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Demostrando $\lim_{n \to \infty} \frac {\log{p_n}} {\log n} = 1$

¿Cómo puedo mostrar:

$$\lim_{n \to \infty} \frac {\log{p_n}} {\log n} = 1$$

donde $p_n$ $n$th el primer número sin usar el Teorema de los números Primos?

Un poco de contexto: la razón por La que no puedo usar el PNT (o al menos en la forma que uno podría tratar de usar) es porque esta realidad es lo que estoy tratando de demostrar, o más bien, una cierta forma de teorema del número primo. El PNT estados que $\pi(n) \sim \frac n {\log n}$, es decir,

$$\lim_{n \to \infty} \frac {\pi(n) \log n } n = 1$$

donde $\pi(n)$ es la principal función de conteo.

Sustituyendo $n \to p_n$ uno:

$$\lim_{n \to \infty}\frac {n \log p_n} {p_n} = 1$$

Ahora me gustaría mostrar que $p_n \sim n \log n$, es decir,

$$\lim_{n \to \infty} \frac {n \log n } {p_n} = 1$$

que requiere la prueba que estoy pidiendo.

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Matt Dawdy Puntos 5479

Esto es suficiente para demostrar el PNT de hasta un multiplicativo constante. Esto es mucho más fácil de demostrar el PNT y de hecho fue hecho por Chebyshev.

En realidad algo un poco más débil es suficiente. Un buen límite superior puede ser extraído de la prueba de Bertrand postulado (no Bertrand postulado, realmente la prueba), como se explica aquí; $p_n \le C n \log n$ para algunas constantes $C$. Y, por supuesto, $p_n \ge n$ es suficiente para el límite superior.

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