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¿De cuántos primos da cuenta la prueba de Euclides?

Es una curiosidad pasajera, y no he encontrado ningún duplicado, así que he pensado en compartir mi opinión.

En la prueba más básica (o al menos la más famosa) de la infinitud de los números primos, debida a Euclides, tenemos un conjunto finito $\mathcal{P}_n = \{ p_1, \dots, p_n \}$ de los números primos y observe que $p_1 \cdots p_n + 1$ debe tener un factor primo que no esté en $\mathcal{P}_n$ . (De hecho, no hay factores primos de $p_1 \cdots p_n + 1$ mienten en $\mathcal{P}_n$ .)

Supongamos que establecemos $p_1=2$ y, dado $\mathcal{P}_n$ elegimos $p_{n+1}$ para ser el primo más pequeño que divide a $p_1 \cdots p_n + 1$ . Estoy interesado en saber cuántos primos son recogidos por este algoritmo.

En concreto, para cada $n$ dejar $m_n$ sea el mayor primo de $\mathcal{P}_n$ y supongamos que $m_n$ es el $k_n^{\text{th}}$ más pequeño de los primos. Estoy interesado en encontrar el comportamiento asintótico de $k_n$ como $n \to \infty$ . Por ejemplo, $\dfrac{n}{k_n}$ es la proporción de primos menores que el mayor primo elegido hasta el momento que se contabilizan después de $n$ se han escogido primos.

He aquí algunos valores:

$$\begin{array}{c|c|c|c} n & p_n & m_n & k_n \\ \hline 1 & 2 & 2 & 1 \\ 2 & 3 & 3 & 2 \\ 3 & 7 & 7 & 4 \\ 4 & 43 & 43 & 14 \\ 5 & 13 & 43 & 14 \\ 6 & 53 & 53 & 16 \\ 7 & 5 & 53 & 16 \\ 8 & 6221671 & 6221671 & \approx 397715 \end{array}$$

Soy consciente de que $k_n \sim \dfrac{m_n}{\log m_n}$ como $n \to \infty$ Así que sabiendo cómo $m_n$ crece con $n$ también podría servir. Sospecho que crece bastante rápido.

Otra cosa que me da curiosidad es si todos los primos aparecen como $p_n$ para algunos $n$ .


Editar: Ahora sé que es un problema abierto averiguar si cada primo aparece como algún $p_n$ (he aceptado la respuesta de Pantelis pro tem), y que apenas conocemos términos de la secuencia $(p_n)$ pero me interesa saber si se ha avanzado en la comprensión del comportamiento asintótico de estas secuencias. Al fin y al cabo, ¡entendemos el comportamiento asintótico de la secuencia de primos!

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PAD Puntos 2705

Esto es una conjetura debida a Dan Shanks o quizás a Mullin. Ver el libro de Paulo Ribenboim El nuevo Libro de los récords de números primos página 11.

Mullin, A. A., Bull. Amer. Math. Soc., 69, 737 (1963).

Shanks, D. Los primos de Euclides , Bull. Inst. Combin. Appl., 1, 33-36 (1991).

Mira la página 5 de este enlace a Paulo Ribenboim El pequeño libro de los grandes primos .

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