《哥德巴赫猜想》

《哥德巴赫猜想》_4分词条

《哥德巴赫猜想》《哥德巴赫猜想》
作者:徐迟 

出版社:人民文学出版社
 
类别:文学

出版时间:2005-06-00 

印刷时间:2005-06-00 

上书时间:2007-04-09

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《哥德巴赫猜想》 详细描述

       

《哥德巴赫猜想》  

       

  哥德巴赫猜想是世界近代三大数学难题之一。1742年,由德国中学教师哥德巴赫在教学中首先发现的。 

  1742年6月7日哥德巴赫写信给当时的大数学家欧拉,正式提出了以下的猜想:a.任何一个大于 6的偶数都可以表示成两个素数之和。b.任何一个大于9的奇数都可以表示成三个素数之和。

  这就是哥德巴赫猜想。欧拉在回信中说,他相信这个猜想是正确的,但他不能证明。

  从此,这道数学难题引起了几乎所有数学家的注意。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。

  中国数学家陈景润于1966年证明:任何充份大的偶数都是一个质数与一个自然数之和,而后者可表示为两个质数的乘积。”通常这个结果表示为 1+2。这是目前这个问题的最佳结果。

《哥德巴赫猜想》 两个猜想

       

1.每个不小于6的偶数都是两个奇素数之和;

2.每个不小于9的奇数都是三个奇素数之和。

《哥德巴赫猜想》《哥德巴赫猜想》

哥德巴赫是德国一位中学教师,也是一位著名的数学家,生于1690年,1725年当选为俄国彼得堡科学院院士。1742年,哥德巴赫在教学中发现,每个不小于6的偶数都是两个素数(只能被和它本身整除的数)之和。如6=3+3,12=5+7等等。公元1742年6月7日哥德巴赫写信给当时的大数学家欧拉,欧拉在6月30日给他的回信中说,他相信这个猜想是正确的,但他不能证明。叙述如此简单的问题,连欧拉这样首屈一指的数学家都不能证明,这个猜想便引起了许多数学家的注意。从哥德巴赫提出这个猜想至今,许多数学家都不断努力想攻克它,但都没有成功。当然曾经有人作了些具体的验证工作,例如: 6 = 3 + 3, 8 = 3 + 5, 10 = 5 + 5 = 3 + 7, 12 = 5 + 7, 14 = 7 + 7 = 3 + 11,16 = 5 + 11, 18 = 5 + 13, ……等等。有人对33×108以内且大过6之偶数一一进行验算,哥德巴赫猜想(a)都成立。但严格的数学证明尚待数学家的努力。

从此,这道著名的数学难题引起了世界上成千上万数学家的注意。200年过去了,没有人证明它。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的"明珠"。 人们对哥德巴赫猜想难题的热情,历经两百多年而不衰。世界上许许多多的数学工作者,殚精竭虑,费尽心机,然而至今仍不得其解。

到了20世纪20年代,才有人开始向它靠近。1920年挪威数学家布朗用一种古老的筛选法证明,得出了一个结论:每一个比大的偶数都可以表示为(99)。这种缩小包围圈的办法很管用,科学家们于是从(9十9)开始,逐步减少每个数里所含质数因子的个数,直到最后使每个数里都是一个质数为止,这样就证明了哥德巴赫猜想。

目前最佳的结果是中国数学家陈景润于1966年证明的,称为陈氏定理:“任何充分大的偶数都是一个质数与一个自然数之和,而后者仅仅是两个质数的乘积。”通常都简称这个结果为大偶数可表示为 “1 + 2”的形式。

                                                          哥德巴赫猜想之猜想

     摘要:本文运用一般数理法则,结合集合的定义,归纳出偶数分解过程中存在的一个固有规律。直接以命题方式推出,方法简明扼要,易普及,还能广泛被人们接受。 
    关键词:偶数、分解、素数、定理。

    定义:任一≥6的偶数h,若在[h/2,h]的闭区间上存在多个素数gi,就有可能存在与<h/2的素数gj相互对应,使得h=g1+g2成立。
    证明:设定gi<h是一连续的素数数列:
    gi=g0,g1,…,gk-1,gk,gk+1,…,gn-1,gn;注:g0是接近h的素数,gk≥h/2是临界点(gk-1>h/2;gk+1<h/2), gn-1=5,gn=3;式中:i,k,n∈N。
    这个偶数h分别与数列中素数之差a0,a1,…,ak-1,ak,ak+1,…,an-1,an组成一个集合In={a0,a1,…,ak-1,ak,ak+1,…,an-1,an}。在集合In的诸位元素中,gk是临界素数。若ak=h/2,必有ak=gk,使得:h=gk+gk;ak≠gk时,从ak+1到an的所有元素中,若存在m个素数元素,则集合In从a0至ak的诸元素中,必有m个素数元素与之对应,从而使得h=gk-j+gk+i(j=0,1,2,…。)成立。就是在集合In中,存在n个≥h/2的素数元素gk-j,h就一定有n组两素数之和存在。
    推理:这是偶数分解过程中,客观存在的一个基本规律,勿庸置疑。下面举例表明这一构想成立。
    例1 选择h=30;gi=29,23,19,17,13,11,7,5,3。
                                         1=30-29; 7=30-23; 11=30-19;13=30-17;
                                         17=29-13;19=30-11;23=30-7; 25=30-5;27=30-3。
    将h=30与素数数列中每一素数之差,组成一个集合: I0={1,7,11,13,17,19,23,25,27,}
    从h=30与素数数列中每一素数之差可以看出,当偶数h与一素数gk-j之差为另一素数gk+i时,同样这个偶数h还存在另一组与gk+i之差等于gk-j。再将它们之间的差,从小至大依次排列并集合在一起。有两不相等的两素数之和的分解式,其差就有两次机会进入这个集合I0中,而只有一素数与一奇数或相等的两个素数之和的分解式,其差只有一次机会进入这个集合I0中。所以只要判定这个集合I0中有n个元素≥h/2的素数,则这个偶数h就一定有n组两素数之和存在,从而使得以上推理成立。
    在集合I0中,有3个≥15的素数17,19,23,分别与<15的素数13,11,7与之对应,使得:17+13=30,19+11=30,23+7=30成立。
    例2选择h=34;gi=31,29,23,19,17,13,11,7,5,3。
                                        3=34-31; 5=34-29; 11=34-23;15=34-19;17=34-17;
                                        21=34-13;23=34-11; 27=34-7;29=34-5; 3=34-31。
    将h=34与素数数列中每一素数之差,组成一个集合: I1={3,5,11,15,17,21,23,27,29,31}
在集合I1中,有一素数元素ak=gk=17,它与该集合中任一元素之和,均不等于34,只存在34=2×17或34=17+17。这一现象的主要原因是,在34的诸多分解式中,只有唯一一组分解式17=34-17,所以在集合I1中只有唯一一元素ak=gk=17存在。显然例2是以上定义推理的补充实例。同样集合I1有4个≥17的素数元素,偶数h=34就有4组不同的两素数之和(17+17,23+11,29+5,31+3)存在。
    结论:由以上定义、证明、推论三个环节可总结一个定理
    定理1 任一≥6的偶数h, 若在闭区间[h/2,h]上,存在若干素数gj,将这些素数gj与它小的所有素数g组成一个素数数列gi。这个偶数h,与素数数列gi中的每一素数之差ai,再组成一个集合:In={a0,a1,…,ak,…an-1,an}。若集合In中有n个≥h/2的素数元素,该偶数h就一定有n组两素数之和存在”。
    定理2 若一偶数h在[h/2, h]的闭区间上无素数g存在;或在这个闭区间上的若干个素数中,均不能与<h/2的素数一一对应,且ak≠h/2时,则该偶数h与素数数列gi中的每一素数之差,组成的集合In={a0,a1,…,ak,…an-1,an}中,不可能有素数元素存在。所以在这两种条件下,这个偶数h就一定不能分解成两素数之和。 

 
参考文献
             W•希尔,G•洛夫著,周焕山译 应用数学基础 1974.3 130031 208

           注:式中gi=g0,g1,…,gk-1,gk,gk+1,…,gn-1,gn;的0,1,…,k-1,k,k+1,…,n-1,n.均为g的角标。其它类同,若不看成角标,将无法理解。

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