Teorema de distribución de números primos

Estoy tratando de entender el teorema de Gauss :

π ( X ) X / en X 1
para grande X .

Tomé la lista de los primeros 1000 números primos del sitio de la universidad de Utah , los guardé en un archivo

2
3
5
7
...

y trazó estos valores contra sus números de línea correspondientes:

x | y
--+--
2 | 1
3 | 2
5 | 3
7 | 4
...

Si entiendo correctamente y ( X ) es lo mismo que la función de conteo de números primos π ( X ) , excepto eso y ( X ) no está definido para compuestos o no enteros X .

Usé gnuplot para dibujar el gráfico:

gnuplot> plot '1000primes.txt' using 1:($0+1) 

En 1:($0+1)el primero 1representa la primera columna en el archivo para los xpuntos y $0+1significa el número de línea + 1 como los ypuntos (el recuento de números de línea comienza desde 0). De esta manera, el primer punto de datos estaba en (2,1).

Del teorema, esperaría que este gráfico se fusionara con X / en ( X ) para grande X , pero no lo haría - pasaría por encima X / en ( X ) , aunque se le asemeja en forma. Así que pensé en multiplicar por una constante:

gnuplot> f(x) = a*x/log(x)

Usando el comando de gnuplot, fitencontré el mejor valor de coincidencia para a=1.13926:

gnuplot> fit f(x) '1000primes.txt' using 1:($0+1) via a

De modo que la relación asintótica es

π ( X ) 1.13926... × X en ( X )

El gráfico resultante:

gnuplot> plot '1000primes.txt' using 1:($0+1), x/log(x), f(x)

mi parcela

¿Qué estoy entendiendo/haciendo mal?

Creo que simplemente estás subestimando la expresión "la función está cerca del valor límite para x lo suficientemente grande"
@AloizioMacedo, ¿entonces debería hacer una lista más larga? ¿Cuánto tiempo crees que sería lo suficientemente bueno?
@AloizioMacedo parece que esto es correcto, he usado alrededor de 80k números primos y descubrí que, si bien las curvas aún no se fusionan, el coeficiente de mejor ajuste ase redujo a 1.08756. Probablemente deberías publicar esto como respuesta, para que pueda aceptarlo.

Respuestas (1)

Creo que el caso aquí es que la convergencia es muy lenta, y puede haberlo engañado... por ejemplo, vea: esta imagen

Solo para que conste, hay funciones que convergen más rápidamente (un ejemplo es el de la parte inferior de la imagen de arriba).