一、前言
Goldbach猜想是Goldbach和Euler在1742年的数次通信中提出来的。他们猜测:(1)每个不小于6的偶数是两个奇素数之和;(2)每个不小于9的奇数是三个奇素数之和。当然,如果(1)成立的话,(2)便随之成立,这是因为,任一奇数N奇=(N奇-3)+3≥9,把其中N奇-3这个偶数(>4)按(1)(若成立的话),就有两奇个素数p1, p2,使得(N奇-3)= p1 +p2,而把3叫p3(也是奇素数),便有了:N奇= p1 +p2+ p3
二、定理:若N为≥6的偶数,则N= p1 +p2(p1, p2是奇素数) (3)。
三、证明:设AN(N=6,8,10,…)是一串特殊的待定数值,如果能作出一个函数G(t)使G(t)的无穷收敛级数展开式正好是G(t)=∑[6≤N≤∞] ANtN(N为≥6的偶数),则称G(t)是数组AN(N=6,8,10,…)的生成函数。
现在我们用数组的生成函数表示式中的无穷收敛级数来确定方程N= p1 +p2(p1, p2是奇素数)的解的个数。
用AN表示方程(3)式非负整数解组的个数,我们来确定AN的生成函数G(t) ,为此我们来看下面两个无穷收敛级数的相乘时同幂次项的合并过程
(∑[3≤p1≤∞]tp1)(∑[3≤p2≤∞]tp2)=∑[3≤p1≤∞]∑[3≤p2≤∞]tp1+ p2=∑[6≤N≤∞](∑[N= p1 +p2] 1)tN,(-1<t<1)
我们发现方程N= p1 +p2的每组非负整数解(p1, p2)对应一个tN的项∑[N= p1 +p2] 1,故AN=∑[N= p1 +p2] 1,故AN的生成函数也就是
G(t)=∑[6≤N≤∞] ANtN=(∑[3≤p1≤∞]tp1)(∑[3≤p2≤∞]tp2)
因为∑[3≤p1≤∞]tp1= t3/(1-t2)-t9/(1-t6)-t25/(1-t10)-t49/(1-t28)-t121/(1-t22)-t169/(1-t26)-…≥t3/(1-t2)-t9/(1-t2)
G(t)=∑[6≤N≤∞] ANtN=(∑[3≤p1≤∞]tp1)(∑[3≤p2≤∞]tp2)≥{(t3-t9)/(1-t2)}2=(t6-2t12+ t18)/(1-t2)2=∑[6≤N≤∞](1-t6)2/(1-t2)tN
所以AN≥(1-t6)2/(1-t2),只要证明(1-t6)2/(1-t2)≥1 (4),定理即得证。
(4)式即(1-t6)2≥1-t2,即t12-2t6+1+t2≥1,即t12-2t6+t2≥0,因为t2≥0,即t10-2t4+1≥0,即t10+1≥2t4≥2t5,因为(1-t5)2≥0,所以定理得证。
Goldbach猜想是Goldbach和Euler在1742年的数次通信中提出来的。他们猜测:(1)每个不小于6的偶数是两个奇素数之和;(2)每个不小于9的奇数是三个奇素数之和。当然,如果(1)成立的话,(2)便随之成立,这是因为,任一奇数N奇=(N奇-3)+3≥9,把其中N奇-3这个偶数(>4)按(1)(若成立的话),就有两奇个素数p1, p2,使得(N奇-3)= p1 +p2,而把3叫p3(也是奇素数),便有了:N奇= p1 +p2+ p3
二、定理:若N为≥6的偶数,则N= p1 +p2(p1, p2是奇素数) (3)。
三、证明:设AN(N=6,8,10,…)是一串特殊的待定数值,如果能作出一个函数G(t)使G(t)的无穷收敛级数展开式正好是G(t)=∑[6≤N≤∞] ANtN(N为≥6的偶数),则称G(t)是数组AN(N=6,8,10,…)的生成函数。
现在我们用数组的生成函数表示式中的无穷收敛级数来确定方程N= p1 +p2(p1, p2是奇素数)的解的个数。
用AN表示方程(3)式非负整数解组的个数,我们来确定AN的生成函数G(t) ,为此我们来看下面两个无穷收敛级数的相乘时同幂次项的合并过程
(∑[3≤p1≤∞]tp1)(∑[3≤p2≤∞]tp2)=∑[3≤p1≤∞]∑[3≤p2≤∞]tp1+ p2=∑[6≤N≤∞](∑[N= p1 +p2] 1)tN,(-1<t<1)
我们发现方程N= p1 +p2的每组非负整数解(p1, p2)对应一个tN的项∑[N= p1 +p2] 1,故AN=∑[N= p1 +p2] 1,故AN的生成函数也就是
G(t)=∑[6≤N≤∞] ANtN=(∑[3≤p1≤∞]tp1)(∑[3≤p2≤∞]tp2)
因为∑[3≤p1≤∞]tp1= t3/(1-t2)-t9/(1-t6)-t25/(1-t10)-t49/(1-t28)-t121/(1-t22)-t169/(1-t26)-…≥t3/(1-t2)-t9/(1-t2)
G(t)=∑[6≤N≤∞] ANtN=(∑[3≤p1≤∞]tp1)(∑[3≤p2≤∞]tp2)≥{(t3-t9)/(1-t2)}2=(t6-2t12+ t18)/(1-t2)2=∑[6≤N≤∞](1-t6)2/(1-t2)tN
所以AN≥(1-t6)2/(1-t2),只要证明(1-t6)2/(1-t2)≥1 (4),定理即得证。
(4)式即(1-t6)2≥1-t2,即t12-2t6+1+t2≥1,即t12-2t6+t2≥0,因为t2≥0,即t10-2t4+1≥0,即t10+1≥2t4≥2t5,因为(1-t5)2≥0,所以定理得证。