什么是孪生素数猜想
素数p与素数p+2有无穷多对
孪生素数的公式(详见百度百科:孪生素数公式)
利用素数的判定法则,可以得到以下的结论:“若自然数q与q+2都不能被任何不大于的素数 整除,则q与q + 2都是素数”。这是因为一个自然数n是素数当且仅当它不能被任何小于等于的素数整除。 用数学的语言表示以上的结论,就是:
存在一组自然数
使得
.......(1)
其中 表示从小到大排列时的前k个素数:2,3,5,....。并且满足
1≦ i ≦ k ; ;.
, .这样解得的自然数q如果满足,
则q与q+2是一对孪生素数。
我们可以把(1)式的内容等价转换成为同余方程组表示:
q ≡ (mod), q ≡(mod), ..., q ≡(mod ).....(2)
由于(2)的模都是素数,因此两两互素,根据孙子定理(中国剩余定理)知,对于给定的 ,(2)式有唯一 一个小于的正整数解。
范例
例如k=1时,
, 解得q=3, 5。由于,所以可知3与3+2、5与5+2都是孪生素数。这样就求得了区间(3, )里的全部孪生素数对。
又如k=2时,
列出方程
,
解得q=5,11,17。由于,所以11与11+2、17与17+2都是了孪生素数。由于这已经是所有可能的值,所以这样就求得了区间(5, )的全部孪生素数对。
k=3
结论推广
孪生素数猜想就是在k值任意大时(1)和(2)式都有的解。问题已经转入初等数论范围。 参考文献,孪生质数公式,【中等数学】2000年1期