python让我们定义 dn 为:dn = pn+1 - pn,其中 pi 是第i个素数。显然有 d1=1 且对于n>1有 dn 是偶数。“素数对猜想”认为“存在无穷多对相邻且差为2的素数”。 现给定任意正整数N (< 105),请计算不超过N的满足猜想的素数对的个数
时间: 2024-03-09 21:46:22 浏览: 33
这是一道经典的算法题目,解法是使用筛法求解素数,然后遍历素数数组,找到相邻的差为2的素数对即可。以下是Python代码实现:
```python
def count_prime_pairs(n):
# 筛法求素数
is_prime = [True] * (n + 1)
primes = []
for i in range(2, n + 1):
if is_prime[i]:
primes.append(i)
for j in range(i * i, n + 1, i):
is_prime[j] = False
# 遍历素数数组,找到相邻的差为2的素数对
count = 0
for i in range(len(primes) - 1):
if primes[i+1] - primes[i] == 2:
count += 1
return count
n = int(input())
print(count_prime_pairs(n))
```
注意,这里使用了Python中的列表推导式来初始化素数数组,可以简化代码:`primes = [i for i in range(2, n+1) if is_prime[i]]`。时间复杂度为O(nloglogn),可以通过本题。
相关问题
让我们定义 dn 为:dn = pn+1 - pn,其中 pi 是第i个素数。显然有 d1=1 且对于n>1有 dn 是偶数。“素数对猜想”认为“存在无穷多对相邻且差为2的素数”。 现给定任意正整数N (< 105),请计算不超过N的满足猜想的素数对的个数。Python
这里给出一种使用埃氏筛法(Sieve of Eratosthenes)求素数的方法,同时统计相邻素数之差为2的个数,具体实现如下:
```python
N = int(input())
# 埃氏筛法求素数并统计相邻素数之差为2的个数
is_prime = [True] * (N+1)
count = 0
for i in range(2, N+1):
if is_prime[i]:
if i > 2 and is_prime[i-2]:
count += 1
j = i*i
while j <= N:
is_prime[j] = False
j += i
print(count)
```
这段代码先使用一个布尔数组`is_prime`表示每个数字是否为素数,初始时全部设为True。然后从2开始遍历到N,如果当前数字是素数,则判断其是否与前一个素数之差为2,如果是,则将计数器`count`加1。接着对当前素数的倍数进行标记,即将`is_prime`数组中相应位置设为False。最后输出`count`即可。
这种方法的时间复杂度约为O(N log log N),空间复杂度为O(N)。
让我们定义 dn 为:dn = pn+1 - pn ,其中 pi 是第i个素数。显然有 d1 =1 且对于n>1有 dn 是偶数。“素数对猜想”认为“存在无穷多对相邻且差为2的素数”。 现给定任意正整数N (< 105 ),请计算不超过N的满足猜想的素数对的个数
这是一道典型的数学题,需要运用一定的数学知识进行推导。
首先,我们可以先列出一些小于N的素数,然后计算它们之间的差值,如果差值为2,则说明这是一对符合条件的素数对。但是这种方法并不可取,因为当N很大时,素数的数量会非常多,计算量也会非常大,时间复杂度会很高。
所以,我们需要从另一个角度出发,运用一些数学知识进行推导。
根据素数分布定理,小于N的素数的数量大约为N/ln(N),其中ln表示自然对数。因此,我们可以估算出小于N的素数对的数量大约为N/ln(N) * ln(N/2),其中ln(N/2)表示小于N/2的素数的数量。
接下来,我们需要考虑一些情况。首先,由于dn是偶数,因此只有当p和p+2都是素数时,才能算作一对符合条件的素数对。其次,当p+2大于N时,就不需要考虑了,因为它已经超出了给定的范围。最后,当p+2是合数时,也不能算作一对符合条件的素数对。
综上所述,我们可以编写以下代码来求解:
```python
def is_prime(n):
if n < 2:
return False
for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
if n % i == 0:
return False
return True
def prime_pairs_count(n):
count = 0
p = 2
while p + 2 <= n:
if is_prime(p) and is_prime(p + 2):
count += 1
p += 1
return count
n = int(input())
print(prime_pairs_count(n))
```
其中,is_prime(n)用于判断n是否是素数,prime_pairs_count(n)用于计算小于等于n的符合条件的素数对的数量。时间复杂度为O(NlogN)。
当然,也可以使用更快的算法,如筛法来求解,时间复杂度可以达到O(N)。