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希尔伯特认为,有一个可以构造所有素数的普遍公式,就可以解决孪生素数问题和哥德巴赫问题。
一,孪生素数的公式
利用素数的判定法则,可以得到以下的结论:「若自然数 与 都不能被任何不大于 的素数 整除,
则 与 都是素数」。
這是因为一个自然数 是素数当且仅当它不能被任何小于等于 的素數整除。用数学的语言 表示以上的结论,就是:
存在一組自然数 ,使得

其中 表示从小到大排列时的前k个素数:2,3,5,....。並且滿足

这样解得的自然数 如果滿足 , ,则 与 是一对孪生素数。
我們可以把(1)式的內容等价转換成为同余方程組表示:
, ,.... , ....(2)
由于(2)的模 , ,..., 都是素數,因此两两互素,根据孙子定理(中國剩余定理)知,对于給定的 ,
(2)式有唯一一个小于 的正整数解。
二,范例 例如 k = 1 时, ,解得 。
由于 ,所以可知 与 ; 与 都是孪生素数。这样就求得了区间 里的全部孪生素数对。
又比如 k = 2 時,
列出方程 ,解得 。 由于 ,所以 与 ; 与 都是孪生素数。
由于这已经是所有可能的 ,值,所以这样就求得了区间 的全部孪生素数对。 由于这已经是所有可能的 值,所以这样就求得了区间 的全部孪生素数对。
仿此下去可以一个不漏地求得任意大的数以內的全部孪生素数对。 对于所有可能的 值,根据孙子定理得知,(1)和(2)式在 ... 范围內,有 ( )( )( )...( )...(3)个解。注意,由于 ≠0; ≠ 是一回事所以第一项( )。
三,结论推广
孪生素数猜想就是在k值任意大時(1)和(2)式都有小於 ,的解。问题已经转入初等数论范围。 参考文献: 1,谈谈素数表达式,【中等数学】1999,1期,吴振奎教授,。 2,关于一个寻找素数方法的理论依据,【中等数学】2001,4期,陈志云教授。 3,孪生质数公式,【中等数学】2000,1期,王晓明教授
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