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"Teorema de Dirichlet" sobre pares de primos consecutivos

El número de primos en cada uno de los $\phi(n)$ clases de residuos relativamente primos a $n$ se sabe que ocurren con una frecuencia asintóticamente igual (a raíz de la demostración del Teorema de los números primos). ¿Se aplica el mismo resultado a los pares de números primos consecutivos en el $\phi(n)^2$ ¿pares de clases de congruencia?

A saber: Considere $\{(2, 3), (3, 5), (5, 7), (7, 11), \ldots\}\pmod n$ . Hace $(a,b)$ ocurren con la densidad natural $$\begin{cases} 1/\phi(n)^2,&\gcd(ab,n)=1\\ 0,&\text{otherwise} \end{cases} $$ ?

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user54998 Puntos 31

Creo que sería extremadamente improbable que, en este momento, se pudiera demostrar algo de este tipo. Incluso el problema mucho más débil (para la $n$ ) de si existen infinitas parejas de este tipo (si $\gcd(ab,n) = 1$ ) parece extremadamente difícil en cuanto $\phi(n) > 2$ .

Consideremos el caso muy especial de que $n = 4$ . Si $\pi_1(x)$ y $\pi_3(x)$ denota la función de recuento de primos para los primos congruentes con $1$ y $3$ mod $4$ respectivamente, el hecho de que:

$$\limsup(\pi_1(x) - \pi_3(x)) = \infty, \qquad \limsup (\pi_3(x) - \pi_1(x)) = \infty$$

implica que hay infinitos pares de este tipo para cualquier $(a,b)$ mod $4$ con $ab$ impar. Sin embargo, estos resultados son completamente insuficientes para demostrar que hay infinitas triples (digamos) de primos consecutivos que son $1$ mod $4$ . Del mismo modo, el problema de los pares de primos cuando $\phi(n) > 2$ parece muy difícil. Me parece que la única aproximación a tales problemas es a través de generalizaciones de la conjetura de los primos gemelos, y (en el mejor de los casos) tales resultados nunca darán una densidad positiva.

Para resumir: como heurística general, por supuesto, su conjetura parece bastante razonable, pero incluso la conjetura más débil (que hay infinitas parejas para todos los $a$ y $b$ ) parece fuera de alcance a menos que $n = 3$ , $4$ o $6$ .

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Adam Kahtava Puntos 383

Sospecho que la afirmación es falsa. El efecto de las brechas primarias que hacen que algunos tamaños sean más probables que otros desaparece después de aproximadamente $e^{e^n},$ pero el efecto de los primos (pequeños) que dividen el módulo parece ser un problema excepto cuando $n$ es una potencia primera.

Así que la conjetura podría debilitarse al caso en que $n=p^k$ o la densidad corregida con un producto apropiado sobre los primos.

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