26 votos

Un número primo de paseo aleatorio

Esta pregunta vino a mi mente gracias a esta pregunta que me pareció muy interesante (y hermoso! Como el matemático Philippe Caldero dijo en su libro Histoires Hédonistes de Groupes et de Géométries "Vamos a parar un momento para contemplar la belleza de las matemáticas, que es después de todo, el punto de figuras".).


La idea es realizar un paseo siguiendo las siguientes reglas:

  • Inicialización: Se inicia en el punto de $(0,0)$ que corresponden al entero $n=0$, y usted tendrá que caminar desde un punto de $\mathbb Z^2$ a otro. Se empieza por caminar a la derecha.

  • Horizontales de cada paso aumenta el número entero $n$$1$.

  • Al $n$ es igual a un número primo, usted toma un paso más, y cambiar la dirección en la que íbamos a (si estuviera caminando de izquierda a derecha, a pie de derecha a izquierda, y recíprocamente).

Para ilustrar las reglas, un dibujo puede ser más explícito:

$$\begin{matrix} & 7 & 8 & 9 & 10\\ & 7 & 6 & 5 \\ & 3 & 4 & 5 \\ & 3 & 2 & \\ 0&1&2& & \end{matrix}$$

O con líneas azules:

enter image description here


Ahora bien, nada nos impide ir un poco más lejos, lo que vamos a hacer hasta que $n=100$, y luego hasta la $n=1\,000$.

enter image description here

enter image description here

Parece que el pie está casi siempre en el lado derecho de la $y$-eje. A pesar de que el pie es el cruce del eje de un par de veces.

Caminemos hasta $n=10\,000$.

enter image description here

Entonces nos damos cuenta de que nos han cambiando por completo el lado del eje estábamos caminando.

El que levanta algunas preguntas:

  • Vamos a cruzar el $y$-eje infinitamente muchas veces?

  • Vamos a estar caminando como mucho en cada lado del avión? En el sentido de que si denotamos por a $L_n$ el conjunto de los enteros menores o iguales a $n$ en el lado izquierdo del avión y $R_n$ el conjunto de los enteros menores o iguales a $n$ en el lado izquierdo del plano:

$$\lim_{n\to\infty} \frac {L_n}n=\lim_{n\to\infty} \frac {R_n}n=\frac 12.$$

  • Vamos a salir de cualquier verticales fijas de banda centrado en la $y$-eje?

A pesar de que cualquier otro resultado, dibujo (yo no tuve éxito en el dibujo para $n=10^5$), las referencias acerca de este paseo que sería de gran interés.

10voto

barak manos Puntos 17078

Vamos a caminar arbitrariamente lejos el eje y?

Sí, porque hay arbitrariamente largas brechas entre los números primos consecutivos.


Para cada brecha $n\in\mathbb{N}$, hay una secuencia de $n-1$ números consecutivos, ninguno de los cuales es el primer:

$$n!+2,n!+3,\dots,n!+n$$

En otras palabras, no es finito obligado en la diferencia entre dos números primos consecutivos.

Por lo tanto no hay ningún límite en cuanto a qué tan lejos el eje de la ilustración se va...

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X