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Demuestre que existe un$m$ de modo que para cualquier$n>m$ existe al menos un primo entre$c_n$ y$n$

Deje $c_n$ $n$- th compuesto. Entonces el problema es demostrar que-

$\pi(c_n)-\pi(n)>0$ $\forall n>m$

He tratado de progreso en el problema mediante un acercamiento elemental. Hasta ahora he sido capaz de demostrar las siguientes trivial resultados

  1. Para cualquier $n>7$ compuesto $c_n$ satisface la desigualdad $2n>c_n>n$.

  2. $\pi(c_n)=c_n-n-1$

  3. $\pi(x)\geq \pi(p)$ $\iff$ $x \geq p$. Donde $p$ es un primo. Observe que cuando el R. H. S siempre implica L. H. S. Para demostrar lo contrario observamos que $\pi(x) > \pi(p)$ $\implies$ $x>p$. El problema se produce cuando se $\pi(x) = \pi(p)$. En ese caso, si $x<p$, esto implicaría que el $\pi(x) < \pi(p)$, que contradice nuestra hipótesis. De ahí resultó.

  4. El $\pi(c_n)$-ésimo primo es estrictamente menor, a continuación, $c_n$ cualquier $n>7$.

  5. $c_n$$_-$$_\pi$$_($$_n$$_)$$_-$$_1$ $=$ $n-1$ $\iff$ $n$ es un primer y $c_n$$_-$$_\pi$$_($$_n$$_)$$_-$$_1$ $=$ $n$ $\iff$ $n$ es un compuesto.

  6. El uso de 5 se puede demostrar que $c_n$ $\geq$ $n+\pi(n)+1$.

Pero lo que yo quiero es desigualdad estricta. Me han demostrado que la función de $\Psi(n)=c_n-n-\pi(n)-1$ es el aumento de entre dos números primos consecutivos.

Observe que la declaración de que el problema es equivalente a la siguiente instrucción

Demostrar que el $\pi(c_n)$-ésimo primo es estrictamente mayor que $n$ cualquier $n > m$.

En realidad, he tomado el problema de la AoPS sitio. Para ver el post http://www.artofproblemsolving.com/Forum/viewtopic.php?f=52&t=588724.

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Actualmente, no tengo primaria de la solución, pero yo uso el Teorema de los números Primos. La versión que yo uso es: $$ \pi(x)= \textrm{Li}(x) + O(x\exp(-c\sqrt{\log x}))$$ $$ =\frac{x}{\log x} + \frac{x}{\log^2 x} + O(\frac{x}{\log^3 x}). $$

He intentado utilizar 2. de su observación. $$ \pi(c_n)=c_n-n-1. $$ Por lo tanto, $$ c_n-n-1 = \frac{c_n}{\log c_n} + \frac{c_n}{\log^2 c_n} + O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}). $$ Entonces tenemos $$ n=c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}). $$ Ahora, estimamos $\pi(n)$ por la fórmula anterior: $$ \pi(n)=\frac{ c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n})}{\log( c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}))}+\frac{ c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n})}{\log^2(c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}))}+O(\frac{ c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n})}{\log^3(c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}))}) $$ $$ =\frac{c_n}{\log(c_n-\frac{c_n}{\log c_n}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}))}-\frac{c_n}{\log^2 c_n} + \frac{c_n}{\log^2 c_n} + O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}) $$ $$ =\frac{c_n}{\log c_n} +O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}). $$ Por lo tanto, $$ \pi(c_n)-\pi(n) = \frac{c_n}{\log^2 c_n}+O(\frac{c_n}{\log^3 c_n}). $$ Desde $c_n\rightarrow \infty$$n\rightarrow\infty$, tenemos el resultado.

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