Primos gemelos factoriales y primoriales

Los primos factoriales son primos de la forma norte ! ± 1 y primos primoriales son primos de la forma pag # ± 1 , dónde pag # es el producto de todos los primos pag .

Para citar http://www.ams.org/journals/mcom/2002-71-237/S0025-5718-01-01315-1/ : "Los controles cuidadosos durante el último medio siglo han arrojado relativamente pocos primos de este tipo" . Sin embargo, también hicieron las siguientes dos conjeturas:

Los números esperados de primos factoriales de cada una de las formas norte ! ± 1 con norte norte ambos son aproximadamente mi γ registro norte .

El número esperado de primos primoriales de cada una de las formas pag # ± 1 con pag norte ambos son aproximadamente mi γ registro norte .

Tengo algo de curiosidad acerca de los primos gemelos de las formas ( norte ! 1 , norte ! + 1 ) y ( pag # 1 , pag # + 1 ) . Si las conjeturas son correctas, podríamos preguntarnos si existen infinitos primos gemelos de estas formas. Pero claramente, como ninguna de estas conjeturas está probada y tampoco la conjetura de los primos gemelos, una respuesta positiva es imposible.

Sin embargo, ¿qué pasa con lo contrario? ¿Es posible demostrar que solo puede haber un número finito de números primos gemelos de esta(s) forma(s)?

Nota: existen primos gemelos de ambas formas:

( 3 ! 1 , 3 ! + 1 ) = ( 5 , 7 )
( 3 # 1 , 3 # + 1 ) = ( 5 , 7 )
( 5 # 1 , 5 # + 1 ) = ( 29 , 31 )
( 11 # 1 , 11 # + 1 ) = ( 2309 , 2311 )
Son los únicos conocidos (hasta ahora).

Respuestas (2)

Preguntas como estas todavía se consideran problemas abiertos, de ahí los argumentos heurísticos en el documento que proporcionó. No tenemos idea de cómo abordar tales problemas actualmente.

Sin representar lo siguiente para constituir una prueba de nada, ofrezco las siguientes observaciones (demasiado largas para ser incluidas como comentarios) y una conjetura sobre primos gemelos de la forma pag # ± 1 . Se sabe (ver Un teorema de los primos gemelos y una reformulación de la conjetura de los primos gemelos ) que los primos gemelos tienen la forma 6 norte ± 1 si y si norte 6 a b ± a ± b .

Como todos los primos mayores que 3 tener la forma 6 k ± 1 , todos los primoriales mayores que 6 tendrá la forma 6 ( 6 k ± 1 ) , donde el signo entre 6 k y 1 depende de si los primos hasta pag presentan un número par o impar de números primos de la forma 6 k 1 . Combinando este resultado con el del párrafo anterior, primos gemelos de la forma pag # ± 1 ocurrirá cuando ( 6 k ± 1 ) = pag # 6 = norte y norte 6 a b ± a ± b .

Tenga en cuenta que ( 6 k ± 1 ) es divisible (una vez) por cada número primo hasta pag otro que 2 y 3 , y no otros. Nótese además que k en sí mismo no es divisible por ningún primo pag con las posibles excepciones de 2 y 3 . (Para 5 q pag , q 6 k ± 1 . q k q 5 k q ( 6 k ± 1 5 k ) q ( k ± 1 ) lo cual es imposible.) Así que los posibles factores primos de k son 2 , 3 , q j > pag . Para varios primoriales ( pag 5 ) He calculado valores de k y analizó los factores de k , y se ajustan al enunciado anterior sobre posibles factores primos de k . 3 # no contiene primos de la forma 6 k ± 1 y queda fuera de este análisis.

primordial k factores 5 # 1 1 7 # 6 2 3 11 # 64 2 6 13 # 834 2 3 139 17 # 14181 3 29 163 19 # 269436 2 3 131 257 23 # 6197024 2 5 31 6247

Para los dos primoriales que generan primos gemelos ( 5 # y 11 # ), k es un poder perfecto de 2 (cualquiera 0 o 6 ). La sugerencia es (y entiendo cuán débiles son dos ejemplos de siete) que podría ser el caso de que pag # ± 1 son primos gemelos iff pag # 6 ± 1 = 6 2 metro . Mayor seguimiento de esta línea de pensamiento mediante el cálculo de más primoriales y más valores de k es difícil de manejar y, en cualquier caso, nunca constituiría una prueba. ¿Alguien puede pensar en una forma matemáticamente rigurosa de analizar estas observaciones? Podría ser útil demostrar para qué valores de metro 6 2 metro ± 1 6 a b ± a ± b , si eso se puede hacer.