的奇怪现象,无法解释,只有一百年前哈代与理特伍德的“K元素数猜想“比较接近。但是连猜想本身,也未获得证明。
我刚刚创立一种生成、分解、判定素数的递升算法,挺好地揭示了间距与分布,可以解释、预测、精确计算出素数尾数分布的极限概率。
本文只介绍与尾数相关的部分。
大于30的素数取模于30,余数必定是8个数字之一:1、7、11、13、17、19、23、29。
即:P ≡ 1、7、11、13、17、19、23、29﹙mod 30﹚
也即:P=30N+﹙1、7、11、13、17、19、23、29﹚
例如:
9001 ≡ 1(mod 30﹚=300×30+1
9007 ≡ 7(mod 30﹚=300×30+7
9011 ≡ 11(mod 30﹚=300×30+11
9013 ≡ 13(mod 30﹚=300×30+13
30N加上1、7、11、13、17、19、23、29之后,生成的素数分成了8个类别。
即八个素数族:
﹙1﹚,﹙7﹚,﹙11﹚,﹙13﹚,﹙17﹚,﹙19﹚,﹙23﹚,﹙29﹚。
引理:狄利克雷定理。
如果整数d≥2,a≠0,d⊥a,那么在算术级数a,a+d,a+2d,a+3d……中,包含着无穷多个素数。
8个类别中,每一类包含的素数都无穷多,而任意素数取模于30后均得到8个固定的小数。所以,它们构成了全体素数。
当然,并非每一个30N都形成了素数,例如91=3×30+1就不是。
况且素数间距可以无穷大,并非所有的30N之间都存在素数。例如,素连乘29#和29#+30之间就没有。
结论1:
素数尾数不是按照1、3、7、9的顺序延伸,而是以1、7、1、3、7、9、3、9为循环节,以逐级递升的30N为阶梯,进行着不完整的无限循环。
例如,30 – 60 – 90 – 120 - 150之间的素数尾数分布如下:
﹙30,60﹚ :1……7……1……3……7……×……3……9
﹙60,90﹚ :1……7……1……3……×……9……3……9
﹙90,120﹚ :×……7……1……3……7……9……3……×
﹙120,150﹚:×……7……1……×……7……9……×……9
数域越大,素数越稀疏。每一个类别形成素数的总体概率趋向了一致,素数尾数的总体分布概率也趋向平均。
8个位置,就是8次生成素数的机会。
对应某一个具体的素数,后面接什么素数被数域环境决定。
例如,在素数353711之后,紧接着 353737、353747、353767 、353777四个尾数均为7的素数。
353737 ≡ 7﹙mod30﹚
353747 ≡ 17﹙mod30﹚
353767 ≡ 7﹙mod30﹚
353777 ≡ 17﹙mod30﹚
在两次循环中,循环节1、7、1、3、7、9、3、9中的1、3、9消失了,353741、353743、353749……等不是素数,被剔除。于是353747、353767 、353777替补上前,占据了它们的位置。
假如不对应具体素数,考察范围无穷大,那么8个位置生成素数的频率均等。
即,8个位置出现素数的概率均等。
证明如下:
由30N加上1、7、11、13、17、19、23、29,生成的8个素数族群加上30的素因子2、3、5,构成了全体素数。每一个族群都无穷大,集合与集合之间,元素可以形成映射关系。
例如,集合﹙7﹚与﹙11﹚。
7对应11,37对应41,67对应71,97对应101……无穷无尽。
取﹙7﹚中的任意一个素数,总能在﹙11﹚中找到一个唯一的素数对应。而且,比它们小的素数也全部实现了一一对应。
说明两个无穷大的集合﹙7﹚与﹙11﹚大小相等,意味着30N+7和30N+11生成素数的总量F相等。
当N趋向∞时,F﹙7﹚/N=F﹙11﹚/N,两类素数发生的频率相等。
引理:伯努力大数定律
n趋向于无穷大,事件发生的频率f/n,将无限接近一次实验发生的概率p。

说明,30N+7和30N+11生成素数的概率均等。
扩大证明范围,得出:
在无穷数域的情况下,8个位置出现素数的概率均等。
然而,具体到某一个素数后面会接什么素数,却跟循环节中数字的位置有重要关系。靠前的位置占据了领先优势,加大了统计概率。
在总体概率平均的情况下,由于只统计相邻素数,当第1个位置出现了素数,后续的7个位置不管有没有成功,统统失去了被统计的资格。
换一个角度看。
除了2、3、5,任意素数都会连接八族素数中的一个,概率为100%。循环节中,八个位置生成素数的概率均为1/8。
前一个素数族确定了,后面八族素数按照不完整循环节展开的顺序也确定了。为方便计算,给予循环节8次机会,以确保生成素数。
由于素数的相连是由小到大,循序展开的。第一个位置只要生成素数就会被纳入统计,等于拥有了8次有效机会。
对第二个位置而言,只有第一个位置没有生成素数才可能纳入统计。而8次机会中,第一个位置至少生成了一个素数。所以,它只剩下7次有效机会。
以此类推,第三个位置是6次……第八个位置是1次。
反映到权重上,把第一个位置定为8。
同理,得出第2个位置的权重是7,第3个位置的权重是6,第4个位置的权重是5,第5个位置的权重是4,第6个位置的权重是3,第7个位置的权重是2,第8个位置的权重是1。
在离散情况下,权重即概率。
全体位置的总权重是:8+7+6+5+4+3+2+1=36
按照1、7、1、3、7、9、3、9的循环顺序,数域趋向无穷大时相邻素数的尾数分布概率,也是它们所占的比例。
例如,求尾数为1的素数之后接尾数为3的素数,比例是多少?
循环节中共有两个1,前一个属于﹙1﹚的类别,后一个属于﹙11﹚的类别。对﹙1﹚类别而言,后面第3个和第6个位置是3,权重为6和3;对﹙11﹚类别而言,后面第1个和第4个位置是3,权重为8和5。
平均权重为﹙6+3+8+5﹚/2。
占总权重的比例为﹛﹙6+3+8+5﹚/2﹜/36。
简化计算如下:
P﹙1-1﹚=﹙7+1+3+1﹚/72=16.7%
P﹙1-3﹚=﹙6+3+8+5﹚/72=30.6%
P﹙1-7﹚=﹙8+5+7+2﹚/72=30.5%
P﹙1-9﹚=﹙4+2+6+4﹚/72=22.2%
P﹙3-1﹚=﹙4+2+7+5﹚/72=25%
P﹙3-3﹚=﹙6+1+4+1﹚/72=16.7%
P﹙3-7﹚=﹙8+3+6+3﹚/72=27.8%
P﹙3-9﹚=﹙7+5+8+2﹚/72=30.5%
P﹙7-1﹚=﹙8+2+5+3﹚/72=25%
P﹙7-3﹚=﹙7+4+7+2﹚/72=27.8%
P﹙7-7﹚=﹙6+1+4+1﹚/72=16.7%
P﹙7-9﹚=﹙5+3+8+6﹚/72=30.5%
P﹙9-1﹚=﹙6+4+8+6﹚/72=33.3%
P﹙9-3﹚=﹙8+3+5+2﹚/72=25%
P﹙9-7﹚=﹙5+2+7+4﹚/72=25%
P﹙9-9﹚=﹙7+1+3+1﹚/72=16.7%
上面计算出来的数值,与斯坦福大学的统计结果比较,基本上每一项的吻合程度都超过了99%。之所以存在1%的偏差,是因为前1亿个素数的数域还不够大,选择的样本还不够多。
相邻素数为什么不愿意重复尾数?
为什么某些尾数的素数之后,更容易跟着特定尾数的素数?
一切都被概率决定!
结论2:
递升算法计算出来的,是理想状态下的极限值。
素数尾数的分布概率,在每一个阶段都存在波动与偏离。随着数域扩大,样本增多,逐渐靠近极限。
例如,在100以内,P﹙9-1﹚=40%;在1000以内,P﹙9-1﹚=28%;在10000以内,P﹙9-1﹚=34%。
斯坦福大学的统计显示,在前1亿个素数内,P﹙9-1﹚=33.1%。而递升算法计算出来的极限值,则是:P﹙9-1﹚=33.3%。
运用递升算法,可以求出任意间隔素数的尾数分布概率。
例如,预测某素数与后面第八个素数尾数相同的概率将大幅度上升。当数域越大,采样越多,效果越明显。
考察300000——320000区间,尾数为1的素数,其后第八个素数尾数也为1的概率,高达31.9%。
相连素数
不过,对尾数的研究混淆了八个素数族,掩盖了真相。
例如P﹙1-3﹚,实际上是﹙1﹚、﹙11﹚与﹙13﹚、﹙23﹚相连的混合结果。
真正具备重大意义的,是相连素数的分布概率,它意味着素数间距。
除了2、3、5,全体素数按照﹙1﹚、﹙7﹚、﹙11﹚、﹙13﹚、﹙17﹚、﹙19﹚、﹙23﹚、﹙29﹚的先后顺序,进行着不完整的无限循环。
以﹙1﹚为例,连接了﹙7﹚、﹙11﹚、﹙13﹚、﹙17﹚、﹙19﹚、﹙23﹚、﹙29﹚、﹙1﹚,权重分别是8、7、6、5、4、3、2、1,总权重为36。
当数域充分大,与﹙1﹚族相连的素数分布将无限趋近如下比例:
P﹙1﹚-﹙7﹚=8/36=22·2……%
P﹙1﹚-﹙11﹚=7/36=19·4……%
P﹙1﹚-﹙13﹚=6/36=16·7……%
P﹙1﹚-﹙17﹚=5/36=13·9……%
P﹙1﹚-﹙19﹚=4/36=11·1……%
P﹙1﹚-﹙23﹚=3/36=8·3……%
P﹙1﹚-﹙29﹚=2/36=5·6……%
P﹙1﹚-﹙1﹚=1/36=2·8……%
考察数域﹙250000-1850000﹚,每一次扩大十万统计范围。在﹙250000-350000﹚,﹙250000-450000﹚……﹙250000-1850000﹚中,﹙1﹚族素数接各族素数的分布比例如下:
P﹙1﹚-﹙7﹚
29·4%→29·1%→28·7%→28·3%→27·9%→27·8%→27·4%→27·2%→27·2%→
27·3%→27·4%→27·3%→27·0%→27·1%→27·0%→26·9%……
→22·2……%
P﹙1﹚-﹙11﹚
23·1%→21·1%→21·4%→21·0%→21·1%→21·3%→21·4%→21·4%→21·4%→
21·3%→21·2%→21·2%→21·2%→21·0%→20·9%→20·8%……
→19·4……%
P﹙1﹚-﹙13﹚
15·3%→16·7%→16·1%→16·3%→16·3%→16·3%→16·3%→16·2%→16·1%→
16·2%→16·3%→16·2%→16·3%→16·2%→16·2%→16·3%……
→16·7……%
P﹙1﹚-﹙17﹚
10·8%→10·9%→11·7%→12·2%→12·2%→11·7%→11·4%→11·5%→11·5%→
11·5%→11·4%→11·6%→11·7%→11·8%→11·8%→11·8%……
→13·9……%
P﹙1﹚-﹙19﹚
9·5%→9·6%→9·3%→8·9%→8·7%→8·9%→9·1%→9·2%→9·2%
9·1%→9·1%→9·0%→9·0%→9·1%→9·1%→9·1%……
→11·1……%
P﹙1﹚-﹙23﹚
5·7%→6·3%→6·5%→6·9%→6·8%→6·8%→7·0%→7·0%→7·0%→
7·1%→7·2%→7·3%→7·2%→7·2%→7·3%→7·3%……
→8·3……%
P﹙1﹚-﹙29﹚
4·6%→4·5%→4·5%→4·4%→4·6%→4·6%→4·7%→4·8%→4·7%→
4·7%→4·6%→4·6%→4·7%→4·7%→4·8%→4·9%……
→5·6……%
P﹙1﹚-﹙1﹚
1·6%→1·8%→1·8%→2·0%→2·4%→2·6%→2·7%→2·7%→2·9%→
2·8%→2·8%→2·8%→2·9%→2·9%→2·9%→2·9%……
→2·8……%
统计数据和递升算法的预测数值,基本一致。
P﹙1﹚-﹙7﹚与P﹙1﹚-﹙11﹚的初始偏差高达7%和4%,是因为数域不够大,数值小。小数值区域素数密集,靠前位置被选择的概率加大了。
从0开始的几万区间,P﹙1﹚-﹙7﹚超过了30%。
随着数域扩大,相连素数分布概率的波动越来越小了,渐渐逼近理想值。
结论3:
素数不是完全随机的!
它由2、3、5和八个族组成,在无限数域的情况下,族与族相连的分布概率是一个确定的、非随机平均化的常数。
孪生素数
孪生素数的间距为2,除了3、5、7,全部来自﹙11﹚-﹙13﹚,﹙17﹚-﹙19﹚,﹙29﹚-﹙1﹚。
P﹙11﹚-﹙13﹚=P﹙17﹚-﹙19﹚=P﹙29﹚-﹙1﹚=22·2……%。
p与p+2+30N相连,当N=0时是孪生素数。
例如﹙11﹚-﹙13﹚中,41与43是孪生素数,303431连接303463,N=1。
设p+2+0×30的分布概率为P﹙0﹚,p+2+1×30的为P﹙1﹚……
则:P﹙11﹚-﹙13﹚=P﹙0﹚+P﹙1﹚+P﹙2﹚+……
相连素数循环了N+1次,意味着N次循环失败,p+x+30N与p相连。
x为小于30的偶数,是各族素数相连的最小间距。例如,﹙1﹚-﹙29﹚,x=28;﹙29﹚-﹙1﹚,x=2。
先看二次循环,以此类推。
从p0至p1,共计9个可能产生素数的位置,权重比例为:9、8、7、6、5、4、3、2、1。由于中间没有素数,p0所占的比例为:9/﹙9+1﹚=90%。
考察数域9200000-9300000中的﹙11﹚-﹙13﹚,只有二次循环,数据如下:
P﹙11﹚-﹙13﹚=23·8%,P0=91·4%,P1=8·6%。
数据非常吻合。
假如是三次循环的数域,理论上,P0=17/﹙17+9+1﹚=63%
考察9300000-9400000,出现了三次循环,数据如下:
P﹙11﹚-﹙13﹚=25%,P0=88·3%,P1=10·6%,P2=1·1%。
P0的偏差大,在于理论计算中视p1、p2、p3……分布于全数域。实际上随着数域扩大,相连素数的间距拉开,p1、p2、p3……才逐渐出现。
例如,1000以内的素数间距不超过30,P0=100%,不可能出现二次循环。
前数的累积,导致偏差巨大。
对于从自然数域中截取的小区间,最高循环一般不会分布充分。设其为离群值舍弃,才能够得到接近真实的P0。
像9300000-9400000中,设三次循环为离群值,则理论上的P0=90%。
通过P0,能够估算孪生素数。
循环的次数为N+1,令M=N+1。
M次循环,权重构成了一个首项为1,公差为8,共计M项的等差数列。
p0的权重为:1+8﹙M-1﹚=8M-7
总权重为:M+4M﹙M-1﹚=M﹙4M-3﹚
P0=﹙8M-7﹚/[M﹙4M-3﹚]
上式显示,M越大,P0越小。M趋向于无穷大,P0趋向于0。孪生素数将随着数域的扩大越来越稀少,渐渐接近零。
设素数个数为A,孪生素数的组数为B。
以﹙11﹚、﹙17﹚、﹙29﹚为首的素数,比例接近总数的3/8。分别接﹙13﹚、﹙19﹚、﹙1﹚的概率为8/36,形成最小间距2的比例为P0。
得:B=A×﹙3/8﹚×﹙8/36﹚P0=A×P0/12
公式中的P0针对整个自然数域,是N趋向无穷大时的综合情况。针对有限域,加权平均才可以计算出接近真实的结果。
随着数域扩大,素数间距逐渐拉开。末尾区间的最大间距,基本上代表了最高循环次数,可以视为M。
本文按照国际通行标准,舍弃最大值的75%及以上部分为离群值。例如,检测末尾区间得到最高循环次数为17,则M=11。
当数域充分大,素数间距循环次数逐渐增加。局部未必均衡,但是随着数域向无穷发展,整体将会接近均衡。
假设理想的均衡状态,从0开始,数域的最高循环次数为M。由小到大划分出M个区间,在第一个区间只有1次循环,第二个区间有1次循环和2次循环……第M个区间有1、2……M次循环。
1次循环出现的次数将是最高循环的M倍,2次循环是M-1倍……
因此,P0的加权平均值为:
[MP0+﹙M-1﹚P1+……Pm ] /﹙1+2+……+M﹚
以下数据,由高红卫先生提供。
自然数域1·116E﹢13内共有素数4·18E﹢11个,孪生素数2·07E﹢10组。在末尾6E﹢9的区间,1114241678707——1114241679139形成了最大间距432,循环了15次。
取M=10,则:
P0=[1×10+﹙9/10﹚×9+……﹙73/370﹚] /﹙1+2+……10﹚=59·9%
得B=2·087 E﹢10,偏差为﹢0·8%。
自然数域1·248E﹢13内,共有素数4·655E﹢11个,孪生素数2·296E﹢10组。在末尾6E﹢9的区间,1247877402521——1247877402977形成了最大间距456,循环了16次。
取M=11,则P0=57·3%。
得B=2·223 E﹢10,偏差为﹣3·2%。
自然数域1·26E﹢13内,共有素数4·698E﹢11个,孪生素数2·316E﹢10组。在末尾6E﹢9的区间,1258535916601——1258535917103形成了最大间距502,循环了17次。
取M=11,则P0=57·3%。
得B=2·243 E﹢10,偏差为﹣3·2%。
由三组数据可以看出,除非检测全数域,否则无法获得真实的P0值。然而,知道了A与B就可以倒推出P0,将获得精准结果。
例如,由自然数域1·248E﹢13的P0=59·2%,推测差不多大小的1·26E﹢13也如此。得B=2·317E﹢10,偏差仅为﹢0·04%。
例如,估算孪生素数的组合。
四胞胎素数
四胞胎素数指符合﹙p、 p+2、p+6、 p+8﹚的素数组,例如﹙5、7、11、13﹚和﹙11、13、17、19﹚……有的研究将﹙2、3、5、7﹚也列入了。
这是两组孪生素数相连,间距为4,也被称作四生素数。
2、3、5作为初始素数,不属于任何族群。无穷数域,孤证不举。它们对结果产生不了任何影响,未被本文纳入计算。
除了﹙5、7、11、13﹚,符合﹙p、 p+2、p+6、 p+8﹚形式的,只有﹙11﹚-﹙13﹚-﹙17﹚-﹙19﹚。
经典概率中,可能性是独立的。
三个事件发生的概率为A、B、C,共同发生的概率就是A×B×C。假如三个事件形成了条件制约,共同发生的概率将小于A×B×C。
自然数域中,前数决定了后数。各种可能性相互干涉,没有完全独立的存在。每一个数的呈现,都是概率叠加的结果。
设数域中有素数A个,孪生素数B组,四胞胎素数C组。
根据递升算法,把﹙11﹚-﹙13﹚视为整体,则其对﹙17﹚的综合权重为﹙7+8﹚×﹙7+8﹚/﹙8+8﹚,三者对﹙19﹚的权重为6、7、8。
平均所有权重,得:
C=﹙B/3﹚×[﹙7+8﹚﹙7+8﹚/﹙8+8﹚/36/2]P0×[﹙6+7+8﹚/36/3]P0
=﹙175/13824﹚BP0P0
=﹙175/96﹚BBB/AA
公式显示,随着数域扩大,四胞胎的比例将比孪生素数下降得更快。
以下数据由“月亮在营业”先生提供,估值C由上式计算出来。
数域:4·20E﹢7
A:2·54E﹢6,B:2·05E﹢5,C:2·49E﹢3,估值C:2·43E﹢3
数域:1·68E﹢8
A:9·39E﹢6,B:6·96E﹢5,C:7·05E﹢3,估值C:7·0E﹢3
数域:1·34E﹢9
A:6·72E﹢7,B:4·46E﹢6,C:3·58E﹢4,估值C∶3·58E﹢4
数域:1·07E﹢10
A:4·87E﹢8,B:2·92E﹢7,C:1·91E﹢5,估值C:1·91E﹢5
数域:6·87E﹢11
A:2·62E﹢10,B:1·32E﹢9,C:6·11E﹢6,估值C:6·11E﹢6
偏差为:﹣2·4%,﹣0·7%,0%,0%,0%。
扩大范围,提高精度。
以下的A、B、C值来自公开数据,估值C由上式计算出来。
数域:1·25E﹢15
A:3·70587E﹢13,B:1·45207E﹢12,C:4·034E﹢9,估值C:4·064E﹢9
数域:2·5E﹢15
A:7·26235E﹢13,B:2·78812E﹢12,C:7·435E﹢9,估值C:7·491E﹢9
数域:5E﹢15
A:1·42377E﹢14,B:5·35788E﹢12,C:1·373E﹢10,估值C∶1·383E﹢10
数域:1E﹢16
A:2·79238E﹢14,B:1·03042E﹢13,C:2·538E﹢10,估值C:2·558E﹢10
数域:2E﹢16
A:5·47863E﹢14,B:1·98318E﹢13,C:4·7E﹢10,估值C:4·737E﹢10
对五个自然数域的理论计算,与实际情况完美吻合,偏差仅为:
﹢0·74%,﹢0·75%,﹢0·73%,﹢0·79%,﹢0·79%
有限域的三类孪生素数并不精确等于总数的1/3,BBB连乘三次,放大了偏差。
例如在1万的数域中,﹙29﹚-﹙1﹚占了孪生素数总数的36·1%,在5万时的占比为32·4%,在20万时的占比为32·7%。
六素数
六素数,指间距为6的素数组。
以四元组为例,来自﹙1﹚-﹙7﹚-﹙13﹚-﹙19﹚和﹙11﹚-﹙17﹚-﹙23﹚-﹙29﹚。例如, ﹙41,47,53,59﹚,﹙61,67,73,79﹚……
从递升算法的角度看,在﹙19﹚和﹙29﹚之后,相连素数的间距由小到大分别是4、10……和2、8……所以,六素数不可能有五元组。
从等差数列的角度看,连续5个数必有一个被5整除,唯一的五元组是﹙5,11,17,23,29﹚。
我觉得,﹙5,11,17,23﹚和﹙5,11,17,23,29﹚属于孤证,将它们列入六素数是不科学的。
K-素数组
K-素数组指p,p+b1……p+bk-1是K个相连素数,b1<b2……<bk-1,不存在相同长度的素数序列q使得qk-1-q0<bk-1。
K-素数组的类型是﹙b1,b2……bk-1﹚,当bk-1取最小值时称为紧凑类型﹙tight﹚。
除了2、3、5,全体素数按照﹙1﹚、﹙7﹚、﹙11﹚、﹙13﹚、﹙17﹚、﹙19﹚、﹙23﹚、﹙29﹚的顺序,作不完整的无限循环。
除了2、3、5,以最小族间距为循环节,无限延伸的偶数长链:
6、4、2、4、2、4、6、2、6、4、2、4、2、4、6、2、6、4、2……
我称为之“母链”,包含了所有素数的间距,无论相连或者不相连。任意两个素数的间距,是所处长链位置的间距之和。
例如,9907、9923、9929分别属于﹙7﹚、﹙23﹚、﹙29﹚,对应的位置为:
9907+4+2+4+2+4∶9923+6∶9929
对应的母链片段为:4、2、4、2、4、6,前四个位置被合数占据。
母链也是全部K-素数组类型的源头。b等于最小族间距之和,素数组最紧凑。当中间环节缺失,便产生了其它类型。
例如,最紧凑的12-素数组。
﹙7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47﹚
当然,把3和5列入会得到另外的结果。但它们属于孤证,本文不作讨论。
例如,以﹙11﹚开始的素数组,理论上最小的素数间距是:
2、4、2、4、6、2、6、4、2、4、2、4、6、2、6、4、2、4、2、4、6、2……
把间距相加,对应的类型是:
2,6,8,12,18,20,26,30,32,36,38,42,48,50,56,60,62,66……
目前发现的最大17-素数组,p=2845372542509911868266811属于﹙11﹚,类型是:
﹙6,8,12,18,20,26,32,36,38,42,48,50,56,60,62,66﹚
与最紧凑的类型比较,缺少了b=2、30。
衍生意义
前面证明了,在无穷数域的情况下,8族位置出现素数的概率均等。
假设进一步完成关键证明,针对素数p,p+x+30N也是素数的概率均等,将推导出一系列重要成果。
例如,孪生素数猜想。
尽管p0、p1、p2……出现的概率均等,但只统计相连素数,靠前的位置将具备更大权重,加大了选择概率。
得:P﹙0﹚>P﹙1﹚>P﹙2﹚……
如果孪生素数有限,便存在着最大值。﹙11﹚-﹙13﹚,﹙17﹚-﹙19﹚,﹙29﹚-﹙1﹚从最大值开始,P0=0。
由于素数无穷多,各族素数的集合大小相等。从最大值开始统计,P﹙11﹚-﹙13﹚、P﹙17﹚-﹙19﹚、P﹙29﹚-﹙1﹚大于零。
即:P=P﹙0﹚+P﹙1﹚+P﹙2﹚……>0
所以,P﹙0﹚不可能等于0,孪生素数有无穷多。
总之,如果p+x+30N的假设成立,还可以证明:
1,相连素数的间距为全体偶数。
2,每一个偶数间距,都存在着无穷多的相连素数。
建议:
古典观念里,1也算素数。由于分解素因子时需要不厌其烦地附加一句“除了1”,最终被移出素数行列。
本文多次提到的2、3、5,也面临着相同情况。
我觉得,把2、3、5列为“特殊素数”才好,正如把0列为特殊偶数。相应地,孪生素数、四生素数、六素数、K-素数组……的定义,也将被修正。
以后对素数的研究,就可以简化为八个族了。
题外话:
一位教授问我,为什么是30?
我说,这是由十进制的特点决定。
对素数取模于2,得到2n±1,范围太空泛了。
取模于2×3=6,得到6n±1,开始具备研究价值。例如,素数的数量以36n﹙n+1﹚为单位,呈波浪形增加。
取模于2×3×5=30,八个素数族清晰地显露了出来。
继续下去,是否得到更好结果?例如,取模于2×3×5×7……
答案是否定的。
那其实是把八族素数切割成了细碎片段,反而难见全貌。
本文创立的素数权重模型,其实可以运用于生活中所有的排序选择。如会议轮值,竞选投票,晋升通道,城市扩张,金融投资,甚至宴席敬酒,照相站位,外交政策,自然现象……
参考文献:
罗伯特·莱姆克奥利弗, 卡南·索朗达拉拉哈恩,《连续素数分布中的意外偏见》,2016年,arXiv:1603.03720
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第1个回答  2022-03-13
个数就是250-150+1=101个数。
因为首尾都是偶数。那么偶数多一个。有(101+1)÷2=51个。
奇数101-51=50个。
第2个回答  2022-03-13
250-150=100,但是这100个数里是没有算150的,所以,一共是有101个数字。奇数有50个,偶数有51个
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