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“法国数学家阿达
和比利时数学家瓦莱-普森于1896年证明的素数定理中指
,n以内的素数个数πn的渐近分布为πn~n/lnn,n/lnn随n趋于无穷……”
“……由上,可得知对任意正整数n≥2,至少存在一个素数p使得n
中满是掩饰不住的兴奋之
。
程诺打了响指,笑呵呵的开
说
,“其实这个序列你们应该都听说过,数学家哥德
赫在给数学家欧拉的一封信中,提到了一个完全由费
数:fn=2^2^n 1n=0,1,...组成的序列这个概念,通过fn-2=f0f1···fn-1这个公式,可以证明费
数之间是彼此互素的。”
“对任一正整数n,欧拉φ函数的取值φn定义为:φn:=不大于n且与n互素的正整数的个数。对任一素数p,φp=p-1,这个是因为1,...,p-1这p-1个不大于p的正整数显然都跟p互素。”
于是当众人看到剑桥大学这边两位天资横溢的博士生,此时却宛若小学生一般,仰着
期待着那边程诺讲话,皆是一脸的疑惑之
。
“呃,那我接着说。”程诺接着说
,“我第二个想
的办法是利用素数的分布
行求证。”
本以为程诺能提
一个新方向的证明方法,已经是实属难得,可未曾料想,程诺一
气直接提
了两个。
竖起了一
手指,“第一个,利用互素序列
行证明。”
“还有?”队友诧异
声。
他这么大声,自然引起了旁边许多学校的注意。
“你们想一下,假如能找到一个无穷序列,其中任意两项都是互素的,即所谓互素序列,那就等于证明了素数有无穷多个——因为每一项的素因
都彼此不同,项数无穷,素因
的个数、从而素数的个数,自然也就无穷。”
两人也很好奇程诺究竟会说些什么,竖起耳朵倾听。
“然后,对两个不同的素数p1和p2,φp1p2=p1-1p2-1,这是因为……”
但程诺让两人的惊讶还在继续。
“等一下!”一位队友大声叫停了程诺,急忙从背后的书包里拿
一摞草稿纸,将程诺提
的第一个证明法记下以后,才不好意思的对程诺说
,“你继续吧。”
程诺瞥见记录的那位队友已经记完,清了清嗓
,开
,“再说第三个。”
“当然还有。”程诺笑呵呵的说
,望着
着手腕的队友,“这才哪到哪!”
“第三
,利用代数数论的知识证明。利用代数数论手段证明素数有无穷多个的
发
之一是利用所谓的欧拉φ函数。”
“以上,利用费
数组成的序列,就可以轻松得到素数无限的一个证明法。”程诺语气停顿了一下,开
说
,“下面我说第二个。”
“那什么样的序列既是无穷序列又是互素序列?”一人忍不住问
。
但时间
迫,众人的视线只是在剑桥大学的队伍上停留了几秒时间,便匆匆接着自己的埋
苦算。