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¿De dónde procede la conjetura "Hardy-Littlewood" de que pi(x+y) < pi(x) + pi(y)?

La conjetura de que $\pi(x+y) \leq \pi(x) + \pi(y)$ con $\pi$ la función de recuento para los números primos, se atribuye habitualmente a Hardy y Littlewood en su artículo de 1923, tercero de la serie Partitio Numerorum sobre la teoría aditiva de números y el método del círculo. Por ejemplo, el libro de Richard Guy Problemas sin resolver en Teoría de Números cita el artículo y califica la desigualdad de "conjetura bien conocida ... debida a Hardy y Littlewood".

Partitio Numerorum III es uno de los artículos más leídos en teoría de números, en el que se detalla un método para escribir fórmulas asintóticas conjeturales (pero bien definidas) para la densidad de soluciones en problemas de teoría aditiva de números como Goldbach, primos gemelos, primos $k$ -tuplets, primos de la forma $x^2 + 1$ etc. Este formalismo en el caso de los primos $k$ -con la noción de constelaciones de primos admisibles y una fórmula asintótica para el número de tuplets, llegó a conocerse como la "conjetura de Hardy-Littlewood [k-tuplets primos]" y, de hecho, es una de las varias conjeturas explícitas del artículo.

Sin embargo, la cuestión de si $\pi(x+y) \leq \pi(x) + \pi(y)$ para todos $x$ y $y$ , en realidad no aparece en el documento Hardy-Littlewood. Ellos discuten la desigualdad sólo para finito fijo $x$ y para $y \to \infty$ que relaciona la densidad de empaquetamiento de primos en intervalos de longitud $x$ a la $k$ -conjetura de los topletes. (Hensley y Richards demostraron en 1973 que las afirmaciones de densidad lim-sup que consideran H & L eran incompatibles con la conjetura de los k-tuplos).

Las preguntas:

  1. ¿Existen otras obras de Hardy o Littlewood en las que la desigualdad sobre $\pi(x+y)$ ¿se discute o se plantea como una conjetura?

  2. ¿Dónde aparece la desigualdad por primera vez en la literatura como una conjetura?

  3. ¿Existe algún documento que sugiera la desigualdad (para todo finito $x$ y $y$ y no la afirmación asintótica considerada por Hardy-Littlewood) es probablemente correcta?

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Gerry Myerson Puntos 23836

He echado un vistazo a Schinzel y Sierpinski, Sur certaines hypotheses concernant les nombres premiers, Acta Arith IV (1958) 185-208, reimpreso en el volumen 2 de Selecta de Schinzel, páginas 1113-1133. En la Selecta, hay un comentario de Jerzy Kaczorowski, que menciona "la conjetura de G H Hardy y J E Littlewood formulada implícitamente en [33] de que $\pi(x+y)\le\pi(x)+\pi(y)$ para $x,y\ge2$ ." [33] es Partitio Numerorum III. Schinzel y Sierpinski (página 1127 de la Selecta) definen $\rho(x)=\limsup_{y\to\infty}[\pi(y+x)-\pi(y)]$ y remite a ese artículo de H-L, pp 52-68. Luego escriben (página 1131), " $\bf C_{12.2}.$ La hipótesis de Hardy y Littlewood según la cual $\rho(x)\le\pi(x)$ pour $x$ naturels $\gt1$ equivaut a l'inegalite $\pi(x+y)\le\pi(x)+\pi(y)$ pour $x\gt1,y\gt1$ ." Hay que decir que la prueba de que la primera desigualdad implica la segunda se basa en la Hipótesis H, que esencialmente dice que si no hay ninguna razón sencilla por la que un grupo de polinomios no puedan ser todos primos, entonces lo son, infinitamente a menudo.

Schinzel y Sierpinski no expresan ninguna opinión sobre el grado de creencia en la conjetura que nos ocupa.

Supongo que esto no responde realmente a ninguna de las preguntas, aunque el uso que hace Kaczorowski de la palabra "implícitamente" puede ser significativo.

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