奇素数が存在しない区間の条件

このQ&Aのポイント
  • nから2nの間に奇素数が全く存在しない区間があるとすると、それは、どの様なnになりますか?
  • 無限に近い非常に大きな自然数列の中に、奇素数が全く存在しない膨大な区間があるといわれます。しかも、その区間は、幾らでも大きく取れると聞いたことがあります。
  • 命題:集合A(n)の全ての元 m∈A(n)が奇素数でないような、十分大きな正の整数nが存在する。この命題は、成り立つでしょうか? 成り立たないでしょうか?
回答を見る
  • ベストアンサー

nから2nの間に奇素数が全く存在しない区間があるとすると,

nから2nの間に奇素数が全く存在しない区間があるとすると, それは,どの様なnになりますか? ただし,nは正の整数です. 無限に近い非常に大きな自然数列の中に,奇素数が全く存在しない膨大な区間があるといわれます.しかも,その区間は,幾らでも大きく取れると聞いたことがあります.そこで,上記の質問がでたわけです. 一応,この質問を命題の形に書いておきます. (1) n を正の整数とする.n=1, 2, 3, ・・・.     n∈N(自然数全体の集合) (2) m を正の整数とし,m は n<m<2n を満たすとする. (3) 集合A(n)を以下のように定義する.nを或る値に固定した時,      A(n)={ m | m,n∈N, n<m<2n} A(n) の 元 m∈A(n) は,m=n+1,n+2, n+3,・・・  ・・・ 2n-2,2n-1 となる. ●命題:集合A(n)の全ての元 m∈A(n)が奇素数でないような,十分大きな正の整数nが存在する. この命題は,成り立つでしょうか? 成り立たないでしょうか? ご教授下さい.また,単なるご意見でもかまいませんので,お寄せ下さい. (参考):仮に,n=10 とすると,10 と 20 との間には,奇素数 11, 13, 17, 19 が存在します.n=23 とすれば,46 との間には,奇素数 29, 31, 37, 41, 43 が存在します.この様にならない十分大きなnが存在するでしょうか? と言うのが,質問の趣旨です.

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • nag0720
  • ベストアンサー率58% (1093/1860)
回答No.4

その命題(の否定)はベルトランの仮説と呼ばれ、1850年にチェビシェフによって証明されています。 どんな証明方法かまでは分かりませんが。 ベルトランの仮説:n が 1 より大きい整数であれば n < p < 2n なる素数 p が存在する

Knotopolog
質問者

お礼

ご回答をありがとうございます. この御回答こそ,知りたかった事の本質です. 「ベルトランの仮説」は理解しましたので, 「チェビシェフの証明」を調べてみます.

その他の回答 (4)

  • yoikagari
  • ベストアンサー率50% (87/171)
回答No.5

問題は明らかに成立しないです。 他の方も言ってますが、nを2以上の整数とするとき n<p≦2nをみたす素数(つまり奇素数)が必ず存在することが証明されています。 このことの、証明は下記サイトにあります。 http://www1.ocn.ne.jp/~yoshiiz/pdf/chebyshev.pdf

Knotopolog
質問者

お礼

ご回答をありがとうございました. 証明のPDFは保存して読んでみます.

  • naniwacchi
  • ベストアンサー率47% (942/1970)
回答No.3

#2です。 すいません、ちょっと勘違いをしていました。 「素数の集合の中には任意の長さの等差数列が存在すること」なので、その間に素数がまったくないとはいえませんね・・・ 「素数砂漠」の問題となると、また違いますね。 失礼しました。

Knotopolog
質問者

お礼

ご回答をありがとうございます. テレンス・タオ、ベン・グリーンという数学者は知りませんでした. 調べてみます.

  • naniwacchi
  • ベストアンサー率47% (942/1970)
回答No.2

こんにちわ。 専門ではないので、間違ったところがあるかもしれませんが。^^; テレンス・タオ、ベン・グリーンという数学者さんが「素数の集合の中には任意の長さの等差数列が存在すること」を証明しています。 ということは、この命題自体は成り立つと言えると思います。 そして、この証明の方法(方針)が面白いと聞いたことがあります。 上記のような等差数列が「存在する確率」を計算し、ゼロにはならないことを示したのだと。

Knotopolog
質問者

お礼

ご回答,有り難う御座いました.

  • Takuya0615
  • ベストアンサー率21% (329/1502)
回答No.1

明らかに成り立たないでしょう。 奇数も偶数も自然数では1つおきにやって来ます。nが大きければ大きいほど特に成り立たないですね。 >仮に,n=10 とすると,10 と 20 との間には,奇素数 11, 13, 17, 19 が存在します.n=23 とすれば,46 との間には,奇素数 29, 31, 37, 41, 43 が存在します. これはおもいっきり反例でしょ?

Knotopolog
質問者

お礼

早速,ご回答をありがとうございました. 直感的には,成り立たない気はしますが・・・.

関連するQ&A

  • 奇素数に自然数の番号を付与することについて.

    奇素数に自然数の番号を付与することについて. 奇素数 3,5,7,11,13,17,・・・・・ に対して, 順番に 1,2,3, 4, 5, 6,・・・・・ と番号を以下のように付けます. 奇素数 3   5  7  11  13  17 ・・・・・     ↑  ↑  ↑  ↑  ↑  ↑   番号 1   2  3   4   5   6 ・・・・・ 念のため,タテに書きますと, 奇素数  番号 ↓    ↓  3 ← 1  5 ← 2  7 ← 3 11 ← 4 13 ← 5 17 ← 6 ・・・・・・ p ← m ・・・・・・ こうすると,任意の奇素数 p には m という自然数が対応し,かつ, 任意の自然数 n には,奇素数 q が必ず対応します.すると, 奇素数の集合P={ 3,5,7,11,13,17 ・・・ } と 自然数の集合N={ 1,2,3,4,5,6 ・・・ } は, 1対1の対応がとれ,全単射となる写像が存在することになります. ここで,質問ですが,上記のような対応に対する数学的な理論が何か,ありますか? ピエール・デザルト (Pierre Dusart) の研究結果として, p(n)をn番目の素数とすると n ≧ 6 に対して,  n・ln(n) + n・ln{ln(n)} -n <p(n)<n・ln(n) + n・ln{ln(n)} が成り立つ.というものがありますが, これ以外に,何かあれば教えて下さい.

  • x^2+y^2=n×pを満たす整数x,y,nが存在する奇素数pについて

    x^2+y^2=n×pを満たす整数x,y,nが存在する奇素数pについて、 a^2+b^2=m×p^2を満たすa,b,mは必ず存在するでしょうか? 換言しますと、奇素数pについて 「x^2+y^2=n×pとなる整数の組x,y,nが存在する」と 「a^2+b^2=m×p^2となる整数の組a,b,mが存在する」は同値でしょうか? 19くらいまでは調べたのですが、普遍的かちょっとわからなくて…

  • x^2+y^2=n×pを満たす整数x,y,nが存在する奇素数pについて

    x^2+y^2=n×pを満たす整数x,y,nが存在する奇素数pについて、 a^2+b^2=p^2を満たす互いに素なa,bは必ず存在するでしょうか? 換言しますと、奇素数pについて 「x^2+y^2=n×pとなる整数の組x,y,nが存在する」と 「a^2+b^2=p^2となる互いに素な自然数の組a,bが存在する」は同値でしょうか? 先ほど似た質問をさせていただいたのですが、 http://okwave.jp/qa/q6216192.html 私が確認してるのは「互いに素」でしたので改めて質問し直しました。 私の確認したところでは 2平方数の和がpの倍数にならないもの→3,7,11,19 2平方数の和がp倍数になり、且つp^2を満たすa,bが存在するもの→5,13,17 3^2+4^2=5^2, 5^2+12^2=13^2, 8^2+15^2=17^2

  • 数学Iの集合と論証について教えてください

    集合と論証が全く分からないので、教えてください。 (問題)nが自然数のとき、次の命題が真であることを証明しなさい。 (命題)(n+1)^2は偶数⇒nは奇数 (証明) 与えられた命題の対偶 nは偶数⇒(n+1)^2は奇数 が真であることを証明する。 nを正の偶数とすると、mを自然数として n=2m+2 と表すことができる。このとき、 n+1=?? ??が分かりません。普通に2m+2+1で良いんですか? あと上の証明は合ってますか?

  • 自然数と偶数の一対一対応について

    自然数の中から小さい方から順番にn個取り出した集合をAとし、 正の偶数の中から小さい方から同様に、同じ数だけ取り出した集合をBとします (要は自然数と正の偶数の一対一対応です) A={1,2,3,4,5, ...n} B={2,4,6,8,10,...2n} (AとBは同じ数) ここで、あるnの時の"Aには存在しないBの要素(値)の数"を考えます n=1の時、1個 n=2の時、1個 n=3の時、2個 個数だけ上げていくと、 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,.....と続きます "Aには存在しないBの要素の数"は、nの数に対して単調増加しており、 全てのnにおいて、少なくとも1以上であるように見えます また、nが無限大になった時でも、"Aには存在しないBの要素の数"は1以上あるようにしか思えません nが無限の時、Aを自然数全体の集合、Bを正の偶数全体の集合と呼ぶとします。 nが無限の時でも、Aに含まれないBの要素が存在します。 言い換えれば、自然数(=A)ではない正の偶数が存在するということです。 (もしそうなら最大値の存在が示せそうな気がしますし、現時点で私はそれが正しいように思います) この考えで、どこか間違いがあれば教えてください

  • x^2+y^2=n×p (nは整数)を満たす互いに素な自然数x,yが存

    x^2+y^2=n×p (nは整数)を満たす互いに素な自然数x,yが存在する奇素数pについて、 a^2+b^2=p^2を満たす互いに素なa,bは必ず存在するでしょうか? 換言しますと、奇素数pについて、nを自然数とするとき 「x^2+y^2=n×pとなる互いに素な自然数の組x,yが存在する」と 「a^2+b^2=p^2となる互いに素な自然数の組a,bが存在する」は同値でしょうか? 先ほど似た質問をさせていただいたのですが、 http://okwave.jp/qa/q6216279.html ミスがあり改めて質問し直しました。 私の確認したところでは (a,b,p)=(3,4,5),(5,12,13),(8,15,17)で成り立ちます。 pが3,7,11,19のとき、条件を満たすx,yもa,bも存在しません。

  • このような自然数は存在するのでしょうか?

    いま、n桁の自然数、Nがここにあるとします。そのNを一の位から順番を逆に並べなおした数をMとします。このとき、MがNの約数となるような自然数は存在するのでしょうか?(例えば、N=5431ならば、M=1345です。)無限に自然数はあるので、ひとつくらいはありそうな気もしますが、どうなのでしょうか? ただし、2000、1234321、1210000、22222のような明らかに条件を満たす数は除きます。

  • A-B が奇素数になるための必要十分条件!

    Aを正の整数とします. Ζを非負整数の集合 Ζ:={0,1,2,3,・・・} とします. BをΖの或る元とします(B∈Ζ).この時,A>B のもとに, ● 「A-B が奇素数になるための必要十分条件」は決定できるでしょうか?  もし,比較的簡単に決定できるようでしたら教えて下さい. また,考え方のヒント・道筋でもかまいません.よろしくおねがいします.

  • nが素数であるかどうかの判定

    素数判定の勉強をしています。 次の文の内容が成立する理由がわかりませんでした。 -----内容----- n-1 = 2^(t-1) * m としたとき とある整数a (aは2以上n-2以下)において もし a^{(2^j)*m} ≡ 1 mod n かつ a^[{(2^(j-1)}*m] ≠ ±1 mod n ならば  a^[{(2^(j-1)}*m] -1 と nの自明でない最大公約数がみつかりnは素数ではないと判断できる。 (ここで、jは1以上t-1以下の自然数。また記号「≠」を「not 合同」の意味で使用しています。) -----終了----- これはなぜなのでしょうか? なぜ公約数が見つかるのでしょうか? アドバイスよろしくお願いします。

  • n^2+4が立方数となる条件

    こんばんは。 自分でふと思いついた問題なのですが…。 nを自然数としたとき、 n^2+4の立方根が整数となる条件を導きたいのですが、 どうすればいいか分かりません。 簡単なプログラムを組んで調べてみたところ、自明なn=2, 11以外は 30000以下のnでは条件を満たすnは見つかりませんでした。 命題を満たすnは2,11以外は存在しないのでしょうか? また、それが正しいとしてそれを証明するにはどうしたらいいのでしょうか?