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积分素数对问题

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积分素数对问题
如果一个素数P加上自身的各位数之和P1仍然是素数,如11+1+1=13,那么{P,P1}就构成一对积分素数对。问:积分素数对的总对数是无限多对吗?积分素数对的正式定义:设p=n是一个素数,定义函数f(n)=n+s(n),其中 s(n) 是n的十进制各位数字之和。如果f(p)也是素数,那么{p,f(p)}就构成了一对积分素数对。这里显然有f(p)>p,因为s(p)≥1。
已知前96对积分素数对为{11, 13}{13, 17}{19, 29}{37, 47}{53, 61} {59, 73}{71, 79}{73, 83}{97, 113}{101, 103} {103, 107}{127, 137}{149, 163}{163, 173}{167, 181} {181, 191}{233, 241}{257, 271}{271, 281}{277, 293} {293, 307}{307, 317}{367, 383}{383, 397}{389, 409} {419, 433}{431, 439}{433, 443}{479, 499}{499, 521} {1009,1019}{1049,1063}{1061,1069}{1087,1103}{1153,1163}{1171,1181}{1223,1231}{1283,1297}{1409,1423}{1423,1433}{1483,1499}{1489,1511}{1553,1567}{1559,1579}{1579,1601}{1597,1619}{1601,1609}{1607,1621}{1733,1747}{1801,1811}{1847,1867}{1861,1877}{1867,1889}{1933,1949}{1973,1993}{1999,2027}{2017, 2027}{2039, 2053}{2053, 2063}{2129, 2143}{2143, 2153}{2213, 2221}{2237, 2251}{2273, 2287}{2293, 2309}{2341, 2351}{2383, 2399}{2389, 2411}{2521, 2531}{2543, 2557}{2617, 2633}{2633, 2647}{2657, 2677}{2671, 2687}{2677, 2699}{2693, 2713}{2729, 2749}{2767, 2789}{2837, 2857}{2857, 2879}{2903, 2917}……
积分素数对的理论性质增长性:f(p)=p+s(p),由于 s(p)≈k*4.5(k 是位数),所以 f(p)≈p+4.5*log p ,增长缓慢。
与自守素数的关系:
自守素数(Self Primes)是那些不在f(n)值域中的素数。而积分素数对是较大数在 f(n) 值域中,且原像p和像f(p) 都是素数的对。两者是互补概念。目前看来,这两条命题:①积分素数对无穷多②自守素数无穷多都是独立的公开猜想,互相不能直接推出对方。
链式积分:可以定义积分链 p₀→ f(p₀)→f(f(p₀))→……例如:11→13→17→25(合数,链终止)277→293→307→317→328(合数,链终止)最长素数链可能是研究重点。
未解问题
无穷性:积分素数对是否无穷多?很可能是,因为素数密度约1/log n,s(p) 变化平缓,启发式表明应有无限多对。
最大链长:是否存在无限长的素数积分链?几乎肯定否,因为随着迭代,s(p) 的随机性会使 f^{(k)}(p) 最终落入合数。
密度估计:在n以内的积分素数对数量约为π(n)/log n量级。
由于s(p) 是有界慢变函数:p 有 k 位时,s(p)≤9k≈ O( log p)相对于 p 可以看作微小偏移。考虑到对随机素数 p而言,p+s(p) 依然“像随机整数一样以概率 1/log n 是素数”。而素数本身无穷多,叠加这个概率,直觉与统计均强烈支持:积分素数对无穷多。在列表中,一直延续到几千、上万,积分素数对依然不断出现,也完全符合这个趋势。但这仍然只是猜测,距离严格的数学证明还相差甚远。#数学[超话]#


IP属地:北京来自Android客户端1楼2026-04-23 01:02回复