最密k生素数的间隔问题
最密k生素数顾名思义,就是在某特定自然正数段内出现最多素数个数的k生素数群,例如像(5,7,11)这样的三个素数,出现在跨度为6的自然数段中,它就是最密的3生素数;当然,(7,11,13)也是最密3生素数,不过它与前例不是同一种最密3生素数。再例如最密4生素数(11,13,17,19),它只有这一种形式,形成自对称的最密4生素数。
不在赘述最密k生素数(在一定跨度内出现素数个数最多的素数段为最密k生素数)。
现在回到主题上,最密k生素数的间隔,即两组最密k生素数的距离(或差值),现在我们拿最密4生素数来作为分析对象,对于像(11,13,17,19)的最密4生素数,我们如何用通式表达呢?如果按点序表示,第一位设为0(即起始位置),则可以把最密4生素数表示成点序(0,2,6,8),它们也是占位值,即以素数为模,对它们求余数,所得余数是不能出现的,只有没有出现的余数才符合条件,所以对于素数2来说,只有余数1可以出现;对于素数3,只有余数1可以出现;对于素数5来说,只有余数4可以出现;对于素数7,只有余数3,4,5可以出现;我们把点序的中项设为0,则点序表示为(-4,-2,2,4),相应可以出现余数为能出现余数-4后对素数求模;这样素数2对应1;素数3对应0;素数5对应0,素数7对应0,1,6;等等。
现在对可以出现的余数做二元减法求模运算,素数2的可以出现余数为1,相减求关于素数2的余数是0,这说明最密4生素数的差值能整除2,即为2的倍数;同样对素数3,素数5做相应运算,获得二元减法求余数运算结果为能整除3和整除5,所以最密4生素数的2组相减其差值为2,3,5的倍数,即为30n的整数。
现在对素数7可以出现余数做二元余数减法运算,获得结果是除模7余数3,4不出现外,其余余数都可以获得,有中国剩余定理可以获得30的整倍数除60和150的不能得到外,其余的都能获得,即最密4生素数2组相减只能得到相差为210n,210n+30,210n+90,210n+120,210n+180,这5类30整倍数的数,另外的210n+60和210n+150的30整倍数的数永远不会出现。
总结,两组最密4生素数之差,模210的余数不会是60和150,其余30的倍数都可以。 上边的思路是把最密4生素数特征值全部加载在其中项上,有中项的合成结果来反映两组最密4生素数的差值。用到了二元运算。
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