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Lógica de primer orden: Demostrar que los primos gemelos infinitamente muchos conjetura es equivalente a la existencia de infinitos números primos

Estoy de aprendizaje de Primer Orden de la Lógica de forma independiente el uso de un libro de texto de la universidad. He estado haciendo un poco de auto ejercicio de pregunta y me encontré con este, que me parece que no puede averiguar cómo hacerlo:

Que haya un lenguaje de $L = \{ +, \cdot, 0, 1, < \}\cup \{ c_{n}\mid n\in \mathbb{N}\}$ $N$ una estructura tal que $|N| = \mathbb{N}$ cual $c^N_{n} = n$ y todo el resto de la lengua se considera como el estándar de símbolos en $\mathbb{N}$ ($+$ es, además, $\cdot$ es la multiplicación, etc.). Nos deja denotar $T = Th(N)$

Para cada modelo M de T diremos que $a \in |M|$ es un infinito miembro si se sostiene que el $c^M_{n} < a$ por cada $n\in{N}$

Para cada modelo M de T diremos que $p \in |M|$ es un número primo si se sostiene que el$c^M_1 < p$, y para cada $a, b \in |M|$ si $p = a\cdot^M b$ $a = p$ o $a = c^M_1$

Demostrar que los siguientes son equivalentes:

  1. En $N$ existen un número infinito de números primos $p$ tal que $p +^N 2 $ es también una excelente. (Esto también se conoce como la infinidad de doble conjetura de los números primos y es un problema sin resolver en matemáticas)
  2. Existe un modelo de $M$, de tal manera que $M \vDash T$ con al menos una infinita prime $p$ tal que $p +^N 2 $ es también el primer
  3. Para cada modelo de $M$, de tal manera que $M\vDash T$ con infinito miembros existe una infinita primer tales que $p +^N 2 $ es también el primer

Me he sentado en él por más de una hora y estoy solo perdido en cuanto a cómo demostrarlo. Obviamente $3 \Rightarrow 2$ es trivial, pero no tengo absolutamente ninguna idea de qué hacer con los demás

Cualquier ayuda es muy apreciada, Gracias!

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DanV Puntos 281

La falta implicaciones son inteligentes usa para el hecho de que $T$ es una teoría completa.

$(2)\implies(1)$ : $M$ Hay un infinito prime que tiene un gemelo, $M$ satisface las siguientes oraciones, para cada $n$, "No existe $p>c_n$ tal que $p,p+2$ son ambos primos". Pero desde $T$ es completa debe probar esas frases, y por lo tanto se debe mantener en $N$, lo que significa exactamente $(1)$ es cierto.

$(1)\implies(3)$: Supongamos que $(3)$ falla, y $M$ es un modelo sin infinita de los números primos gemelos, pero con infinita miembros. A continuación, en $M$ es cierto que "Hay $c$ tal de que no hay ningún doble de los números primos mayores que $c$", por la virtud de la integridad de $T$, esto debe ser verdadero en $N$, lo que significa que hay sólo un número finito de los números primos gemelos (desde un conjunto acotado en $\Bbb N$ es finito). Y, por tanto, $(1)$ también debe fallar.

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