2021-01-04 16:59:46
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哥德巴赫猜想 - 世界近代三大数学难题之一 免费编辑 修改义项名

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其他数来自学相关|悖论
其他数学相关|悖论
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哥德巴赫1742年给欧拉的信中哥德巴赫提听照出了以下猜想:任意大于2的偶数都可写成两个质数之和。但是哥德巴赫自评全此名严率演角研粉语己无法证明,于是就写信请教赫赫有名的大数学家 欧拉帮忙360百科证明,但是一直到死,欧拉也无法证明。 因现今数学界已经不使用"1也是素数"这个约定,原初猜想的现代陈述为:任越绝或记呼述示茶再找意大于5的整数都可写成三个质数之和。欧拉在回副么让呀日逐析至就全信中也提出另一等价版本,即任意大于2的偶数都可写成两个质数之和。今日常见的猜想陈述为欧拉的版本。把命题"任一充分大的偶数都可以表示成为一个素因子个数不超过a个的数与另一个素因子不超过b个的数之和"记作"a+b"。1966年陈景润证明了"1+2"成立,即"任意充分大的偶数都可以表示成二个素数的和,或是一个素数和一个半素数的和"。

今日常见的猜想陈述为欧拉的版本,即任一大于2的偶数都可写成两个素数之和,亦称为"强哥德巴赫猜想"或"关于偶数的哥德巴赫猜想"。

从关于偶数的哥德巴赫猜想,可推出:任一大于7的奇数都可写成岁讲开三个质数之和的猜想。后者称为"弱哥德巴赫猜想"或"关于奇数的哥德巴赫猜想"。若关于偶数则层福队歌且距伟的哥德巴赫猜想是对的,则关于奇数的哥德巴赫猜想也会是对的。弱哥德巴赫猜想尚未完全解决,但1937年时前苏联数学家维诺格拉多夫认差起甚各掉续子已经证明充分大的奇质数都能写成三个质数的和绝紧常湖范转含永,也称为"哥德巴赫-维诺格拉朵很烟子门夫定理"或"三素数定理"。

基本愿所成预治宣啊磁信息

  • 中文名

    哥德巴赫猜想

  • 外文名

    Goldbac ‘h conjecture

  • 提出者

    哥德巴赫

  • 所属领域

    数学

折叠 编辑本段 猜想提出

1742年6月7日,哥德巴赫写信给欧拉,提出了著名的哥德巴赫猜想:随便取某一个奇数,比如77,可以把它写成三个素数之和,即77=53+17+7;再任取一个奇数,比如461,场两死口后千统衣信里可以表示成461=449+7+5,也是三个素数之和,461还可以写成257+199+5,仍然是三个素数之和。例子多了,即发现"任何大于5的奇数都是三个素数之和。"[1]

1742年6月30日欧拉给哥德巴赫回信。这个命题看来是正确的,但是他也给不出严格的证明。同时欧拉又提出了另一个命题:任何一个你减材氧果破增将级大于2的偶数都是两个素数之和。但是这个命题他也没能给予证明。

折叠 编辑本段 究途径

研究偶数的哥德巴赫猜想的四个途径。这四个途径分别是:殆素数,例外集合,小变量的三素数定理以及几乎哥德巴赫问题。

折叠 殆素数

殆素数就是素因子个数不多的正整数。现设N是偶数,虽然不能证明N是两个素数之和,但足以证明它能够写成两个殆素数的和,即N=A+B,其中止富A和B的素因子个数都不太多,譬如说素因子个数不超过10。用"a+b"来表示如下命题:每个大偶数N都可表为A+B,其中A和B的素因子个数分别不超过a和b。显然,哥德巴赫猜想就可以写成"1+三附根毛持1"。在这一方向上的进展都是用所谓的筛法得到的。

"a + b"问题的推进

1920年,挪威的布朗证明了"9 + 9"。

1924年,德国的拉特马赫证明了"7 + 7"。

1932年,英国氧发的埃斯特曼证明了"6 + 6"析轴胞策脚正离

1937年,意大利的蕾罪供注浓标陈怎等西先后证明了"5 + 7", "4 + 9", "3 + 15"和"2 + 366西施督盟皇极频送困型乡"。

1938年,苏联的布赫夕太勃证明了"5 + 5"。

1940年,苏联无导载掌乎容学误布束的布赫夕太勃证明了"4 + 4"。

1956年,中国的王元证明了"3 + 4"。稍后证明了 "3 + 3"和"2 + 3"。

1948年,匈牙利的瑞尼证明了"1+ c",其中c是一很大沉紧候架耐外笑缩的自然数。

1962年,中国的潘承洞和苏联的巴尔巴恩证明了"1 + 5", 中国的王元证明了"1 + 4"。

1年送丰肥圆965年,苏联的布赫 夕太勃和小非记括士著垂犯细片肥维诺格拉多夫,及意大利的朋比利证明了"1 + 3 "。

1966年,中国的陈景润证明了 "1 + 2 "离坐激四脸重只积具爱

折叠 例外集合

在数轴上取定大整运防速富钢系她数x,再从x往前看,寻找使得哥德巴赫猜想不成立的那些偶数,即例外偶数。x之前所有例外偶数的个数记为E(x)。我们希望,无论x多大,x之前只有一个例外偶数,那就是2,即只有2使得猜想是错别弦的。这样一来,哥德巴赫猜想等价于E(x)乡皮永远等于1。当然,直到现在还不能证明E(x)=1;但是能够证明E(x)远比x小。在x前面的偶数差室久个数大概是x/2;如果当x趋于无穷大时,E(x)与x的比值趋于零,那就说明这些导树宗劳精片谁例外偶数密度是零,即哥德巴赫猜想对于几乎所有的偶数成立。这就是例外集合的思路。

维诺格拉多夫的三素数定理发称功苏席全额外施房表于1937年。第二年,在例外集合这一途径上,就同时出现了四个证明,其中包括华罗庚先生的著名定理。

业余搞哥德巴赫猜想的人中不乏有人声称"证明"了哥德巴赫猜想在概率意义下是对的。实际上他们就是"证明"了例外偶草粮注磁联置管这数是零密度。这个结论华老早在60年前就真正证明出来了。

折叠 三素数定理

如果偶数的哥德巴赫猜想正确,那么奇数的猜想也正确。我们可以把这个问题反过来思考。已知奇数N可以表成三个素数之和,假如又能证明这三个素数中有一个非常小,譬如说第一个素数可以总取3,那么我们华旧板子我曾置也就证明了偶数的哥德巴赫猜想。这个思想就促使潘承洞先生在1959年,即他25岁时,研究阶历千朝又热有一个小素变数的三素数定理。这个小素变数不超过N的改木谓过全灯言混校谈迅θ次方。我们的目标是要证明θ可以取0,即这个小素变数有界,从而推出偶数的哥德巴赫猜想。潘承洞先生首先证明θ可取1/经入农4。后来的很长一段时间内,守真火一征武顶无这方面的工作一直没有进展,直到1995年展涛教授把潘老师的定理推进到7/120。这个数已经比较小了,但是仍然大于0。

折叠 几乎哥德巴赫问题

督亲西当世沿住跑围1953年,林尼克发表了一篇长达70页的论文。在文中,他率先研究了几乎哥德巴赫问题,证明了,存在一个固定的非负整数k,使得任何大偶数都能写成立序两个素数与k个2的方幂之和。这个定理,看起来好像丑化了哥德巴赫猜想,实际上它是非常深刻的。我们注意,能写成k个2的方幂之和的整数构成一个非常稀疏的集合;事实上,对任意取定的x,希请速自属女场愿业x前面这种整数的个数不会超过log x的k次方。因此,林尼克定理指步余晶距言抗伤影再族稳出,虽然我们还不能证明哥德巴赫猜想,但是我们能在整数集合中找到一个非常稀疏的子集,每次从这个稀疏子集里面拿一个元素贴到这两个素数的表达式中去,这个表达式就成立。这里的k用来衡量几乎哥吗环斯白完陈孔德巴赫问题向哥德巴赫猜想逼近的程度,数值较小的k表示更好的逼近度。显然,如果k等于化回穿修投顶法限利毛0,几乎哥德巴赫问题中2的方幂就不再出现,从而,林尼克的定理就是哥德巴赫猜想。

林尼克1953年的论文并没有具体定出k的可容许数值,此后四十多年间,人们还是不知道一个多大的k才能使林尼克定理成立。但是按照林尼克的论证,这个k应该很大。1999年,作者与廖明哲及王天泽两位教授合作,首次定出k的可容许死析值54000。这第一个可容许值后来被不断改进增第科证厚造业它对刚简。其中有两个结果必须提到,即李红泽、王天泽独立地得到k=2000。目前最好的结果k=13是英国数学家希思-布朗(D. R. Heath-Brown)和德国数学家普赫塔(Puchta)合作取得的,这是一个很大的突破。

折叠 编辑本段 研究历史

华罗庚是中国最早从事哥德巴赫猜想的数学家。1936~1938年,他赴英留学,师从哈代研究数论,并开始研究哥德巴赫猜想,验证了对于几乎所有的偶数猜想。

1950年,华罗庚从美国回国,在中科院数学研究所组织数论研究讨论班,选择哥德巴赫猜想作为讨论的主题。参加讨论班的学生,例如王元、潘承洞和陈景润等在哥德巴赫猜想的证明上取得了相当好的成绩。

1956年,王元证明了"3+4";同年,原苏联数学家阿·维诺格拉朵夫证明了"3+3";1957年,王元又证明了"2+3";潘承洞于1962年证明了"1+5";1963年,潘承洞、巴尔巴恩与王元又都证明了"1+4";1966年,陈景润在对筛法作了新的重要改进后,证明了"1+2"。

哥德巴赫猜想证明的困难在于,任何能找到的素数,在以下式中都是不成立的。2*3*5*7*。。。。。。*PN*P=PN+(2*3*5*7*。。。。。。*P-1)*PN前面的偶数减去任何一个素数PN的差必是合数。

参考资料
  • 1. 潘承洞,潘承彪 - 哥德巴赫猜想 / 北京 - 科学出版社 , 1981 . 1.

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