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n级偶数N_n的1+1表示法个数大于等于n

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n级偶数N_n的1+1表示法个数大于等于n
摘要:以素数序列p_1=2,p_2=3,p_3=5,⋯; 的素数元素平方p_n^2为节点,对全体偶数从小到大分级。第n级区间(p_n^2,p_(n+1)^2)内的偶数元素,用符号N_n表示。第n(>1)级区间(p_n^2,p_(n+1)^2)内的偶数元素个数是
r(n)=1/2 (p_(n+1)^2-p_n^2 )=(p_(n+1)-p_n)(p_n+p_(n+1))
r(n)个偶数元素N_n,因数值不同,表示为两个素数之和的1+1表示法个数r_2 (N_n)不尽相同,必然存在一个最小值r_2 (N_n )_o。分析可知:
r_2 (N_n )_o≥n
关键词:偶数分级,同级偶数的1+1表示法的元素个数最小值
一,概念、定义、符号
素数序列:p_1=2,p_2=3,p_3=5,⋯,p_n,⋯
n级偶数N_n:p_n^2<N_n<p_(n+1)^2
双筛法:设偶数N_n,素数 p,q<√(N_n ),p|N_n,q∤N_n;依次同时划去区间(0,N_n)内素数p&q的倍数mp&m'q,及其各自关于N_n/2的对称点(N_n-mp)&(N_n-m'q)的方法,称为双筛法。
偶数N_n的素因子p:√(N_n )>p|N_n
超常偶数:若偶数形如N_n=2^m P,素因子P,使得√(N_n )<P|N_n,则称偶数N_n为超常偶数;素因子P称为超常因子。例:28=2^2×7是超常偶数,7>√28是超常因子。
【筛元素】:小于√(N_n )的素数p&q,√(N_n )>p|N_n;√(N_n )>q∤N_n
【筛函数】r_2 (N_n):偶数N_n双筛后剩余的1+1表示法的元素个数。
r_2'(N_n ):偶数N_n的1+1表示法的元素个数r_2 (N_n)的数学模型函数近似值。
r_2 (N_n )_o:同级偶数N_n的1+1表示法的元素个数最小值。
r_2'(N_n )_o:同级偶数N_n的1+1表示法的元素个数最小值的数模函数近似值。
r_2 (√(N_n )):区间(0,√(N_n ))&(√(N_n ),N_n-√(N_n ))内的1+1表示法的元素个数。
(N_n-1)是素数时,r_2 (√(N_n ))包含 1&(N_n-1) 两个自然数元素。
二,以p_n^2为节点,对全体偶数N分级
1级偶数N_1: 4=p_1^2<N_1<p_2^2=9,⋯⋯N_1∈{6,8}
2级偶数N_2: 9=p_2^2<N_2<p_3^2=25,⋯⋯N_2∈{10,12,14,16,18,20,22,24}
3级偶数N_3: 25=p_3^2<N_3<p_4^2=49,⋯⋯N_3∈{26,27,30,32,34,⋯,46,48}
4级偶数N_4: 49=p_4^2<N_4<p_5^2=121,⋯⋯N_4∈{50,52,54,56,58,⋯,118,120}

n级偶数N_n: p_n^2<N_n<p_(n+1)^2,⋯⋯N_n∈{p_n^2+1,p_n^2+3,⋯,p_n^2+(2x+1),⋯,p_(n+1)^2-1}
三,n级偶数区间(p_n^2,p_(n+1)^2 )的间隔长度D及完美数的性质
1,设 p_(n+1)-p_n=2m,则区间(p_n^2,p_(n+1)^2 )的间隔长度为
D=p_(n+1)^2-p_n^2=(p_n+2m)^2-p_n^2=4(p_n+1)m
2,设:梅森素数 M_p=2^p-1,则 2^(p-1) (2^p-1)=2^(p-1) M_p 是完美数。
形如完美数两倍的偶数 2^p M_p,对应的1+1表示法的元素个数相对较少:
r_2 (496)=r_2 (992)=13
2^p (2^p-1)=(2^p-1)^2+(2^p-1)=(M_p )^2+M_p=2^p M_p


IP属地:上海1楼2026-02-12 12:18回复
    2^2 (2^2-1)=3^2+3=4×3=12
    2^3 (2^3-1)=7^2+7=8×7=56
    2^5 (2^5-1)=31^2+31=32×31=992

    四,区间(p_n^2,p_(n+1)^2 )内的偶数元素N_n的素因子结构特征
    N_n=p_n^2+(2x+1)=(p_n^2+1)+2x=2^(j_0 ) p_(i_1)^(j_1 ) p_(i_2)^(j_2 )⋯; j_0>0
    N_n=p_n^2+(2x+1)≤p_(n+1)^2-1
    0≤x≤(p_(n+1)^2-p_n^2)/2-1=(p_(n+1)-p_n )(p_(n+1)+p_n )/2-1
    五,n级偶数N_n的1+1表示法的元素个数最小值r_2 (N_n )_o实验数据
    r_2 (N_1 )_o=r_2 (6=2×3)=1
    r_2 (N_2 )_o=r_2 (12=2^2×3)=2
    r_2 (N_3 )_o=r_2 (38=2×19)=3
    r_2 (N_4 )_o=r_2 (68=2^2×17)=4
    r_2 (N_5 )_o=r_2 (128=2^7 )=6>5
    r_2 (N_6 )_o=r_2 (188=2^2×47)=10>6
    r_2 (N_7 )_o=r_2 (332=2^2×83)=12>7
    r_2 (N_8 )_o=r_2 (398=2×199)=13>8
    r_2 (N_9 )_o=r_2 (554=2×277)=21>9
    r_2 (N_10 )_o=r_2 (878=2×439)=27>10
    r_2 (N_11 )_o=r_2 (992=2^5×31)=26>11
    r_2 (N_12 )_o=r_2 (1412=2^2×353)=36>12
    r_2 (N_13 )_o=r_2 (1718=2×859)=41>13
    r_2 (N_14 )_o=r_2 (1964=2^2×491)=52>14

    r_2 (N_n )≥n
    六,两个引理及推论
    引理1:区间 (p_n^2,p_(n+1)^2 ) 内,至多有一个形如N=2^x的偶数。
    证明:假设 p_n^2<2^x<p_(n+1)^2
    D=p_(n+1)^2-p_n^2=(p_(n+1)-p_n )(p_n+p_(n+1) )=d(〖2p〗_n+d)
    p_(n+1)^2=p_n^2+d(2p_n+d)
    根据古斯和梅纳德相邻素数间隔最大值的相关结论
    d=(p_(n+1)-p_n )≤p_n^(13/25)
    p_(n+1)^2=p_n^2+d(2p_n+d)
    =p_n^2+2p_n^(1+13/25)+p_n^(26/25)
    =2p_n^2 (1/2+p_n^(13/25-1)+p_n^(26/25-2) )


    IP属地:上海2楼2026-02-12 12:22
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      2026-03-08 11:57:27
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      运用【试值法】可知,p_n>7,则 (1/2+p_n^(13/25-1)+p_n^(26/25-2) )<1,→2^(x+1)>2p_n^2>p_(n+1)^2
      即:区间 (p_n^2,p_(n+1)^2 ) 内,至多有一个形如N=2^x的偶数。
      引理2:n>2,则同级偶数元素N_n的1+1表示法元素个数r_2 (N_n)最少的两种素因子结构类型是
      N_n=2^m or N_n=2^m P
      证明:根据双筛法,题设情形下,2^m<P,偶数N_n对应的筛元素不包含P;2^m>P,偶数N_n对应的筛元素包含P。区间(√(N_n ),N_n-√(N_n ))内,嵌套不超过N_n的相邻素数间隔最大值时,双筛法的筛函数(筛后剩余元素个数)r_2 (N_n)取得较小值。即可推知。
      推论1:若1+1表示法个数最少的偶数元素形如N_n=2^m P,且 2^m>P时,或可使得
      r_2 (N_n )_o≤r_2 (N_(n-1) )_o
      证明:由n级偶数N_n对应的筛元素最大值是p_n,而n-1级偶数N_(n-1)对应的筛元素最大值是p_(n-1),当N_n与N_(n-1)的差值较小时,N_n比N_(n-1)至少多一个对应的筛元素p_n,使得N_n对应的筛剩元素个数r_2 (N_n)相对于r_2 (N_(n-1))较少。或可导致不大于1的小幅波动。即知。
      七,同级偶数N_n的1+1表示法个数最小值r_2 (N_n )_o
      N_n=(p_n^2+1)+2x,0≤x<1/2 (p_(n+1)^2-p_n^2 ),n>1
      根据双筛法,同级偶数N_n的1+1表示法元素个数r_2 (N_n)数学模型是
      r_2 (N_n )≈N_n ∏_(√(N_n )>p|N_n)▒(1-1/p) ∏_(√(N_n )>q∤N_n)▒(1-2/q) +r_2 (√(N_n ))
      =[(p_n^2+1)+2x] ∏_(√(N_n )>p|N_n)▒(1-1/p) ∏_(√(N_n )>q∤N_n)▒(1-2/q) +r_2 (√(N_n ))
      p_i^2<∏_(2≤p≤p_i)▒p<p_(i+1)^2,p_n^2+1≤N_n≤p_(n+1)^2-1
      1/2 ∏_(2<q≤p_n)▒〖(1-2/q)<〗 ∏_(√(N_n )>p|N_n)▒(1-1/p) ∏_(√(N_n )>q∤N_n)▒〖(1-2/q)<∏_(2≤p≤p_i)▒(1-1/p) ∏_(p_i<q≤p_n)▒(1-2/q) 〗
      根据双筛法剩余元素的性质和分布规律,筛后剩余元素中或包含(N_n-1)&1两个元素,推知偶数N_n对应的1+1表示法元素个数的最小近似值r_2'(N_n )_o的数学模型是
      r_2'(N_n )_o≥1/2 (p_n^2+1) ∏_(2<q≤p_n)▒(1-2/q) -2
      根据切比雪夫不等式,可确定上式的相对误差范围是:
      -15.122%,22.224%
      八,偶数N_n的1+1表示法的元素个数r_2'(N_n )_o数模函数的单调性
      引理1:偶数N_n对应的1+1表示法的元素个数r_2'(N_n )_o数模函数是单调递增的。
      证明:设x≥1,p_(n+1)=p_n+2x,则增量函数


      IP属地:上海3楼2026-02-12 12:24
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        ∆r_2'(N_n )_o=[1/2 (p_(n+1)^2+1) ∏_(2<q≤p_(n+1))▒(1-2/q) -2]-[1/2 (p_n^2+1) ∏_(2<q≤p_n)▒(1-2/q) -2]
        =1/2 [(p_n+2x)^2+1](1-2/(p_n+2x)) ∏_(2<q≤p_n)▒(1-2/q) -1/2 (p_n^2+1) ∏_(2<q≤p_n)▒(1-2/q)
        =1/2 ∏_(2<q≤p_n)▒(1-2/q) [[(p_n+2x)^2+1](1-2/(p_n+2x))-(p_n^2+1)]
        ≥1/2 ∏_(2<q≤p_n)▒(1-2/q) [[(p_n+2)^2+1](1-2/〖2+p〗_n )-(p_n^2+1)]
        显然,当 p_n>7时,上式的函数增量值大于1。表明偶数N_n对应的1+1表示法的元素个数最小值 r_2'(N_n )_o的数模函数总体上是递增的。
        推论1:n级偶数元素N_n的1+1表示法的元素个数r_2 (N_n)≥n
        证明:根据引理1、 p_n<47 时的实验数据、第六款的推论1、以及 n≥10 时,同级偶数N_n的1+1表示法的元素个数最小值r_2 (N_n )_o≫n,即知。
        若干实例验证:p_n>7, 区间(p_n^2,p_(n+1)^2),p_n^2+1≤N_n≤p_(n+1)^2-1
        数学模型计算
        r_2'(N_5 )_o≥1/2 (11^2+1)(1-2/3)(1-2/5)(1-2/7)(1-2/11)-2=5.13
        r_2'(N_6 )_o≥1/2 (13^2+1)(1-2/3)(1-2/5)(1-2/7)⋯(1-2/13)-2=6.41
        r_2'(N_7 )_o≥1/2 (17^2+1)(1-2/3)(1-2/5)(1-2/7)⋯(1-2/17)-2=10.65
        r_2'(N_8 )_o≥1/2 (19^2+1)(1-2/3)(1-2/5)(1-2/7)⋯(1-2/17)(1-2/19)-2=12.13
        函数增量值
        r_2 (N_6 )_o-r_2 (N_5 )_o=6.41-5.13=1.28
        r_2 (N_7 )_o-r_2 (N_6 )_o=10.65-6.41=4.24
        r_2 (N_8 )_o-r_2 (N_7 )_o=12.13-10.65=1.48
        客观真值实验数据
        r_2 (N_5 )_o=r_2 (128=2^7 )=6>5
        r_2 (N_6 )_o=r_2 (188=2^2×47)=10>6
        r_2 (N_7 )_o=r_2 (332=2^2×83)=12>7
        r_2 (N_8 )_o=r_2 (398=2×199)=13>8
        参考资料:
        1 初等数论: 潘承洞,潘承彪著 1997.6 月 北京大学出版社
        2 组合数学: 屈婉玲 著 1997.9 月 北京大学出版社
        3 王元论哥德巴赫猜想 李文林著 1999.9 月 山东大学出版社
        4 数学与猜想 G.玻利维亚 2001.7 月 科学出版社
        5 数论导引 哈代 著 2008.10 月 人民邮电出版社
        6 华罗庚文集 2010.5 月 科学出版社
        7 代数数论 冯克勤 著 2000.7 月 科学出版社
        8双筛法的两种类型及其性质 2023,2 月 百度文库


        IP属地:上海4楼2026-02-12 12:26
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          敬请行家审查本文的论证逻辑是否合理,论证依据是否可靠充分?诚请指正瑕疵,发表异议!


          IP属地:上海5楼2026-02-14 19:10
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            任意偶数N的【级号n】估计判别式是:
            p_n / ln⁡〖p_n 〗 < n≈√(N_n )/ln⁡√(N_n ) < p_(n+1) / ln⁡〖p_(n+1) 〗


            IP属地:上海6楼2026-02-15 08:08
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              实例估判:偶数100对应的n值
              n ≈ √(N_n ) / ln⁡√(N_n ) =√100 / ln⁡√100 = 10 / ln⁡10 ≈ 4
              p_n = p_4 = 7,
              7^2 < 100=N_4 < 11^2
              偶数100属于4级偶数N_4。


              IP属地:上海8楼2026-02-15 16:29
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