Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 12. 04. 2012 22:34

Ospli
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

Ahoj,
mám tu jednu domněnku z teorie čísel:

Množinu n po sobě jdoucích složených čísel nazveme "sled n čísel".
Příklad sledu:
3 čísel - 8 9 10
11 čísel - 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124

Domněnka je, že v rozkladech prvků sledu n čísel na prvočísla se nachází alespoň n různých prvočísel.
Platí to alespoň pro sledy < 5. Chvíli už nad tím přemýšlím, ale stále nemůžu najít důkaz nebo protipříklad.

Sled n čísel začíná vždy číslem větším než n...

Offline

 

#2 13. 04. 2012 21:46 — Editoval check_drummer (13. 04. 2012 22:22)

check_drummer
Příspěvky: 4939
Reputace:   106 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Ospli:
Ahoj,

skrývám po upozornění od Andrejka3 na definici sledu



Pro n=1 nebo n=2 je to zřejmé. Pro n=3 budou v rozkladech jistě dvě prvočísla 2,3, přičemž 3 bude právě v jednom z nich, tj. ostatní dvě budou tvaru 2^k a 2^m, což ale není možné - jejich rozdíl je totiž nejvýše 2.
Pro n=4 (jediný případ, který zbývá) se ještě zamyslím, ale mohlo by být možné použít podobnou myšlenku...

Pro n=4 - označme sled a1,a2,a3,a4. Potom právě dvě čísla, rozdíl jejichž indexů je 2, mají v prvočíselném rozvoji 2. Nechť jsou to třeba a1 a a3 (pro a2,a4 postupujeme obdobně). Potom se v a2 a a4 vyskytují různá prvočísla. Navíc se mezi uvažovanými čísly v rozkladu vyskytuje aaspoň jednou 3. Rovněž každé prvočíslo různé od 2,3 se v každém z čísel ai vyskytuje nejvýše jednou. Tedy nevyskytuje-li se 3 v rozkladu a2 nebo a4 samo (tj. a2 nebo a4 je tvaru 3^k), pak jsme našli požadovaná 4 prvočísla (2,3, to v a2, to v a4).
Je-li se a2 tvaru 3^k, pak a1 nebo a3 obsahuje kromě 2 ještě další prvočíslo různé od 3 a jsme hotovi. Je-li a4 tvaru 3^k, pak můžeme využít platného tvrzení, že neexistují x,y přirozená jiná než x=3,y=2 že abs(3^y-2^x)=1, tj. v rozkladu a3 musí být kromě 2 ještě další prvočíslo a jsme hotovi.
Snad jsem někde neudělal chybu.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#3 13. 04. 2012 22:13 — Editoval Andrejka3 (13. 04. 2012 22:14)

Andrejka3
Moderátor
Příspěvky: 1994
Škola: PŘF UP Olomouc (2015)
Reputace:   119 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ check_drummer:
Ahoj, podle zadané definice sledu není 15,16,17,18,19,20 sled, protože obsahuje prvočíslo.
Sled má být složen jen ze složených čísel, jestli jsem to dobře pochopila.
Odtud asi taky plyne, že musí sled n čísel začínat od čísla většího než n.


What does a drowning number theorist say?
'log log log log ...'

Offline

 

#4 13. 04. 2012 22:20

check_drummer
Příspěvky: 4939
Reputace:   106 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Andrejka3:
Ahoj, děkuji za upozornění. Ovšem pro n<5 jsme tedy tvrzení dokázali i pro sledy, které mohou obsahovat prvočísla.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#5 13. 04. 2012 22:27

Andrejka3
Moderátor
Příspěvky: 1994
Škola: PŘF UP Olomouc (2015)
Reputace:   119 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

Co třeba 2,3,4,5? Obsahuje tři prvočísla. Ale teď nevím, zda chceš navíc, aby se začalo aspoň od pětky, když vybírám čtyři čísla.
V tom důkazu jsem si jistá třemi prvočísly, to čtvrté tam nevidím.


What does a drowning number theorist say?
'log log log log ...'

Offline

 

#6 13. 04. 2012 22:35

check_drummer
Příspěvky: 4939
Reputace:   106 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Andrejka3:
O sledu délky n předpokládám, že - jak je psáno - začíná vždy číslem větším než n.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#7 13. 04. 2012 22:37

check_drummer
Příspěvky: 4939
Reputace:   106 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Andrejka3:
Já jsem to prvočíslo nijak neoznačil - takže opravdu není vidět, jak píšeš.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#8 13. 04. 2012 22:38 — Editoval Andrejka3 (13. 04. 2012 22:43)

Andrejka3
Moderátor
Příspěvky: 1994
Škola: PŘF UP Olomouc (2015)
Reputace:   119 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ check_drummer:
Aha, tak to nemám námitky.
edit: jen jsem výrok "sled n čísel musí začínat číslem větší než n" považovala za pozorování, ne za součást definice.


What does a drowning number theorist say?
'log log log log ...'

Offline

 

#9 13. 04. 2012 22:52

check_drummer
Příspěvky: 4939
Reputace:   106 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Andrejka3:
Ono je to pozorování, když v definici dovolíme jen složená čísla. Já jsem si tam (špatně) "přidal" i prvočísla a proto jsem to bral jako součást definice.
V tom případě ale zbývá najít důkaz pro obecné n - nebo tvrzení vyvrátit. Rovněž tak by bylo hezké v mém důkaze odstranit spoléhání na relativně netriviální tvrzení o rozdílu mocnin čísel 2 a 3.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#10 13. 04. 2012 22:55

Andrejka3
Moderátor
Příspěvky: 1994
Škola: PŘF UP Olomouc (2015)
Reputace:   119 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ check_drummer:
Jo, v tom bych ráda pomohla, ale této části matematiky rozumím jen velmi málo. Tak přeji zdar v řešení.
Doufám, že se to zde na fóru povede vyřešit. Zajímalo by mě, jak moc to nakonec bude obtížné.


What does a drowning number theorist say?
'log log log log ...'

Offline

 

#11 13. 04. 2012 23:20 — Editoval check_drummer (13. 04. 2012 23:22)

check_drummer
Příspěvky: 4939
Reputace:   106 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Andrejka3:
To není žádná věda - když řešíš (jak to tak sleduju) netriviální algebru, tak tohle bys zvládla taky. :-)
Také jsem zvědav jak to dopadne - pro sledy o malých číslech je šance, že budou obsahovat málo prvočísel (z omezeného rozsahu), ale zase jsou zde prvočísla víc hustě rozmístěna. Pro sledy o velkých číslech je to přesně naopak.

Zajímavý už by byl jen fakt jaká je četnost sledů délky n, které obsahují aspoň jedno prvočíslo. Ale asi by bylo možné dát nějaký odhad z prvočíselné věty - i když dost hrubý - tady už vstupuje do hry podmíněná pravděpodobnost.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#12 14. 04. 2012 14:40 — Editoval Ospli (14. 04. 2012 20:22)

Ospli
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ check_drummer:

Bez použití Catalanovy věty můžeme využít toho, že nsd(a1, a3)|2 a nsd(a1, a4)|3.
Tedy pokud a4 = 3^x a a3 = 2^y, potom (bez použití čtvrtého prvočísla) :

a1=2*3=6 ... 6,7,8,9 ale není sled 4 čísel (7 je prvočíslo)
a1=2 nebo a1=3 ... žádné číslo sledu nemůže dělit jiné číslo sledu: nsd(sx, sy)<n a přitom každé číslo sledu je větší než n


"Sled n čísel musí začínat větším číslem než n" plyne z Bertrandova postulátu:
Mějme sled n čísel
  s1, s1+1, s1+2, ..., s1+n-1
a předpokládejme že s1<=n.
  s1+n-1 >= 2s1-1 > 2(s1-1)
Existuje tedy prvočíslo p, že s1-1 < p < 2(s1-1) a toto prvočíslo náleží sledu (pak to ale není sled).

Offline

 

#13 14. 04. 2012 23:44 — Editoval Ospli (14. 04. 2012 23:49)

Ospli
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

Sled 5 čísel, který začíná lichým číslem, má v rozkladu alespoň 5 prvočísel.

Mějme sled {a1, a2, a3, a4, a5}, kde a1 je liché, a rozdělme si ho na dva sledy délky 4:
{a1, a2, a3, a4}  a  {a2, a3, a4, a5}

První sled dělí jistě 4 různá prvočísla: g, h, i, j
Druhý sled dělí: k, l, m, n

Alespoň jedno provočíslo dělí a1, můžeme vybrat třeba g. Stejně tak k dělí a5.
Musíme počítat s nejhorším a předpokládat, že h=l a i=m a j=n. Ovšem g != k, protože a1 a a5 jsou nesoudělná. Tedy máme 5 různých prvočísel g, h, i, j, k, což jsme chtěli dokázat.

Ovšem u sledu s prvním sudým číslem je nsd(a1, a5)|4, a tak nelze postup použít, alespoň ne v této podobě.

Ještě jsem se snažil dokázat větu, že žádná 2 čísla sledu nemají stejný "čtvercuprostý" rozklad na prvočísla (neuvažujeme mocniny prvočísel, třeba 6=2*3, 18=2*3, 12=2*3), která by snad mohla být užitečná. Nedostal jsme se ale dál, než že taková 2 čísla by ve svém rozkladu musela mít alespoň 2 prvočísla (protože jedno nemůže být násobkem druhého) a tudíž by jejich rozdíl musel být >= 2*3.

Offline

 

#14 15. 04. 2012 02:21

Andrejka3
Moderátor
Příspěvky: 1994
Škola: PŘF UP Olomouc (2015)
Reputace:   119 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Ospli:
A mohl bys prozradit, kde jsi na tento problém narazil? (kniha?) Prosím.


What does a drowning number theorist say?
'log log log log ...'

Offline

 

#15 15. 04. 2012 11:26

Ospli
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

Je z mé hlavy. V jedné bakalářské práci jsem narazil na hypotézu, že existuje prvočíslo mezi n^2 a (n+1)^2 a napadlo mě, že pokud by se podařilo dokázat, že nejmenší číslo ze sledů délky 2n je větší než n^2+1, potom ta hypotéza platí. Včera jsem našel na anglické wiki článek "Prime gap", ve kterém se píše asi o tom samém, ještě jsem to ale nezkoumal.

No, platí-li domněnka, potom $\pi [\delta (n)]>n$, kde $\pi $ udává počet prvočísel menších nebo rovných argumentu a $\delta $ vrací nejmenší číslo ze sledů dané délky, a to je o něco lepší dolní odhad, než že $\delta (n) > n$.

Offline

 

#16 16. 04. 2012 20:54 — Editoval check_drummer (16. 04. 2012 21:04)

check_drummer
Příspěvky: 4939
Reputace:   106 
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ Ospli:
Ahoj, větu o čtvercuprostém rozkladu se snažíš dokázat obecně pro libovolné n, že? Děkuji.

Jinak - musí se jednat o takový čtvrcuprostý roklad, že součin těchto prvočísel je nejvýše n. Protože jejich rozdíl je násobkem tohoto součinu. Ale to nejsem moc daleko...


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#17 24. 04. 2012 20:29 — Editoval Ospli (24. 04. 2012 23:06)

Ospli
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Počet prvočísel ve "sledu" složených čísel

↑ check_drummer:
Ano, pro libovolné n. Ale asi ji, pokud tedy je pravdivá, bude těžké dokázat.

I sled 5 čísel, který začíná sudým číslem, má v rozkladu alespoň 5 prvočísel.



Tedy i libovolný sled 5 čísel obsahuje alespoň 5 prvočísel. To implikuje platnost domněnky pro sledy 6 čísel, u kterých není nejmenší (a nevětší) prvek dělitelný 5.

Zdá se, že pokud by měly sledy ve svém rozkladu málo prvočísel, potom by dost prvků muselo být tvaru p^n. Taková složená čísla jsou ale imho docela vzácná a nebude jich mnoho u sebe. Tak třeba už sled 6 čísel s 5 prvočíselnými děliteli by musel obsahovat 3^x, 5^y a p^z (p je prvočíslo >=7).

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson