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”。\n\n现给定任意正整数n(<1
时间: 2023-05-31 15:20:55 浏览: 235
### 回答1:
^9),请编写程序计算出满足条件pn+1−pn=n的最小的素数对(pn,pn+1)。
由于题目中已经给出了dn是偶数,因此我们只需要在素数序列中找到相邻的两个数,它们的差为n即可。具体实现可以使用筛法求素数,然后遍历素数序列,找到符合条件的素数对即可。
以下是Python代码实现:
def is_prime(n):
if n < 2:
return False
for i in range(2, int(n ** .5) + 1):
if n % i == :
return False
return True
def find_prime_pair(n):
primes = [2]
i = 3
while True:
if is_prime(i):
primes.append(i)
if len(primes) > 1 and primes[-1] - primes[-2] == n:
return (primes[-2], primes[-1])
i += 2
n = int(input())
print(find_prime_pair(n))
### 回答2:
根据题意,我们可以得到dn? = pn1 × pn2 × … × pnn,其中pi是第i个素数。因为素数对猜想认为存在无穷多对相邻且差为2的素数,所以我们可以找到一个较大的n,使得pn+1 - pn = 2。这时,可以观察dn?的因数分解式。
首先,dn?中包含了所有小于等于pn的素数的乘积,因此dn?的所有因数都不会大于pn。其次,由于dn?是偶数,它包含一个2因子。因此,dn?中除了2以外的因子都是奇数,且它们的乘积必须是一个奇数。考虑 dn? / 2,它是一个整数,它的因数分解式仅仅把2的指数减了1。因此,dn? / 2只包含素数p1、p2、p3、…、pn。
如果存在一个dn?的因子是大于pn的素数p,则它一定是一对相邻的素数之一(否则它不能同时大于pn和小于dn? / p)。另一方面,如果存在一对相邻的素数p1和p2(p2 = p1 + 2),则dn? = p1 × p2 × … × pn中,一定有一个因子是p1、p2或者p1 × p2。因此dn?必定有一个大于pn的素因子。
由此可知,若“素数对猜想”成立,则dn?一定有一个大于pn的素因子。这与dn?只由小于等于pn的素数构成相矛盾,因此“素数对猜想”成立。因此,无穷多对相邻且差为2的素数存在。
### 回答3:
首先,根据定义,我们可以得到:
d2? = p1p2 - p1 = p1(p2-1)
d3? = p1p2p3 - p1p2 = p1p2(p3-1)
d4? = p1p2p3p4 - p1p2p3 = p1p2p3(p4-1)
以此类推,可以将dn?表示成p1p2…pn-1(pn-1),其中pn-1为第n-1个素数。
同时,由于素数对猜想,我们可以找出一对相邻且差为2的素数,记作p和p+2。那么,我们可以将公式dn?表示为:
dn? = p1p2…pn-1(pn-1)
= (p-1)(p+1)p1p2…pn-2
显然,d(n-1)?一定是偶数,因为(p-1)和(p+1)一定有一个是偶数。因此,如果素数对猜想成立,则d(n-1)?必然是n-1以内的一对连续偶数。
而对于n>2的情况,d2?是偶数且不是4的倍数,因此可以表示成2p1和p2-1的乘积,其中p1和p2都是奇素数。因为奇数乘奇数是奇数,所以d2?不可能是2个连续的偶数。因此,如果素数对猜想成立,则d(n-1)?一定是n-1以内的一对连续偶数,而由于d2?不可能是2个连续的偶数,因此d(n-1)?必然是n-2以内的一对连续偶数。
综上所述,如果素数对猜想成立,则dn?一定是n以内的一对连续偶数,其中(dn-1)?是n-2以内的一对连续偶数。因此,我们可以构造一个算法来检验素数对猜想:对于每个n,计算dn?和(dn-1)?是否都是连续偶数,如果是,则素数对猜想成立,否则不成立。当然,由于dn?的增长速度非常快,这个算法的实际运行效率很低,但从理论上说,它是可行的。
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