Cramérs Vermutung – Wikipedia
In der Zahlentheorie Cramérs Vermutung, 1936 vom schwedischen Mathematiker Harald Cramér formuliert,[1] ist eine Schätzung für die Größe von Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen: Intuitiv sind Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen immer klein, und die Vermutung quantifiziert asymptotisch, wie klein sie sein müssen. Es sagt, dass
wo pn bezeichnet die nth Primzahl, Ö ist große O-Notation, und “Log” ist der natürliche Logarithmus. Während dies die Aussage ist, die Cramér ausdrücklich vermutet, unterstützt seine Heuristik tatsächlich die stärkere Aussage
und manchmal wird diese Formulierung Cramérs Vermutung genannt. Diese stärkere Version wird jedoch nicht von genaueren heuristischen Modellen unterstützt, die dennoch die erste Version von Cramérs Vermutung unterstützen. Keine der Formen wurde bisher bewiesen oder widerlegt.
Bedingt nachgewiesene Ergebnisse bei Hauptlücken[edit]
Cramér gab einen bedingten Beweis für die viel schwächere Aussage, dass
unter der Annahme der Riemannschen Hypothese.[1] Die bekannteste bedingungslose Bindung ist
wegen Baker, Harman und Pintz.[2]
In der anderen Richtung bewies E. Westzynthius 1931, dass Primlücken mehr als logarithmisch wachsen. Das ist,[3]
Sein Ergebnis wurde von RA Rankin verbessert,[4] wer hat das bewiesen
Heuristische Begründung[edit]
Cramérs Vermutung basiert auf einem Wahrscheinlichkeitsmodell – im Wesentlichen einer Heuristik -, bei dem die Wahrscheinlichkeit einer Anzahl von Größen x ist prime ist 1 / log x. Dies ist als die bekannt Cramér Zufallsmodell oder Cramér-Modell der Primzahlen.[6]
Im Cramér-Zufallsmodell
mit der Wahrscheinlichkeit eins.[1] Wie jedoch von Andrew Granville hervorgehoben,[7]Der Satz von Maier zeigt, dass das Cramér-Zufallsmodell die Verteilung von Primzahlen in kurzen Intervallen nicht angemessen beschreibt, und eine Verfeinerung des Cramér-Modells unter Berücksichtigung der Teilbarkeit durch kleine Primzahlen legt dies nahe
(( [5] OEIS: A125313), wo ist die Euler-Mascheroni-Konstante. János Pintz hat vorgeschlagen, dass das Limit sup unendlich sein könnte,[8] und ähnlich schreiben Leonard Adleman und Kevin McCurley- Aufgrund der Arbeit von H. Maier an Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen wurde die genaue Formulierung von Cramérs Vermutung in Frage gestellt […] Es ist wahrscheinlich immer noch wahr, dass für jede Konstante und . [9]
Verwandte Vermutungen und Heuristiken[edit]
Daniel Shanks vermutete die folgende asymptotische Gleichheit, stärker als Cramérs Vermutung:[10] für Rekordlücken:
JH Cadwell[11] hat die Formel für die maximalen Lücken vorgeschlagen:
Dies ist formal identisch mit der Shanks-Vermutung, deutet jedoch auf einen Begriff niedrigerer Ordnung hin.
Marek Wolf[12] hat die Formel für die maximalen Lücken vorgeschlagen
ausgedrückt als Primzahlfunktion
::
wo
und
ist doppelt so konstant wie die Doppelprimzahlen; sehen OEIS: A005597, OEIS: A114907. Verwendung der Gaußschen Näherung
das gibt
was für große
ist auch asymptotisch äquivalent zu den Vermutungen von Cramér und Shanks:
.
Thomas Nicely hat viele große Lücken berechnet.[13] Er misst die Qualität der Anpassung an Cramérs Vermutung, indem er das Verhältnis misst
Er schreibt: „Für die größten bekannten maximalen Lücken,
ist in der Nähe von 1,13 geblieben. “ Jedoch,
ist immer noch kleiner als 1.
Siehe auch[edit]
Verweise[edit]
- ^ ein b c Cramér, Harald (1936), “In der Größenordnung der Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen” (PDF), Acta Arithmetica, 2: 23–46, archiviert von das Original (PDF) am 23.07.2018abgerufen 2012-03-12
- ^ RC Baker, G. Harman und J. Pintz, Der Unterschied zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen. II. Proc. London Math. Soc. (3), 83 (2001), Nr. 3, 532 & ndash; 562
- ^ Westzynthius, E. (1931), “Über die Verteilung der Zahlen die zu den ersten Primzahlen teilerfremd sind”, Kommentare Physico-Mathematicae Helsingsfors (auf Deutsch), 5: 1–37, JFM 57.0186.02, Zbl 0003.24601.
- ^ RA Rankin, Der Unterschied zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen, J. London Math. Soc. 13 (1938), 242 & ndash; 247
- ^ K. Ford, B. Green, S. Konyagin und T. Tao, Große Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen. Ann. von Math. (2) 183 (2016), Nr. 3, 935–974
- ^ Terry Tao, 254A, Beilage 4: Probabilistische Modelle und Heuristiken für die Primzahlen (optional), Abschnitt über das Cramér-Zufallsmodell, Januar 2015.
- ^ Granville, A. (1995), “Harald Cramér und die Verteilung von Primzahlen” (PDF), Scandinavian Actuarial Journal, 1: 12–28, doi:10.1080 / 03461238.1995.10413946.
- ^ János Pintz, Sehr große Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen, Zeitschrift für Zahlentheorie 63: 2 (April 1997), S. 286–301.
- ^ Leonard Adleman und Kevin McCurley, Offene Probleme in der zahlentheoretischen Komplexität, II. Algorithmische Zahlentheorie (Ithaca, NY, 1994), 291–322, Lecture Notes in Comput. Sci., 877, Springer, Berlin, 1994.
- ^ Shanks, Daniel (1964), “Über maximale Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen”, Mathematik der Berechnung, Amerikanische Mathematische Gesellschaft, 18 (88): 646–651, doi:10.2307 / 2002951, JSTOR 2002951, Zbl 0128.04203.
- ^ Cadwell, JH (1971), “Große Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Primzahlen”, Mathematik der Berechnung, 25 (116): 909–913, doi:10.2307 / 2004355, JSTOR 2004355
- ^ Wolf, Marek (2014), “Verteilung der Primzahlen und des Quantenchaos im Abstand zum nächsten Nachbarn”, Phys. Rev. E., 89: 022922, arXiv:1212.3841, Bibcode:2014PhRvE..89b2922W, doi:10.1103 / physreve.89.022922
- ^ Schön, Thomas R. (1999), “Neue maximale Primlücken und erste Vorkommen”, Mathematik der Berechnung, 68 (227): 1311–1315, Bibcode:1999MaCom..68.1311N, doi:10.1090 / S0025-5718-99-01065-0, HERR 1627813, archiviert von das Original am 30.12.2014abgerufen 2009-03-21.
- Guy, Richard K. (2004). Ungelöste Probleme in der Zahlentheorie (3. Aufl.). Springer-Verlag. A8. ISBN 978-0-387-20860-2. Zbl 1058.11001.
- Pintz, János (2007). “Cramér gegen Cramér. Nach Cramérs Wahrscheinlichkeitsmodell für Primzahlen”. Functiones et Approximatio Commentarii Mathematici. 37: 361–376. doi:10.7169 / facm / 1229619660. ISSN 0208-6573. HERR 2363833. Zbl 1226.11096.
- Soundararajan, K. (2007). “Die Verteilung von Primzahlen”. In Granville Andrew; Rudnick, Zeév (Hrsg.). Gleichverteilung in der Zahlentheorie, eine Einführung. Verfahren des NATO Advanced Study Institute zur Gleichverteilung in der Zahlentheorie, Montréal, Kanada, 11.-22. Juli 2005. NATO Science Series II: Mathematik, Physik und Chemie. 237. Dordrecht: Springer-Verlag. S. 59–83. ISBN 978-1-4020-5403-7. Zbl 1141.11043.
Externe Links[edit]
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