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[watermark] 陈景润教授 曾提出这样一个问题:
在自然数列中,是否每隔一定长度就会出现一个素数?
不揣冒昧,回答如下:
【定理】(尚九天) 当自然数 n≧14 的时候,
在 n 与 n(n+2) 之间,
任意取出连续 n个 整数,则在这 n个 整数之中,必有一个是素数.
这个事实很容易证明:
【证明】因为当 n≧14 时, 从 n 与 n(n+2) 之间,任意连续取出的 n个 整数之中,必有一个是: 2,3,4,5,…,n 这n-1个整数的“公非倍数”.
又因为:
_____
n ﹤√n(n+2) < n+1 ,
_____
且 n 中包容了不大于√n(n+2) 的全体索数,所以此“公非倍数”必为素数,故定理成立.
(证完)
【定义】不是 a 的倍数的数,就是 a 的“非倍数”.
不是 a 的倍数,也不是 b 的倍数的数,就是 a,b 的“公非倍数”.
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也许有人会问: 为什么 n 一定不小于 14 呢?
这是因为素数在自然数列“最初阶段”的分布有许多“偶然现象”,随着自然数之不断增大,这些“偶然现象”都会自然消失,剩下的便都是“必然现象”.对于我们现在讨论的问题的“最初阶段”就是 n<14 .
那么当 n<14 时,会出现怎样的“偶然现象”呢?
很简单.就是: 不再是“任意连续”取出,而是“每连续”n个整数.所谓“每连续”n个整数就是:
在 n+1, n+2, n+3, …, 2n 之间;
在 2n+1, 2n+2, 2n+3, … 3n 之间;
………………
在 n(n+1)+1, n(n+1)+2, n(n+1)+3, …, n(n+1)+n = n(n+2) 之间,
各至少有一个素数.
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也许还会有人问:为什么当 n≧14 时,在任意连续 n个 整数中必有一个 2,3,4,5,…,n 这 n-1个整数的公非倍数呢?
回答也很简单:假如您熟悉并且没有忘记小学时的算术,那么您就应该知道“公非倍数”至少有:
1 2 3 4 n-1
n×---×---×---×---× … ×----- = 1
2 3 4 5 n
个.
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