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¿El teorema de Zhang se generaliza a$3$ o más números primos en un intervalo de longitud fija?

Deje $p_n$ ser $n$-ésimo número primo, como de costumbre: $p_1 = 2$, $p_2 = 3$, $p_3 = 5$, $p_4 = 7$, etc.

Para $k=1,2,3,\ldots$, definir $$ g_k = \liminf_{n \rightarrow \infty} (p_{n+k} - p_n). $$ Así, el primer gemelo conjetura afirma $g_1 = 2$.

Zhang del teorema (= débil twin primer conjetura) afirma $g_1 < \infty$.

El primer $m$-tupla conjetura afirma $g_2 = 6$ (infinitamente muchos primeros trillizos), $g_3 = 8$ (infinitamente muchos primeros cuatrillizos), "etcétera" (con $m=k+1$).

Puede Zhang del método de adaptar o ampliar para demostrar $g_k < \infty$ para cualquier (todos) $k>1$?


Agregó un día más tarde: Gracias por todos los comentarios informativos y respuestas! Para resumir y actualizar (espero que atribuir correctamente):

0) [Eric Naslund] La cuestión ya fue planteada en el Goldston-Pintz-Yildirim de papel. Véase la Pregunta 3 en la página 3:

Suponiendo que el Elliott-Halberstam conjetura, puede probarse que hay tres o más números primos admisible en $k$-tuplas con lo suficientemente grande como $k$? Incluso bajo las más fuertes supuestos, nuestro método no puede probar nada más que dos primos en una tupla.

1) [varios encuestados] Tal como están las cosas ahora, no parece que Zhang de la técnica o de cualquier otro método conocido puede demostrar la finitud de $g_k$ para $k > 1$. La principal novedad de Zhang de la prueba es un hábilmente debilitado estimación una la de Elliott-Halberstam, que es bien corto de "el más fuerte supuestos" mencionado por el G-P-Y.

2) [GH] Para $k>1$, el estado de la técnica sigue siendo por ahora como lo era pre-Zhang, dando trivial límites no en $g_k$, pero en $$ \Delta_k := \liminf_{n \rightarrow \infty} \frac{p_{n+k} - p_n}{\log n}. $$ El Teorema de los números Primos (o incluso Čebyšev de la técnica) trivialmente rendimientos $\Delta_k \leq k$ para todos los $k$; nada menos que eso es trivial. Bombieri y Davenport obtenido $\Delta_k \leq k - \frac12$; el registro actual es $\Delta_k \leq e^{-\gamma} (k^{1/2}-1)^2$. Esto es positivo para $k>1$ (aunque muy pequeño para $k=2$ e $k=3$, en torno $0.1$ e $0.3$), y para $k \rightarrow \infty$ es asintótica $e^{-\gamma} k$ con $e^{-\gamma} \approx 0.56146$.

3) [Nick Gill, David Roberts] Algunos otros enlaces de interés:

Terry Tao del 3 de junio de exposición de Zhang resultado y el trabajo que llevan a ello;

El "Secreto de los Blogs Seminario" la entrada y el hilo que ya ha trajo el obligado en $g_1$ de Zhang original de $7 \cdot 10^7$ por debajo de $5 \cdot 10^6$;

Un Erudito de la página que el seguimiento de estas mejoras con los enlaces a las argumentos originales, apoyando código de computadora, etc.;

Un Erudito de la propuesta que incluye el sub-proyecto de la consecución de tales mejoras.

4) [Johan Andersson] Una advertencia: frases tales como "gran primer tuplas en una determinada [longitud] intervalo" (desde el Erudito propuesta) no se refieren a las configuraciones que podemos probar que surgen en los números primos, pero para admisible configuraciones, es decir, los patrones de números enteros que podrían todos ser el primer (y deben todos ser el primer infinitamente a menudo, de acuerdo a la generalizada prime $m$-tupla [un.k.una. débil de Hardy-Littlewood] conjetura, lo que no parece estar cerca de probar todavía). A pesar de las apariencias, tales expresiones no oso en una prueba de $g_k < \infty$ para $k>1$, al menos no todavía.

41voto

Mystica555 Puntos 21

Editar (20/11/2013) : Ayer James Maynard publicado el papel de Pequeños espacios entre los números primos en el arxiv en el que muestra que para cualquier $m$ existe una constante $C_m$ tal que $$ p_{n+m}-p_n\leq C_m$$ infinitamente a menudo. Más acerca de este resultado puede encontrarse en Terence Tao del blog, o en este expositiva artículo de Andrew Granville.


En Goldston, Pintz, y Yildirim papel de los números Primos en las tuplas yo, que muestran que bajo el supuesto de que el Elliott Halberstam Conjetura,

$$\liminf_{n\rightarrow\infty}p_{n+1}-p_n \leq 16$$

y dejan a la siguiente pregunta en la página 3:

Pregunta 3. Suponiendo que el Elliott-Halberstam conjetura, puede probarse que hay tres o más números primos en admisible k-tuplas con lo suficientemente grande k? Incluso bajo los supuestos más fuertes, nuestro método no puede probar nada más de dos números primos en una tupla.

Por lo que entiendo, el problema es el aumento de un coeficiente de $1$ a $2$.
Deje $\mathcal{H}=\left\{ 1,\dots,h_{k}\right\}$ ser nuestro admisible conjunto, y supongamos que $\max_{i}h_{i}\leq x.$ El enfoque es observar a la suma

$$\sum_{x<n\leq 2x}\left(\sum_{i=1}^{k}\vartheta\left(n+h_{i}\right)-\log(3x)\right)W(n),$$

donde $\vartheta(n)=1_{\mathcal{P}}(n)\log n$, $1_{\mathcal{P}}(n)$ es el indicador de la función de los números primos, y $W(n)$, es positivo el peso de la función. Si esta suma es positiva, entonces uno de los términos debe ser positivo, por lo $x<n\leq2x$ hemos

$$\sum_{i=1}^{k}\vartheta\left(n+h_{i}\right)>\log(3x),$$

y desde $\log(n+h_{i})\leq\log(3x)$ para todos los $n$ en nuestra gama, se deduce que hay al menos dos índices de $i\neq j$ tal que

$$\vartheta(n+h_{i}),\ \vartheta(n+h_{j})\neq0.$$

Selberg defendido que, en general, para facilitar el cálculo se debe tomar una positiva función peso para ser un cuadrado, $W(n)=\lambda(n)^{2},$ por lo que el objetivo es demostrar la desigualdad $$\sum_{x<n\leq2x}\sum_{i=1}^{k}\vartheta\left(n+h_{i}\right)\lambda(n)^{2}>\log(3x)\sum_{x<n\leq2x}\lambda(n)^{2}$$

para algunos la elección de $\lambda(n).$ En Goldston, Pintz, y Yildirim del papel, seleccione

$$\lambda(n)=\frac{1}{\left(k+l\right)!}\sum_{\begin{array}{c} d|P(n)\\ d\leq R \end{array}}\mu(d)\log\left(\frac{R}{d}\right)^{k+l}$$

donde $P(n)=\prod_{j=1}^{k}\left(n+h_{j}\right)$, e $R$ depende de $x$. Para utilizar el mismo enfoque para $3$ términos, sería necesario examinar la suma

$$\sum_{x<n\leq2x}\left(\sum_{i=1}^{k}\vartheta\left(n+h_{i}\right)-2\log(3x)\right)\lambda(n)^{2},$$

y mostrar que

$$\sum_{x<n\leq2x}\sum_{i=1}^{k}\vartheta\left(n+h_{i}\right)\lambda(n)^{2}>2\log(3x)\sum_{x<n\leq2x}\lambda(n)^{2},$$

para una elección adecuada de $\lambda(n)$. Aumentar el coeficiente de a $2$ parece ser un tema fundamental, y esperemos que un experto puede explicar por qué este es el caso.

24voto

Pierre Spring Puntos 2398

Esto ahora lo ha logrado James Maynard " Pequeñas brechas entre los números primos ".

21voto

sackoverflow Puntos 33

Esto es un poco demasiado largo para un comentario....

Terry Tao, acaba de escribir un largo post sobre Zhang, del resultado y de la generalización de las tuplas. Él también enlaces, en la parte inferior, a un erudito de la propuesta para la mejora de Zhang límites, y para extender el resultado a tuplas, como por el OP.

A mí me parece que estos dos sitios son los mejores lugares para ir de una descripción del estado-of-the-art en esta pregunta.

18voto

Matt Puntos 8

Buena pregunta! Tal vez vale la pena señalar que Goldston-Pintz-Yildirim hicieron una pregunta similar en su papel original (de los números Primos en las tuplas que yo, Pregunta 3, Página 822). A partir de ahora no se conoce aún si $$ \liminf_{n \rightarrow \infty} \frac{p_{n+2} - p_n}{\log n}=0.$$

Añadido. Para responder a Noam la cuestión que abordó en sus comentarios a continuación, háganoslo denotar $$ \Delta_\nu:= \liminf_{n \rightarrow \infty} \frac{p_{n+\nu} - p_n}{\log n}, $$ luego Bombieri-Davenport (1965) demostró $\Delta_v\leq\nu-\frac{1}{2}$, el cual fue mejorado por Huxley, Maier, Goldston-Yildirim en varios documentos. El mejor resultado, por lo que yo sé, aparece en Goldston-Pintz-Yildirim: los números Primos en las tuplas III, Func.. Aprox. Comentario. Matemáticas. 35 (2006), 79-89.), es decir, $$ \Delta_\nu\leq e^{-\gamma}(\sqrt{\nu}-1)^2. $$

13voto

norcalswim Puntos 11

Pintz papel de arxiv la semana pasada

"Polignac Números, Conjetura de Erdös en las Brechas entre los números Primos, Progresiones Aritméticas de números Primos, y la Limitada Brecha de la Conjetura" http://arxiv.org/abs/1305.6289,

prueba algunos de los resultados en esta dirección. Su resultado es en un sentido mucho más fuerte que Zhang como demuestra en su Principal Teorema que si $ \mathcal H= \{ h_1,\ldots,h_{k} \} $ es un pueden admitirse conjunto con $k>k_0=3.5 \cdot 10^6$ (esta constante $k_0$ parece haber sido mejorado recientemente. Ver Terence Tao de la página web) podemos encontrar infinidad de (y también ofrece un límite inferior para cuántos menos de $x$) $n$'s como que el $k-$tuplas $n+\mathcal H$ tienen dos números primos, sino también todos los demás elementos son casi primos (un acotado número de $c$ de los factores primos, donde el enlazado $c=c(k)$ depende de $k$). Así se demuestra una infinidad de "dos primos + cualquier número fijo de casi primos" en una limitada gama.

Por supuesto, él utiliza Zhang del método de prueba (así como de algunos de sus anteriores resultados/métodos).

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