Comprobación de la constelación principal

¿Cómo se comprueba sistemáticamente si una determinada configuración de números primos pag 1 , pag 2 , . . . pag norte es la configuración más densa posible de primos en el rango [ pag 1 , pag norte ] ? (Las configuraciones más densas parecen llamarse “constelaciones principales”).

Estoy escribiendo un artículo para mi clase de ciencias de la escuela secundaria (no matemáticas). Se trata de aspectos interesantes de los números primos. En este contexto tengo dos preguntas:

1) Está bastante claro que la configuración de un triplete primo debe ser (p, p+2, p+6) o (p, p+4, p+6), como la opción más corta "obvia" (p, p+2, p+4) es una secuencia igualmente espaciada de tres elementos y, por lo tanto, uno de los elementos será divisible por tres (la excepción, por supuesto, es una secuencia con "3" como su primer elemento). Si bien este ejemplo simple de tres números primos es claro, me gustaría saber cómo continuar. ¿Cuál es la regla/algoritmo para identificar constelaciones de números primos más largos y cuántas constelaciones de la misma longitud existen?

2) Si se da una configuración de números primos como pag , pag + k 1 , pag + k 2 , pag + k norte , ¿cómo puedo verificar si esta es la configuración más densa posible, la llamada "constelación principal" a la luz de lo anterior?

Gracias por su ayuda. Apreciaría si las explicaciones son prácticas con ejemplos que son bastante fáciles de entender.

El principio del casillero puede ayudar. Al igual que aprender matemáticas con restos en forma de aritmética modular.
¿Es esto una pista o solo una corazonada?

Respuestas (2)

norte , norte + 2 , norte + 4 no pueden ser todos primos más de una vez porque lo que sea norte modificación 3 uno de norte , norte + 2 , norte + 4 será 0 modificación 3 .

Dado 0 < b 1 < < b k no hay obstrucción para norte , norte + b 1 , , norte + b k siendo todos primos (más de una vez) iff para cada primo pag hay algo a pag 1 pag 1 tal que a pag , a pag + b 1 , , a pag + b k son todos coprimos con pag .

Si pag > b k + 1 ahí está la solución a pag = 1 .

Por lo tanto, basta con mirar los números primos pag b k + 1 lo que significa que no hay obstrucción exactamente cuando para algunos A todo A , A + b 1 , , A + b k son coprimos con ( b k + 1 ) !


La generalización natural de la conjetura de los primos gemelos es que cuando no hay obstrucción norte , norte + b 1 , , norte + b k son todos primos infinitamente muchas veces.

La asintótica conjeturada (a partir del modelo aleatorio para los números primos) para el número de tales norte es

π b ( X ) norte X pag norte r a = 1 ,   pag a ( a + b 1 ) ( a + b k ) pag 1 1 pag C ( b ) X en k + 1 X
para donde pag > b k + 1 , a = 1 ,   pag a ( a + b 1 ) ( a + b k ) pag 1 1 pag = 1 b k + 1 pag

y r = mi γ 0.56 es la constante tal que pag norte r pag 1 pag 1 en norte (haciendo lo predicho C ( b ) constantes compatibles con el PNT)

El modelo aleatorio para los números primos simplemente dice que al elegir norte al azar en [ 1 , X ] , para pag norte r , entonces norte modificación pag pueden considerarse uniformemente distribuidos y más importantes los eventos norte modificación pag y norte modificación q puede considerarse independiente. Así, bajo este modelo, la probabilidad de que norte es primo puede ser considerado como pag norte r pag 1 pag que por el teorema de Mertens es 1 en norte .

Seguro coprime con ( b k + 1 ) ! es lo mismo que coprimos con todos los primos b k + 1
¿Hay algún enlace o literatura que explique esto a un nivel elemental? Para verificar la coprimalidad podría ejecutar todo el módulo de números primos pag b k + 1 y ver que no cubren todo el rango posible desde 0 a pag 1 ?
Sí, el algoritmo ingenuo es probar cada A modificación ( b k + 1 ) ! de manera equivalente para probar cada a pag modificación pag , pag b k + 1 . De todos modos, es necesario probarlos todos para encontrar el C ( b ) constante prediciendo la asintótica (y en este tema es interesante comparar la verdad con C ( b ) X ( en X ) k + 1 )
¡Entendido, gracias! ¿Algún consejo para la literatura?
(pensando en mi otra pregunta): para una configuración principal dada, podemos averiguar con lo anterior si hay una obstrucción o no. Por el contrario, ¿podría uno también determinar qué tan densamente se pueden empaquetar los números primos en un cierto rango?

Considere esta k-tupla: H k = ( 0 , h 1 , h 2 , , h k 1 ) , con 0 < h 1 < < h k 1 números pares.

H k es admisible si y si pag ( pag + h 1 ) ( pag + h k 1 ) no tiene divisor fijo.

Por ejemplo pag ( pag + 2 ) ( pag + 4 ) siempre es divisible por 3 entonces ( 0 , 2 , 4 ) no admisible

Considere la constante:

GRAMO k = ( p prima 1 w ( H k , pag ) pag ( 1 1 pag ) k )

Dónde w ( H k , pag ) es el número de residuos distintos ( modificación pag ) en H k .

La conjetura de la k-tupla predice que el número de números primos ( pag , pag + h 1 , , pag + h k 1 ) PAG k con pag + h k 1 X es:

π H k ( X ) GRAMO k X registro ( X ) k

Y podemos probar si H k entonces no es admisible GRAMO k = 0 .

prueba: si q es un numero primo siempre dividiendo pag ( pag + k 1 ) ( pag + k norte ) , pag PAG , entonces w ( H k , q ) = q , entonces GRAMO k = ( p prima 1 w ( H k , pag ) pag ( 1 1 pag ) k ) = 0

Y puedes ver por pag > h k 1 tenemos w ( H k , pag ) = k , entonces verificamos solo los números primos menores que h k 1 para la admisibilidad.


Ejemplo 1 : H k = ( 0 , 2 , 4 ) , tenemos w ( H k , 3 ) = 3 entonces ( 0 , 2 , 4 ) no admisible

Ejemplo2: H k = ( 0 , 2 , 6 ) , tenemos w ( H k , 3 ) = 2 y w ( H k , 5 ) = 3 entonces ( 0 , 2 , 6 ) es admisible.