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¿Existe una conjetura con las lagunas primarias máximas

Definir Mn nth la máxima diferencia entre los números primos. Es decir, M_1=1 gracias a 3-2=1; M_2=2 gracias a 5-3=2; M_3=4 gracias a 11-7=4; y, en general, M_n = p_{i+1}-p_i donde p_i es el más pequeño de primer tales que p_{i+1} - p_i > p_{j+1} - p_j todos los j < i.

Hay una conjetura o prueba con la máxima primer lagunas, M_n, que dice que el espacio no más del doble entre una máxima para la próxima, \frac{M_{n+1}}{M_n} \le 2 for n>1, or \frac{M_{n+1}}{M_n} < 2 for n>3?

Si sí, ¿quién lo escribió?

Editar: En la actualidad, hay tres respuestas, de las que solamente aparece para intentar responder a las que plantea la pregunta "¿quién lo escribió?" o si la conjetura de existir. Greg Martin respondió con "no he visto una hipótesis de este tipo." que parece apuntar hacia esta conjetura de ser una conjetura original. Pero, no hay nadie más que de acuerdo con él o cambiado la instrucción.

Mientras que la información extra de todas las respuestas es agradable, parece que probar esta conjetura podría conducir a refutar algo con el "análisis heurístico uso de Cramér del modelo" y cómo se utiliza. Pero estoy divagando, esto sería otra cuestión.

También he visto una conjetura como este, así que me esperaba que alguien puede tener y puede indicar una referencia que puedo fuente.

Edit 2: Ahora cuatro agradable respuestas, pero ninguna que responder a la pregunta.

2voto

Stephan Aßmus Puntos 16

Saqué una de las tablas de las brechas principales de wikipedia y puse una columna final,g/\log^2p, como en la sección en el libro de Guy. 11 \leq p < 4 \cdot 10^{18}, Después de la línea 3 (primo es 7) lo más cerca que llegamos ag < \log^2p. es la línea 64,p.1 \; g = 1132, Creo que Cramer-Granville es la conjetura de que \; p \approx 1.69 \cdot 10^{15}, es diferente de cero pero finito, y el desacuerdo es sobre si es más probable que sea \; g/\log^2p \approx 0.920639. u otra cosa.

        Stolen from 
       http://users.cybercity.dk/~dsl522332/math/primegaps/maximal.htm

       the size of the gap is g

       next are the number of decimal digits in p

       for 4 * 10^18 > p >= 11, g < log^2 p = (log p)^2.

       Oh, logarithms base e == 2.718281828459


   ==================================
            g   digits of p           p    log p   g/log p  g/log^2 p
     1      1   1                      2 0.693147   1.4427    2.08137
     2      2   1                      3  1.09861  1.82048    1.65707
     3      4   1                      7  1.94591  2.05559    1.05637
     4      6   2                     23  3.13549  1.91357   0.610294
     5      8   2                     89  4.48864  1.78228   0.397065
     6     14   3                    113  4.72739  2.96147   0.626449
     7     18   3                    523  6.25958  2.87559    0.45939
     8     20   3                    887  6.78784  2.94644   0.434076
     9     22   4                   1129  7.02909  3.12985   0.445271
    10     34   4                   1327  7.19068  4.72835   0.657566
    11     36   4                   9551   9.1644  3.92824   0.428642
    12     44   5                  15683  9.66033  4.55471   0.471486
    13     52   5                  19609  9.88374  5.26116   0.532305
    14     72   5                  31397  10.3545  6.95352   0.671548
    15     86   6                 155921  11.9571  7.19238   0.601515
    16     96   6                 360653  12.7957  7.50254   0.586334
    17    112   6                 370261   12.822  8.73501   0.681254
    18    114   6                 492113  13.1065    8.698   0.663642
    19    118   7                1349533  14.1153  8.35974   0.592248
    20    132   7                1357201  14.1209  9.34782   0.661983
    21    148   7                2010733   14.514   10.197   0.702566
    22    154   7                4652353  15.3529  10.0307   0.653342
    23    180   8               17051707  16.6518  10.8097   0.649161
    24    210   8               20831323   16.852  12.4615   0.739466
    25    220   8               47326693  17.6726  12.4487   0.704405
    26    222   9              122164747  18.6209  11.9221   0.640254
    27    234   9              189695659  19.0609  12.2764   0.644062
    28    248   9              191912783  19.0726   13.003   0.681764
    29    250   9              387096133  19.7742  12.6427   0.639356
    30    282   9              436273009  19.8938  14.1753   0.712549
    31    288  10             1294268491  20.9812  13.7266   0.654231
    32    292  10             1453168141   21.097  13.8408   0.656056
    33    320  10             2300942549  21.5566  14.8447   0.688637
    34    336  10             3842610773  22.0694  15.2247   0.689855
    35    354  10             4302407359  22.1824  15.9586   0.719423
    36    382  11            10726904659   23.096  16.5396   0.716125
    37    384  11            20678048297  23.7523  16.1668   0.680642
    38    394  11            22367084959  23.8309  16.5332   0.693772
    39    456  11            25056082087  23.9444  19.0441   0.795349
    40    464  11            42652618343  24.4764  18.9571   0.774506
    41    468  12           127976334671  25.5751   18.299   0.715502
    42    474  12           182226896239  25.9285   18.281   0.705055
    43    486  12           241160624143  26.2087  18.5434   0.707529
    44    490  12           297501075799  26.4187  18.5475   0.702059
    45    500  12           303371455241  26.4382   18.912   0.715328
    46    514  12           304599508537  26.4423  19.4386   0.735133
    47    516  12           416608695821  26.7554  19.2858   0.720819
    48    532  12           461690510011  26.8582  19.8078   0.737495
    49    534  12           614487453523  27.1441  19.6728   0.724756
    50    540  12           738832927927  27.3283  19.7597   0.723048
    51    582  13          1346294310749  27.9284   20.839   0.746159
    52    588  13          1408695493609  27.9737  21.0198   0.751412
    53    602  13          1968188556461  28.3081   21.266   0.751232
    54    652  13          2614941710599  28.5923  22.8034   0.797536
    55    674  13          7177162611713  29.6019  22.7688   0.769166
    56    716  14         13829048559701  30.2578  23.6633   0.782057
    57    766  14         19581334192423  30.6056  25.0281   0.817762
    58    778  14         42842283925351  31.3885  24.7861   0.789655
    59    804  14         90874329411493  32.1405  25.0152   0.778307
    60    806  15        171231342420521   32.774  24.5926   0.750369
    61    906  15        218209405436543  33.0165  27.4408   0.831126
    62    916  16       1189459969825483  34.7123  26.3884   0.760203
    63    924  16       1686994940955803  35.0617  26.3535   0.751632
    64   1132  16       1693182318746371  35.0654  32.2825   0.920639
    65   1184  17      43841547845541059  38.3194  30.8982   0.806335
    66   1198  17      55350776431903243  38.5525  31.0745   0.806032
    67   1220  17      80873624627234849  38.9317   31.337   0.804922
    68   1224  18     203986478517455989  39.8568  30.7099   0.770506
    69   1248  18     218034721194214273  39.9234  31.2598   0.782995
    70   1272  18     305405826521087869  40.2604  31.5943   0.784749
    71   1328  18     352521223451364323  40.4039  32.8681   0.813489
    72   1356  18     401429925999153707  40.5338  33.4536   0.825325
    73   1370  18     418032645936712127  40.5743  33.7652   0.832181
    74   1442  18     804212830686677669  41.2286  34.9757   0.848335
    75   1476  19    1425172824437699411  41.8008  35.3103   0.844728
          g   digits of p             p    log p   g/log p  g/log^2 p
   ==================================
 

2voto

ND Geek Puntos 880

No he visto una hipótesis de este tipo. Se cree que entre todos los números primos hasta el x, la brecha más grande tiene un tamaño como (\ln x)^2 o una constante múltiplo de la misma. La próxima vez que la brecha se produce, cada número siguiente de que el espacio tiene un aproximadamente el 1/\ln x de probabilidad de ser prime (por el teorema de los números primos). Así que esperamos que el siguiente espacio a ser de alrededor de Y\ln x más grande que el anterior, donde Y es una variable aleatoria continua con distribución de Poisson con parámetro de \lambda=1. Esto implica que el orden de magnitud de M_{N+1}-M_n normalmente tiene un tamaño de \sqrt M_n (a veces una fluctuación constante); en particular, para cualquier \varepsilon>0, debemos tener M_{n+1}/M_n < 1+\varepsilon para suficientemente grande n.

1voto

gnasher729 Puntos 3414

Todo esto es bastante inestable heurística, pero aquí es lo que yo pienso:

Aleatorio entero n es primo con una probabilidad de \frac{1}{\ln{n}} y el compuesto, con una probabilidad de 1 - \frac{1}{\ln{n}}.

Un entero aleatorio n es seguido por al menos M compuesto de números con una probabilidad de (1 - \frac{1}{\ln{n}})^M que es aproximadamente la \exp (-\frac{M}{\ln{n}}). Eso es cierto para todo entero n, incluyendo números enteros n cuales son los números primos.

Si el registro de la brecha hasta el momento es M, luego de un primer p es seguido por un registro de la brecha con una probabilidad de \exp (-\frac{M}{\ln{p}}). Esto es seguido por una diferencia de longitud de 2M o más con una probabilidad de \exp (-\frac{2M}{\ln{p}}). Si que prime p es de hecho seguido por un registro de la brecha, entonces la probabilidad de que esta es seguida por una brecha de duplicar el registro es \exp (-\frac{M}{\ln{p}}).

Así que la probabilidad de que un primer p es seguido por un registro de la brecha es la misma que la probabilidad de que el registro de la brecha es el doble del récord anterior de la brecha. La tabla anterior muestra el 75 registro de la brecha de hasta el 1.4 * 10^{18}. La distancia entre dos registro de las lagunas es de aproximadamente 8 * 10^{17}. \ln p es de alrededor de 40, por lo que la probabilidad de que el primer ser seguido por un registro de la brecha es de alrededor de \frac{1}{2 * 10^{16}}. La probabilidad de que un registro de la brecha es el doble de la anterior brecha también es \frac{1}{2 * 10^{16}}. Así que esto es muy poco probable que suceda.

Cualquier persona que sabe cómo hacer que la \frac{1}{\ln{p}} más bonito? Véase el comentario a continuación.

1voto

Adam Kahtava Puntos 383

He aquí un análisis heurístico uso de Cramér del modelo. TL;DR: la conjetura es probablemente falsa.

La espera máxima de la brecha en este modelo es \log^2n, así que supongo que estamos buscando justo después de encontrar un hueco. La probabilidad de que un número es primo esx=1/\log n, por lo que la probabilidad de que un determinado prime va a tener una diferencia de longitud de k+1x(1-x)^k. La probabilidad de que una determinada primer voluntad de no ser seguido por un registro de la brecha es así 1-(1-x)^{\log^2n}=1-\left((1-1/\log n)^{\log n}\right)^{\log n}\approx1-e^{-\log n}=1-1/n. y la probabilidad de que un determinado prime será seguido por un registro de al menos k veces que el viejo se (1-x)^{k\log^2n}\approx e^{-k\log n}=n^{-k}.

La combinación de los dos, la probabilidad de que la diferencia será superado por un factor de k o más es \sum_{i=0}^\infty(1-1/n)^en^{-k}=\frac{n}{n^k}=\frac{1}{n^{k-1}} y, por tanto, k=2 está justo en el límite: esperamos que registra el doble de la anterior récord infinitamente a menudo (ya \int1/n diverge), pero los registros deben ser 2.001 veces el récord anterior finitely a menudo.

Ahora bien, esto es realmente de tomar la heurística demasiado lejos. Cramér del modelo no es el estado de la técnica, y se ha demostrado que las predicciones incorrectas en el comportamiento de los números primos ([1], [2]). Pero la idea básica es que hay una fase de transición, probablemente alrededor de 2, a partir de las ratios que aparecen infinitamente a menudo a finitely a menudo (o nunca!).

Mejora

Una mejor versión permitiría el inicio de la brecha de ser distinta de \log^2n. Esta versión cruda es conservador, ya que una distribución de valores que haría más fácil para conseguir grandes factores entre los dos.

De hecho, si usted rehacer el cálculo suponiendo que el antiguo registro sólo se s\log^2 n, en espera de que las diferencias de tamaño de 1+1/s debe ocurrir infinitamente a menudo. Así que si usted piensa que un positivo proporción de tiempo que el más grande de primer gap por debajo de n0.99\log^2n, entonces usted debe obtener los registros superando el anterior por un factor de 2+1/99 infinitamente a menudo.

Notas Técnicas

Una mejora sería tomar pequeños en cuenta los factores (un pariente de la llamada W-trick). Es difícil predecir el efecto neto, pero en todo caso lo harían también los factores de mayor tamaño suceder más a menudo.

Un tema menor, es que mi análisis se utiliza 1/\log n como si se es constante. Pero lo interesante de la gama es el siguiente n primos después de n, por lo que basta con mirar hacia arriba para hablar n+n\log n que ha logaritmo acerca de \log n+\log\log n, que es menos de (1+\varepsilon)\log n cualquier \varepsilon>0 y lo suficientemente grande como n.

Conclusión

La conjetura es en un terreno inestable. Hay una buena razón para pensar en grandes proporciones de máxima lagunas suceden infinitamente a menudo. Por otro lado, mirando a la heurística de los que estamos hablando increíblemente grandes números antes de que este tipo de eventos. Cada uno de los eventos que estamos viendo es una nueva máxima primer hueco, y un 'éxito' en cualquier máxima primer brecha se ha asintótica probabilidad 0 de suceder, consiguiendo resultados positivos en la probabilidad de que sólo cuando se integran en un gran número de nuevos máxima primer lagunas. Pero sabemos que sólo un puñado de estos, por lo que es muy posible que nunca vamos a ver sólo una de estas megajumps.

Bibliografía

[1] János Pintz, Cramér vs Cramér. En Cramér del modelo probabilístico para los números primos, Func.. Aprox. Comentario. De matemáticas. 37 (2007), parte 2, pp 361-376.

[2] H. Maier, los números Primos en un breve intervalo de tiempo, Michigan Matemáticas. J. 32 (1985), pp 221-225.

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