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¡Feliz Año Primario!

Sucede que el próximo año 2011 es de primera, mientras que el saliente 2010 es altamente compuesto en el sentido de que el número de sus factores primos distintos es 4, el máximo posible para un año $< 2310$ .

Permítanme denotar por $s(n)$ el número de factores primos distintos de $n$ y observe que $s(2011)=1$ , $s(2012)=2$ y $s(2013)=3$ . Me pregunto si existe un argumento riguroso o algunas consideraciones heurísticas para demostrar que, para cada $k\ge1$ existen (infinitos enteros) $n$ satisfaciendo $s(n+1)=1$ , $s(n+2)=2$ , $\dots$ , $s(n+k)=k$ .

Esto puede pensarse como una generalización de la infinitud de los primos ( $k=1$ ), pero hago esta pregunta sólo por curiosidad.

¡Feliz Año Primario 2011! (Por favor, no cuente el signo de exclamación como factorial).

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radpin Puntos 121

Se perdió la emoción de 1998, con $1999=1999, 2000=2^4 \cdot 5^3, 2001=3 \cdot 23 \cdot 29,$ y $2002=2 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 13$

Una serie de reflexiones rápidas, demasiado largas para que quepan en un comentario:

esto requiere encontrar un "hueco primo" de longitud $k-1$ ya que $s(n+1)=1$ significa que $n+1$ es primo que $n+1$ es primo o potencia de un primo, pero el siguiente $k-1$ son compuestos ya que s(n+x)>1 para $2 \le x \le k$ . Esto también significa que $s(n+2)=2$ sólo porque $s(n+2)$ es par, por lo tanto $2$ es uno de los factores e implica que $(n+2)/2$ es primo (o que $(n+2)/2^j$ es primo para algunos $j \in \mathbb{Z}$ ), ya que $n+2$ sólo tiene dos factores y uno de ellos es $2$ (o $2^j$ ).

Para $s(n+k)$ tener $k$ factores primos distintos significa que tiene que ser como mínimo un producto del primer $k$ números primos, mientras que definitivamente tiene que ser un múltiplo del producto de $k$ números primos. Así que las dos restricciones clave son que s(n+k) es $k$ -compuesto (tiene $k$ factores primos) y que tanto (n+1) como (n+2)/2 son números primos.

Hmm, pensé que algo sobre el hecho de que o s(n+2) o s(n+4) sería divisible por $4$ mientras que el otro sería divisible por $2$ pero no por $4$ jugaría algún papel en esto.

Aquí hay algunos resultados rápidos al ejecutar "bash", "factor", y "sed" y "awk" en la línea de comandos:

Si quieres una carrera ascendente de 1,2 y 3 factores primos, el ejemplo más pequeño comienza en $n=63$ con $64=2^6, 65=5 \cdot 13, 66=2 \cdot 3 \cdot 11$

Si quieres una carrera ascendente de 1,2,3 y 4 factores primos, ya nos perdimos los emocionantes años de $n=1866$ y $n=1998$

1867: 1867
1868: 2 2 467
1869: 3 7 89
1870: 2 5 11 17

1999: 1999
2000: 2 2 2 2 5 5 5
2001: 3 23 29
2002: 2 7 11 13

Y los próximos años con carreras ascendentes de 1,2,3 y 4 factores primos comenzarán después de los años 3216, 4056 y 4176 con 3217, 4057 y 4177 como años primos. Lamentablemente, estos resultados computacionales no me dan el germen de ningún atajo o comprensión. También hay algunas secuencias descendentes en cuanto al número de factores primos, y su colocación tampoco ayuda.

Si se quiere una carrera ascendente de 1,2,3,4 y 5 factores primos, tenemos que esperar casi medio millón de años para llegar a los emocionantes años de $n=491850$ y $n=521880$ para $k=5$

491851: 491851
491852: 2 2 122963
491853: 3 19 8629
491854: 2 11 79 283
491855: 5 7 13 23 47

521881: 521881
521882: 2 260941
521883: 3 3 3 3 17 379
521884: 2 2 11 29 409
521885: 5 7 13 31 37

Ahora, con cuatro números calculados y encontrados, he buscado en la OEIS y he encontrado la secuencia correspondiente. Como la Enciclopedia Online ya tiene esta secuencia, cuelgo mi sombrero de cálculo y me voy a trabajar. :)

http://oeis.org/A086560

Inicio de la primera serie de n números sucesivos en los que el i-ésimo número tiene exactamente i divisores primos distintos para i = 1..n

2, 5, 64, 1867, 491851, 17681491, 35565206671

J.-M. De Koninck, Ces nombres qui nous fascinent, Entrada 64, p. 23, Ellipses, París 2008.

7voto

Kinjal Sate Puntos 1

Como me señaló Han Wu, 2010 no fue tan aburrido desde el punto de vista de los números primos:

2010 = 2*3*5*(7+11+13+17+19)

6voto

Cristian Sanchez Puntos 11266

Creo que la pregunta que plantea sigue abierta. Hace muy poco tiempo que se ha demostrado que $s(n)=s(n+1)=A$ tiene infinitas soluciones para $A\ge 3$ . Así lo demostró Schlage-Puchta en 2003. Este artículo de Goldston, Graham, Pintz y Yildirim analiza esta cuestión y otras relacionadas:

http://arxiv.org/abs/0803.2636

Observación: su función aritmética $s(\cdot)$ se suele denominar $\omega(\cdot)$ hoy en día, sino que se denota $\nu(\cdot)$ por Ramanujan.

4voto

blowmage Puntos 2587

Aquí hay otro patrón que aprendí de Bharath Kumar Annamaneni en su puesto de zumbido.

2011= 157 + 163 + 167 + 173 + 179 + 181 + 191 + 193 + 197 + 199 + 211 .

2011, siendo un número primo en sí mismo, es también una suma de 11 números primos consecutivos. Vaya.

3voto

Jim B Puntos 18849

He decidido compartir este código awk para calcular s(n), principalmente porque me gusta que sólo utiliza la suma y la ley distributiva, y no la factorización, para calcular s(n). También utiliza un poco de procesamiento de cadenas y búsqueda en tablas hash, pero es un buen ejemplo del uso de matrices asociativas. También me gusta porque utiliza $O(\pi(n)\log(n))$ bytes de memoria, esencialmente una entrada por cada número primo menor que n. Disculpas a sleepless in beantown: Prefiero awk ofuscado y algoritmos bonitos a los de una línea en Perl, así que no acepto su reto hecho en un comentario a su respuesta.

BEGIN{ LIM = 10000 ; SEP = "," prev = count[1] = count[2] = count[3] = SENTINEL = 0 dir[1] = 1 ; dir[2] = 0 ; dir[3] = -1 str[1] = " / at " ; str[2] = " = at " ; str[3] = " \\ at " notify[1] = notify[3] = 3; notify[2] = 6

for( n = 2 ; n < LIM ; n++ ) { # cmp means composite if (n in cmp) { split(cmp[n], fl, SEP) ; delete cmp[n] } else { # n is prime; make up factor list from scratch fl[1] = n ; fl[2] = SENTINEL } for(f = fl[j=1] ; f != SENTINEL ; f = fl[++j] ) { if ((nn = (n+f)) in cmp) cmp[nn] = f SEP cmp[nn] else cmp[nn] = f SEP SENTINEL } s = j - 1

for (k in dir) { count[k] = (prev == (s - dir[k]))?(count[k] + 1): 1 if (count[k] > notify[k]) print count[k] str[k] n ":" s } prev = s } }

El resultado de la muestra verifica los resultados de sleepless in beantown, además de mostrar que hay carreras largas en las que s es constante: 2=s(2302)=...=s(2308) . Sugiere que existe una función f(s) tal que hay como máximo f(s) números consecutivos con valor s. Yo sospecho que f(1)=4, pero todavía no tengo una prueba.

Gerhard "Ask Me About System Design" Paseman, 2010.12.29

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