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拉登 哥德巴赫猜想证明(1+1到底等于几?) A 任一大于4的偶数均可表为二素数之和 摘要 本文使用素数相遇期望法演绎P2x(1,1)及其下确界,以证明2x≡p1+p2,(x>2). 文中申明 π(1)≠0, π(1)=1. 引理1。 建立素数分布密率函数: y=xπ(x)/x, 获 (x/㏒ x) 1<π(x)≤(x/㏒ x)㏒ ymax, (x>a). ⑴ 证。 建立函数: y=xπ(x)/x, 则 π(x)=(x/㏒ x)㏒ y. ∵ lim π(x)/x= lim 1/㏒ x, (x→∞). [1] 我们有 lim xπ(x)/x= lim x1/㏒ x, (x→∞). ∵ x1/㏒ x= e, lim xπ(x)/x=e= ymin, (x→∞). ㏒ ymin=1. 当 x>a, ymin<y≤ymax. ∴ (1)式成立。 引理1得证。 引理2。 命P2x(1,1)为:当x一定时,适合2x=p1+p2的素数p1或p2的个数,(p1,p2的组数)。 x为大于 2的 自然数,2<p1≤p2. P2x(1,1)≥[((2x-3)/㏒(2x-3)-((x-1)/㏒(x-1))㏒ ymax)(x/㏒x-π(2))/((x-1)/2)]+1 =[k(x)]+1, (a<x=2n-1). ⑵ P2x(1,1)≥[((2x-3)/㏒(2x-3)-(x/㏒x)㏒ y max)((x-1)/㏒(x-1)-π(2))/((x-2)/2)]+1 =[f(x)]+1, (a<x=2n). ⑶ 证。 ∵ 2<p1≤p2 , 4<2p1≤p1+p2 , ∴ 2<p1≤x. P2x(1,1)=∑ (π(p2)-π(p2-1)), (2<p1≤p2=2x-p1). =∑ (π(2x-p1)-π(2x-p1-1)), (2<p1≤x ). ⑷ = π(2x-3)-π(2x-3-1) +π(2x-5)-π(2x-5-1) + … - … +π(2x-p1)-π(2x-p1-1) +π(2x-p1 max)-π(2x-p1 max-1), (2<p1≤x ). 当 π(2x-p1)=π(p2 ), π(2x-p1)-π(2x-p1-1)=1. 当 π(2x-p1)≠π(p2), π(2x-p1)-π(2x-p1-1)=0 . ① 设x=2n-1, p1 max≤x, p1包含于[3,x]; 2x-p1 max≥x, p2包含于[x,2x-3]. 每一区间的奇数数目均为 (x-1)/2. 从两区间各取一奇数,继续,直至取完。 两素数相遇数目的均值=(π(2x-3)-π(x-1))(π(x)-π(2))/((x-1)/2). 依据⑴式, 作三项转换,即为p1,p2相遇数目的下确界(方括取整,小数进1)。 ∴ ⑵式成立。 ② 设x=2n, p1 max≤x-1, p1包含于[3,x-1];2x-p1 max≥x+1, p2包含于[x+1,2x-3]. 每一区间的奇数数目均为 (x-2)/2. 从两区间各取一奇数,继续,直至取完。 两素数相遇数目的均值=(π(2x-3)-π(x))(π(x-1)-π(2))/((x-2)/2). 依据⑴式,作三项转换,即为p1,p2相遇数目的下确界(方括取整,小数进1)。 ∴⑶式成立。 引理2得证。 定理1。 P2x(1,1)存在下确界: * P2x(1,1)≥[((2x-3)/㏒(2x-3)-((x-1)/㏒(x-1))㏒ 199/19)(x/㏒x-2)/((x-1)/2)]+1 =[k(x)]+1>1, (31≤x=N={2n-1 或2n}<∞ ). 证。① 设π(1)=0,则 π(2)=1, x>a=10, ㏒ ymax=㏒ 11330/113=μ. 当n≥9, [k(x)]≥[f(x)]≥1. 由⑵,P2x(1,1)≥[((2x-3)/㏒(2x-3)-((x-1)/㏒(x-1))μ)(x/㏒x-1)/((x-1)/2)]+1 =[k(x)]+1, (17≤x=2n-1). 当 x=199, P2x(1,1)<[k(x)]+1, 出现反例。 由⑶,P2x(1,1)≥[((2x-3)/㏒(2x-3)-(x/㏒x)μ)((x-1)/㏒(x-1)-1)/((x-2)/2)]+1 =[f(x)]+1, (18≤x=2n). 当 x=64,166,496,1336, P2x(1,1)<[f(x)]+1, 出现更多 反例。 说明“1非素数”: 不顶用,纯捣乱, ∴ π(1)≠0. ② 设π(1)=1, π(2)=2, x>a=2, ㏒y max=㏒ 199/19=λ. 当n≥18, [k(x)]≥[f(x)]≥1, 大中取大,舍去低值[f(x)], n≥16. P2x(1,1)≥[((2x-3)/㏒(2x-3)-((x-1)/㏒(x-1))λ)(x/㏒x-2)/((x-1)/2)]+1 =[k(x)]+1, (31≤x=2n-1). 当 31≤x=2n-1, 无反例,上式成立。 大自然从不破坏自己的规律性。 ∴ π(1)=1,1必为素数。 讨论 P2x(1,1)的下确界的性质: 1。一致连续性。 ∵ k(x)为一初等函数,其定义区间[31,2n-1]为闭区间,故在该区间上k(x), [k(x)]+1都一致连续。[2] ∴ [k(x)]+1也适用于(31≤x=N={2n-1或2n}<∞ ). 当 x=34, P2x(1,1)=[k(x)]+1=2, 为下确界点。 2。单调递增性。 微分函数 k(x): k′(x)=(2/(x-1)2)((x2-x)λ/((㏒(x-1))2㏒x)+(x2-2x+1)λ/((㏒x)2㏒(x-1)) +(2x2-4x+3)/((㏒(2x-3))㏒x)+(4x-4)/(㏒(2x-3))2-(2x2-5x+3)/((㏒x)2㏒(2x-3)) -(2x2-2x)/((㏒(2x-3))2㏒x)-(x2-2x+1)λ/((㏒(x-1))㏒x)-(2x-2)λ/(㏒(x-1))2 -2/㏒(2x-3)). ∵ ㏒x-㏒(x-1)<㏒(2x-3)-㏒x<㏒2, (31≤x=N). 命 ㏒x 取代 ㏒(2x-3),㏒(x-1). k′(x)=(2/((x-1)2(㏒x)3))((2x2-3x+1)λ-(4x2-7x+3)+((2x2-1)-(x2-1)λ)㏒x-2(㏒x)2 ). =(2/((x-1)2(㏒x)3))φ(x). ∵ φ′(x)=(2 ㏒x -3)(2-λ)x+7-3λ-(4㏒x-(λ-1))/x. >(2㏒(x-1)-3)(2-λ)x+7-3λ-(4㏒(2x-3)-(λ-1))/x. >0, (31≤x=N). ∴ φ(x)在[31,N]上单调递增。 ∵ φ(31)>0,φ(x)>0. ∴ k′(x)>0. ∴ k(x)在[31,N]上单调递增。 ∵ [k(31)]=1, ∴ [k(x)]+1>1. ** 定理1得证。 定理2。 任一大于4的偶数均可表为二素数之和。 证。 由定理1, P2x(1,1)>1, (31≤x<∞ ). 由⑷式, P2x(1,1)≥1, (2<x≤31 ). ∴ P2x(1,1)≥1, (2<x<∞ ). 定理2得证。 注* P2x(1,1)存在上确界: P2x(1,1)≤π(2x-3)-π(x-1), (2<x=2n-1). P2x(1,1)≤π(2x-3)-π(x), (2<x=2n). 注** 凡不会微分的数学爱好者,演绎时,可舍弃单调递增性的微分过程,而选择: ∵ k(x)<k(x+1), (31≤x=N). ∴ k(x)在[31,N]上单调递增。 ∵ [k(31)]=1, ∴ [k(x)]+1>1. 这样, 哥德巴赫猜想,便打破了用 初等方法无法证明的迷信,使其拥有更广泛的普及性。 注*** E(x)=0. 根据定理2, P2x(1,1)≥1, (2<x<∞ ). 任一大于4的偶数均可表为二素数之和。 又∵ 1是素数,我们有 2=1+1,4=1+3. ∴ 任一偶数均可表为二奇素数之和。
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